WO2023207763A1 - 可切换档位的配置电阻检测方法及电路 - Google Patents

可切换档位的配置电阻检测方法及电路 Download PDF

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of integrated circuits, and in particular to a switchable configuration resistance detection method and circuit.
  • the method of obtaining digital code bits by configuring resistors can be set by adjusting the external resistor value in chip applications so that the same chip has different functions and parameters, so that more choices can be obtained at a lower cost.
  • This method has the characteristics of low cost and flexible configuration in chip applications with a variety of optional functions and parameters, and is increasingly used. For chips that do not have this function, customers can only meet this requirement by replacing chips with different models.
  • the existing configuration resistance detection method uses a fixed current method to detect the configuration resistance. This method is limited by the voltage conversion range of the detection circuit, and the digital code bits obtained are limited, which limits the application range.
  • Figure 1 shows a typical configuration resistance detection circuit in the prior art.
  • the technical purpose to be achieved by the present invention is to provide a method that is suitable for detecting configuration resistors with a wide range of resistance values, and through this method, more digital codes can be detected.
  • the present invention provides a switchable gear configuration resistance detection method, which method includes:
  • the first current source is turned off, the second current source is turned on, the second current value is output to the configuration resistor, and the second voltage is regenerated on the configuration resistor; analog-to-digital conversion is used
  • the circuit converts the second voltage into a second type of digital code; the second current value is less than the first current value;
  • the control parameter code is generated based on the first type of digital code and the second type of digital code.
  • the first type of digital code when the first type of digital code is less than the threshold, the first type of digital code is used to generate the control parameter code.
  • the invention also provides a switchable configuration resistance detection circuit, which circuit includes a first current source, a second current source, a coding operation circuit and an analog-to-digital conversion circuit;
  • the encoding code operation circuit controls the first current source to output a first current value to the configuration resistor, and generates a first voltage on the configuration resistor;
  • the analog-to-digital conversion circuit converts the first voltage into a first-type digital code, and the encoding operation circuit determines whether the first-type digital code is greater than or equal to the threshold according to a preset threshold;
  • the encoding operation circuit When the first type of digital code is greater than or equal to the threshold, the encoding operation circuit turns off the first current source, turns on the second current source, outputs the second current value to the configuration resistor, and regenerates the second voltage on the configuration resistor; use The analog-to-digital conversion circuit converts the second voltage into a second type of digital code; the second current value is smaller than the first current value;
  • the encoding code operation circuit generates a control parameter code based on the first type of digital code and the second type of digital code.
  • the encoding code operation circuit uses the first type of digital code to generate the control parameter code.
  • one or more embodiments of the present invention may have the following advantages:
  • Figure 1 is a schematic diagram of a configuration resistance detection circuit in the prior art
  • Figure 2 is a schematic diagram of a configuration resistance detection circuit in an embodiment of the present invention.
  • the configuration resistance detection method in this embodiment includes:
  • the analog-to-digital conversion circuit converts the voltage V R1 into a first-type digital code, and the encoding operation circuit determines whether the first-type digital code is greater than or equal to the threshold according to the preset threshold. If the first-type digital code is less than the threshold, , then the current source will not be switched.
  • the first current source is turned off, and the second current source is turned on, and the second current I R2 value is output to the configuration resistor R, and a voltage V is regenerated on the configuration resistor R.
  • the analog-to-digital conversion circuit re-converts the voltage V R2 into the second type of digital code.
  • the first type of digital code and the second type of digital code are jointly calculated by the encoding operation circuit to obtain the control parameter code.
  • the analog-to-digital conversion circuit described in this embodiment takes an 8-bit ADC as an example.
  • the quantized value range of the 8-bit ADC is 0 to 255, which is expressed in binary as 00000000 to 11111111, which is the first type of digital code.
  • the 8-bit ADC outputs 255, it means that the voltage it detects has reached the ADC reference voltage, which is the maximum voltage Vmax that the ADC can input.
  • the reference voltage of the 8-bit ADC is still Vmax.
  • the quantized value range of the 8-bit ADC output ranges from 0 to 255.
  • the binary representation of 00000000 to 11111111 is the quantization of the resistance value between Rmax and R'max, which is the second type of digital code.
  • the first type of digital code obtained after the first current source is connected and the second type of digital code obtained after switching the second current source can extend the output of the 8-bit ADC to 16 bits. That is, the first type of digital code represents the quantization of the resistance values 0 to Rmax, and the second type of digital code represents the quantization of the resistance values Rmax to R'max.
  • the range of the first type of digital code is 0000000000000000 ⁇ 0000000011111111
  • the range of the second type of digital code is 0000000100000000 ⁇ 1111111111111111.
  • the value range of the configuration resistor R is expanded to 5 times the original value, and it overcomes the problem of using too small a current value when the value of the configuration resistor R is small because the current source I R and
  • the disadvantage is that errors in analog-to-digital conversion circuits cannot be detected correctly.

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Abstract

一种可切换档位的配置电阻检测方法，包括：使用编码运算电路控制打开第一电流源输出第一电流值到配置电阻，在配置电阻上产生第一电压；使用模拟数字转换电路将第一电压转换为第一类数字代码，并由编码运算电路根据预设的阈值判断第一类数字代码是否大于等于阈值；若第一类数字代码大于或等于阈值，则关断第一电流源，并导通第二电流源，输出第二电流值到配置电阻，在配置电阻上重新产生第二电压；使用模拟数字转换电路将第二电压转换为第二类数字代码；第二电流值小于第一电流值；根据第一类数字代码和第二类数字代码生成控制参数代码。

Description

可切换档位的配置电阻检测方法及电路 技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种可切换档位的配置电阻检测方法及电路。
背景技术
用配置电阻获得数字代码位的方式在芯片应用中可以通过对外部电阻值进行调整来设定使得同一芯片具有不同功能和参数，从而可以用较低的成本获得较多的选择。此种方式在有多种可选功能和参数的芯片应用中，具有低成本和配置灵活的特点，得到越来越广泛的使用。不具有此功能的芯片，客户只能通过替换不同型号的芯片来达到这一要求。然而现有的配置电阻检测方式是使用固定电流方式检测配置电阻，这种方式受限于检测电路的电压转换范围，得到的数字代码位有限，使得应用范围受到限制。
图1所示的是现有技术中一种典型的配置电阻检测电路，当配置电阻检测电路工作时，编码运算电路控制固定电流源输出电流IR到配置电阻R，在配置电阻R上产生一个电压VR，并有VR＝IR×R，此时模拟数字转换电路转换电压VR为一组数字代码，这组数字代码经过编码运算电路计算得到控制代码去做功能和参数的选择控制。如果模拟数字转换电路的电压范围是Vmax，则需满足VR<Vmax，根据VR＝IR×R可计算出R<Vmax/IR。所以配置电阻值R受到模拟数字转换电路的电压范围是Vmax的限制，必须要小于Vmax/IR，即配置电阻的阻值上限Rmax＝Vmax/IR。由于电阻值具有上限，因此形成的数字代码的数量也是受限的。在实际电路中，如果希望减小电流源IR获得更大的配置电阻R的取值范围，那么在配置电阻的电阻值R处于较小范围时，电流源IR和模拟数字转换电路的误差会使得检测电路不能正确的得到数字代码位。
由此可见，现有技术中需要一种能够适用于对大范围阻值的配置电阻进行检 测的检测方法及对应的电路结构。从而使得配置电阻检测电路能够对更大的电阻范围进行检测，从而形成更多数字代码数量，同时能够保证针对每一个配置电阻阻值所对应的数字代码的检测精度。
发明内容
本发明所要实现的技术目的在于提供一种能够适用于对大范围阻值的配置电阻进行检测的方法，通过该方法实现对更多数字代码的检测。
基于上述技术目的，本发明提供一种可切换档位的配置电阻检测方法，所述方法包括：
使用编码码运算电路控制打开第一电流源输出第一电流值到配置电阻，在配置电阻上产生第一电压；
使用模拟数字转换电路将第一电压转换为第一类数字代码，并由编码运算电路根据预设的阈值判断该第一类数字代码是否大于等于阈值；
若第一类数字代码大于或等于阈值，则关断第一电流源，并导通第二电流源，输出第二电流值到配置电阻，在配置电阻上重新产生第二电压；使用模拟数字转换电路将第二电压转换为第二类数字代码；所述第二电流值小于第一电流值；
根据第一类数字代码和第二类数字代码生成控制参数代码。
在一个实施例中，当第一类数字代码小于阈值时，则使用第一类数字代码生成得到控制参数代码。
本发明还提供一种可切换档位的配置电阻检测电路，所述电路包括第一电流源、第二电流源、编码运算电路和模拟数字转换电路；
所述编码码运算电路控制第一电流源输出第一电流值到配置电阻，在配置电阻上产生第一电压；
所述模拟数字转换电路将第一电压转换为第一类数字代码，并由编码运算电路根据预设的阈值判断该第一类数字代码是否大于等于阈值；
当第一类数字代码大于或等于阈值时，编码运算电路关断第一电流源，并导通第二电流源，输出第二电流值到配置电阻，在配置电阻上重新产生第二电压；使用模拟数字转换电路将第二电压转换为第二类数字代码；所述第二电流值小于第一电流值；
所述编码码运算电路根据第一类数字代码和第二类数字代码生成控制参数代码。
在一个实施例中，当第一类数字代码小于阈值时，所述编码码运算电路使用第一类数字代码生成得到控制参数代码。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：
本发明中通过使用两个电流值不同的电流源对配置电阻进行检测，在小电阻情况下克服了过小的模拟量在电流源IR和模拟数字转换电路的误差的影响下不能被正确检测的缺点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是现有技术中的配置电阻检测电路示意图；
图2是本发明实施例中的配置电阻检测电路示意图；
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。
实施例
根据如图2所示的本实施例的配置电阻检测电路，本实施例中的配置电阻检测方法包括：
首先，由编码运算电路控制打开第一电流源输出第一电流值IR1到配置电阻R，在配置电阻R上产生一个电压VR1，即有VR＝IR1·R；
随后，由模拟数字转换电路将电压VR1转换为第一类数字代码，并由编码运算电路根据预设的阈值判断该第一类数字代码是否大于等于阈值，如果该第一类数字代码小于阈值，则不对电流源进行切换。
如果该第一类数字代码大于或等于阈值，则关断第一电流源，并导通第二电流源，输出第二电流IR2值到配置电阻R，在配置电阻R上重新产生一个电压VR2，即有VR2＝IR2·R，此时模拟数字转换电路重新转换电压VR2为第二类数字代码。
第一类数字代码和第二类数字代码共同经过编码运算电路计算得到控制参数代码。
本实施例中所述模拟数字转换电路以8位ADC为例，8位ADC的量化值范围为0～255，以二进制表示即为00000000～11111111，即第一类数字代码。当8位ADC输出255时，说明其检测到的电压已经达到ADC参考电压，即ADC所能输入的最大电压Vmax。在本实施例中针对第一电流源而言，该8位ADC所能检测的最大阻值Rmax即为，Rmax＝Vmax/IR1。也就是说使用该8位ADC的配置检测电路所能检测的电阻值范围为0～Vmax/IR1。
若设定IR2远小于IR1，如IR2＝IR1/5。该8位ADC的参考电压依然是Vmax，在从第一电流源切换至第二电流源后，该8位ADC所输入的模拟量为：VR2＝IR2·R＝(IR1·R)/5。所以针对第二电流源而言，该8位ADC所能检测的最大阻值R’max表示为，R’max＝5·Vmax/IR1。即当第一电流源切换至第二电流源后，该该8位ADC针对Rmax至R’max之间的电阻值进行量化。即此时8位ADC输出的量化值范围0～255，以二进制表示的00000000～11111111，是针对Rmax至R’max之间的电阻值进行的量化，即第二类数字代码。
综合，上述第一电流源接入后所得到的第一类数字代码，及切换第二电流源后所得到的的第二类数字代码可以将8位ADC的输出扩展至16位。即，第一类数字代码表示对电阻值0～Rmax的量化，第二类数字代码表示对电阻值Rmax～R’max的量化。以二进制表示即为第一类数字代码的范围是0000000000000000～0000000011111111，第二类数字代码的范围是0000000100000000～1111111111111111。相比现有技术中的配置电阻检测方式，配置电阻R的取值范围扩大到原来的5倍，且克服了在小的配置电阻R值时，使用过小的电流值因为电流源IR和模拟数字转换电路的误差不能被正确检测的缺点。
以上所述，仅为本发明的具体实施案例，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术的技术人员在本发明所述的技术规范内，对本发明的修改或替 换，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

  1. 一种可切换档位的配置电阻检测方法，其特征在于，所述方法包括：
    使用编码码运算电路控制打开第一电流源输出第一电流值到配置电阻，在配置电阻上产生第一电压；
    使用模拟数字转换电路将第一电压转换为第一类数字代码，并由编码运算电路根据预设的阈值判断该第一类数字代码是否大于等于阈值；
    若第一类数字代码大于或等于阈值，则关断第一电流源，并导通第二电流源，输出第二电流值到配置电阻，在配置电阻上重新产生第二电压；使用模拟数字转换电路将第二电压转换为第二类数字代码；所述第二电流值小于第一电流值；
    根据第一类数字代码和第二类数字代码生成控制参数代码。
  2. 根据权利要求1所述的配置电阻检测方法，其特征在于，当第一类数字代码小于阈值时，则使用第一类数字代码生成得到控制参数代码。
  3. 一种可切换档位的配置电阻检测电路，其特征在于，所述电路包括第一电流源、第二电流源、编码运算电路和模拟数字转换电路；
    所述编码码运算电路控制第一电流源输出第一电流值到配置电阻，在配置电阻上产生第一电压；
    所述模拟数字转换电路将第一电压转换为第一类数字代码，并由编码运算电路根据预设的阈值判断该第一类数字代码是否大于等于阈值；
    当第一类数字代码大于或等于阈值时，编码运算电路关断第一电流源，并导通第二电流源，输出第二电流值到配置电阻，在配置电阻上重新产生第二电压；使用模拟数字转换电路将第二电压转换为第二类数字代码；所述第二电流值小于第一电流值；
    所述编码码运算电路根据第一类数字代码和第二类数字代码生成控制参数代码。
  4. 根据权利要求3所述的配置电阻检测电路，其特征在于，第一类数字代码小于阈值时，所述编码码运算电路使用第一类数字代码生成得到控制参数代码。
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