[发明专利]一种正交正弦信号转换电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种正交正弦信号转换电路。

背景技术

正交正弦信号是一种典型的传感器输出信号，由一对相位差为π/2的正弦信号 组成，即由一个正弦信号和一个余弦信号组成。比如采用霍尔原理的角度传感器、 加速度传感器等就输出正交正弦信号。由于通常的应用系统都是线性系统，因此往 往需要将正交正弦信号转换成线性信号之后才能进一步处理。

现有的正交正弦信号转换电路采用高精度ADC将正交正弦信号数字化，然后 采用传统的CORDIC算法进行数字信号处理，得到数字化的线性信号，最后采用 高精度DAC将数字化的线性信号转换成模拟线性信号。这种电路往往需要非常多 的硬件资源。另外，由于信号路径完全依赖ADC、DAC，使最终转换输出为幅度 量化信号。因此，现有的正交正弦信号转换电路已越来越不能满足用户的需要。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明旨在提供一种正交正弦信号转 换电路，以减少消耗的硬件资源，并使得最终输出为幅度连续信号。

本发明所述的一种正交正弦信号转换电路，所述的转换电路包括SH模块 (Sample Hold，采样保持电路)、比较器和控制模块，

所述的SH模块对从外部接收到的正交正弦信号进行采样并放大求和，输 出一电压信号；

所述的比较器接收从所述SH模块输出的电压信号，并输出一比较信号；

所述的控制模块接收外部的时钟信号，并根据从所述比较器接收到的比较 信号，向所述的SH模块输出控制信号，使所述的SH模块根据该控制信号调 整放大增益，并工作在相位判断模式或信号转换模式。

在上述的正交正弦信号转换电路中，所述的SH模块包括第一SC网络 (Switched Capacitor，开关电容网络)和保持电路，

所述的第一SC网络接收从所述控制模块输出的控制信号，在采样阶段的 半个时钟周期内对所述的正交正弦信号进行采样，并在保持阶段的半个时钟周 期内向所述的保持电路输出第一采样信号；

所述的保持电路接收从所述控制模块输出的控制信号，并输出所述的电压 信号。

在上述的正交正弦信号转换电路中，所述的SH模块还包括第二SC网络， 该第二SC网络接收从所述控制模块输出的控制信号，在采样阶段的半个时钟 周期内对外部输入的参考电压进行采样，并在保持阶段的半个时钟周期内产生 第二采样信号，并与所述的第一采样信号叠加后输出到所述的保持电路。

在上述的正交正弦信号转换电路中，所述的控制模块包括分频计数器、移 位寄存器和解码器，

所述的分频计数器对所述的时钟信号进行分频计数，并将计数结果输出到 所述的解码器；

所述的移位寄存器接收从所述比较器输出的比较信号和所述的时钟信号， 并向所述的解码器输出一组移位信号；

所述的解码器接收所述的时钟信号，并输出所述的控制信号。

在上述的正交正弦信号转换电路中，所述的分频计数器的一个分频周期内 共包含M+N个时钟周期，在前M个时钟周期内，所述的解码器向所述SH模 块输出使之工作在相位判断模式的相位控制信号，在后N个时钟周期内，所述 的解码器向所述SH模块输出使之工作在信号转换模式的转换控制信号，其中， M、N均为自然数。

在上述的正交正弦信号转换电路中，所述的转换电路还包括NRSH模块 (No-reseted Sample Hold，不复位的采样保持电路)，该NRSH模块接收从所 述控制模块输出的分频时钟信号以及从所述的SH模块输出的电压信号，并转 换成一连续时间输出信号。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过采用传统的开关电容结构的 SH模块作为整个转化电路的输入级，有利于对输入信号进行各种线性求和转 换；同时本发明可以消耗较少的硬件资源，例如一个典型的采用CORDIC算法 的转换电路中，数字电路部分的规模在20K门左右，模拟电路部分的规模不少 于4个SH模块，本发明的数字电路部分规模在0.2K门左右；而模拟电路部分 不超过2个SH模块。另外，由于信号路径中保留了模拟信号的通路，使得最 终输出为幅度连续信号。

附图说明

图1是本发明正交正弦信号转换电路的最佳实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的最佳实施例进行详细说明。