[发明专利]模数转换器

说明书

本发明公开了一种模数转换器，其包括：振荡器、计数器、数模转换单元、模拟比较器、第一输入控制电路和第二输入控制电路。模拟比较器的输出端与计数器的控制端相连，计数器基于振荡器的振荡信号进行计数得到计数信号，并在模拟比较器输出的终止信号跳变时停止计数，计数器将计数信号传送给数模转换单元，数模转换单元将计数信号进行数模转并输出模拟电压信号，第一输入控制电路的输入端与输入电压端相连，其输出端与模拟比较器的第一输入端相连，第二输入控制电路的输入端与数模转换单元的输出端相连，其输出端与模拟比较器的第二输入端相连。与现有技术相比，本发明可以增大模数转换器的输入范围。

【技术领域】

本发明涉及模数转换器，尤其是其输入范围被增大的模数转换器。

【背景技术】

模数转换器在各种模拟电路中应用广泛。但是很多模数转换器在输入电压太低接近地电平时或太高接近电源电压时，由于晶体管退出饱和区会导致比较器的增益级的增益下降，这样导致模数转换器的精度下降。以电源电压为3.3V为例，下面表格中列出了增益随输入电压信号的变化，当输入电压信号大于0.50V时，增益大于50dB；当输入电压信号小于0.50V时，增益越来越小；当输入电压信号小于2.80V时，增益大于60dB；当输入电压信号大于2.80V时，增益越来越小。

图1描述了现有技术中的一种模数转换器结构。所述模数转换器包括：比较器Comp、计数器、振荡器OSC和数模转换单元DAC。

当比较器Comp中的放大级增益太低时，会影响输出的精度。D4～D0为二进制数据，高电平表示1，低电平表示0。其工作原理为，当数模转换单元DAC不工作时，复位信号RST为高电平，会复位计数器，使得输出数据信号D4～D0都为低电平；当数模转换单元DAC启动时，复位信号RST从高电平变为低电平，释放复位，计数器可以开始计数，每个时钟上升沿来临，其输出数据信号加1，随着计数器的计数信号D4～D0不断增加，数模转换单元DAC的输出电压DACO不断增加。当DACO的电压值增加超过输入电压信号VI的电压值时，比较器输出的终止信号End从高电平变为低电平，终止信号End的下降沿触发计数器停止计数。此时计数器输出标志信号Flag从低电平变成高电平，表示模数转换器转换结束，此时的数据D4～D0即为转换后的数字信号，可供其他电路读取使用，其他后级电路可以根据标志信号Flag的上升沿来读取正确的模数转换器输出信号。

因此，有必要提供一种新的改进方案。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题在于提供一种其输入范围被增大的模数转换器。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种模数转换器，其包括：振荡器、计数器、数模转换单元、模拟比较器、第一输入控制电路和第二输入控制电路。所述模拟比较器的输出端与所述计数器的控制端相连，所述计数器基于所述振荡器的振荡信号进行计数得到计数信号，并在所述模拟比较器输出的终止信号跳变时停止计数，所述计数器将所述计数信号传送给所述数模转换单元，所述数模转换单元将所述计数信号进行数模转并输出模拟电压信号，第一输入控制电路的输入端与输入电压端相连，其输出端与所述模拟比较器的第一输入端相连，第二输入控制电路的输入端与所述数模转换单元的输出端相连，其输出端与所述模拟比较器的第二输入端相连。在所述输入电压端的输入电压低于预定低电压阈值时，将第一输入控制电路的输入端的电压抬高第一电压值后输送至其输出端，将第二输入控制电路的输入端的电压抬高第一电压值后输送至其输出端。在所述输入电压端的输入电压高于预定高电压阈值时，将第一输入控制电路的输入端的电压降低第二电压值后输送至其输出端，将第二输入控制电路的输入端的电压降低第二电压值后输送至其输出端。在所述输入电压端的输入电压位于预定低电压阈值和预定高电压阈值范围内时，将第一输入控制电路的输入端的电压直接输送至其输出端，将第二输入控制电路的输入端的电压直接输送至其输出端。