[发明专利]模数转换器的可配置过采样

说明书

一种系统包含中央处理单元CPU核心(102)和脉宽调制器PWM控制器(110)，所述脉宽调制器控制器配置为生成具有PWM周期的PWM控制信号。所述系统还包含模数转换器ADC(162)、累加器(170)、和寄存器(178)以及过采样寄存器组(120)。过采样寄存器组(120)可由CPU核心(102)配置，以指定每个PWM周期期间ADC(162)将模拟信号转换成数字样本以产生多个数字样本的时间点。连续数字样本之间的时间间隔在所指定的时间点之间变化。累加器(170)累加来自ADC的数字样本，并且将累加和存储在和寄存器(178)中。CPU核心从和寄存器(178)读取累加和，并且可以使用累加和来计算数字样本的度量(例如，平均值)。

背景技术

模数转换器(ADC)将模拟信号转换成数字值。ADC应用广泛。在一些实施方式中，ADC用于对模拟信号进行“过采样”。对模拟信号进行过采样包括对模拟信号进行多次转换，并且然后将所得数字值一起平均。过采样有助于滤除各种噪声源，诸如来自传感器的模拟信号中可能存在的噪声、模数转换过程中固有的噪声等。

发明内容

在一个示例中，系统包含中央处理单元(CPU)核心和脉宽调制器(PWM)控制器，所述脉宽调制器控制器配置为生成具有PWM周期的PWM控制信号。所述系统还包含模数转换器(ADC)、累加器、和寄存器以及过采样寄存器组。过采样寄存器组可由CPU核心配置，以指定每个PWM周期期间ADC将模拟信号转换成数字样本以产生多个数字样本的时间点。连续数字样本之间的时间间隔在所指定的时间点之间变化。累加器累加来自ADC的数字样本，并且将累加和存储在和寄存器中。在一些示例中，CPU核心从和寄存器读取累加和和转换的样本数量，并且可以使用累加和和转换的样本数量来计算数字样本的度量(例如，平均值)。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：

图1示出了一个示例中包括转换电路的系统。

图2示出了用于模数转换以对模拟信号执行过采样的触发事件之间的可变时间间隔。

图3示出了可变频率脉宽调制信号的过采样。

图4示出了执行多个转换电路的全局同步的示例。

图5示出了利用固定频率脉宽调制信号执行过采样的方法的示例。

图6示出了利用可变频率脉宽调制信号执行过采样的方法的示例。

具体实施方式

本文所描述的系统包含可以用于对模拟信号执行过采样的转换电路。所述系统还包含脉宽调制(PWM)控制器，所述脉宽调制控制器可以生成固定或可变频率的PWM信号来驱动负载(例如，电压转换器的驱动器、电机的驱动器等)。转换电路可以用于将模拟信号转换成一或多个数字样本。模拟信号可以是与受控制的系统的输入、输出或负载(例如电机电流)相关的电流或电压。对于固定频率的PWM操作，中央处理单元(CPU)核心可以对PWM进行编程，以生成特定频率的PWM信号，并且指定每个PWM周期期间ADC将模拟信号转换成数字样本的时间点。因为PWM周期期间的每个时间点都可以由CPU核心编程，所以过采样期间连续数字转换之间的时间间隔可能因样本而异。因此，可以控制转换电路，以避免在每个PWM周期期间的不适当时间执行模数转换，诸如当负载的功率晶体管处于开关状态时。

转换电路还包含累加器，用于在过采样转换过程期间累加数字值的总和。加法器将当前数字样本与先前数字值的总和相加，并且用新总和重写寄存器中的先前总和。在一些示例中，CPU核心然后可以通过读取累加和并除以构成总和的数字样本的数量来计算数字样本的平均值。转换电路可配置为执行过采样，其中，PWM控制器生成固定频率或可变频率的PWM信号。对于可变频率PWM，CPU核心还可以读取累加和，并且从转换电路读取寄存器值，所述转换电路对累加和表示的数字样本的数量进行编码。然后，CPU核心可以基于这些值计算平均值。