專利名稱：Ad變換方法和ad變換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及AD變換方法和AD變換電路，涉及將多種模擬信號變換為數(shù)字信號的 AD變換方法和AD變換電路。
背景技術(shù)：
近些年來，在數(shù)碼相機(jī)等便攜設(shè)備中安裝使用了鋰離子電池的電池組。鋰離子電池一般難以通過其電壓檢測電池余量。因此，采用通過微計算機(jī)等檢測電池的充放電電流， 對檢測出的充放電電流進(jìn)行累計來測定電池余量的方法。在用來像這樣測定電池余量的電池監(jiān)視IC中，將電壓、電流、溫度等模擬信號變換為數(shù)字信號后提供給CPU，通過CPU進(jìn)行檢測出的電流值的溫度補(bǔ)償?shù)?，并且進(jìn)行累計。圖5中圖示現(xiàn)有的AD變換電路的一個例子的方框結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，從端子1提供檢測溫度而得的模擬信號，從端子2提供檢測電壓而得的模擬信號，從端子3提供檢測電流而得的模擬信號，將這些模擬信號提供給選擇器4。信號選擇寄存器5從通過CPU運(yùn)行的軟件寫入信號選擇編號，將信號選擇編號從信號選擇寄存器5提供給選擇器4。選擇器4選擇來自與信號選擇編號相對應(yīng)的端子的模擬信號，提供給AD變換器6。在變換開始寄存器7中，從通過CPU運(yùn)行的軟件寫入使能(enable)信號，在向變換開始寄存器7中寫入使能信號之后，AD變換器6對從選擇器4提供的模擬信號進(jìn)行AD變換，從端子8輸出。再有，提出了一種AD變換器，其具有控制單元，基于觸發(fā)信號(TG)輸出用來設(shè)置變換期間和休止期間的休止信號(STBY)；定時控制電路，其在所述變換期間輸出定時信號；AD變換單元，其用比較器比較模擬信號Va和預(yù)定的基準(zhǔn)電壓，由此進(jìn)行AD變換(例如參照專利文獻(xiàn)1)。在現(xiàn)有的AD變換電路中，信號的選擇和AD變換的開始全部從通過CPU運(yùn)行的軟件進(jìn)行指示，為了進(jìn)行AD變換必須使CPU工作，因為要使CPU工作，所以消耗電力變大。另夕卜，還存在軟件的程序量也變大的問題。專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-31968號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，目的是提供可進(jìn)行與用途對應(yīng)的設(shè)定的AD變換方法和AD變換電路，以在不通過CPU按照希望的順序?qū)Χ喾N模擬信號進(jìn)行AD變換，在預(yù)定的時間內(nèi)對多種模擬信號進(jìn)行AD變換的情況下可獲得最高效率的結(jié)果。本發(fā)明一個實(shí)施方式的AD變換電路，被提供多種模擬信號，選擇某一種模擬信號變換為數(shù)字信號，其中，具有保存單元(21)，其與時序信息相對應(yīng)地存儲了信號選擇信息和時間信息；順序計數(shù)器(22)，其通過預(yù)定周期的定時信號的供給進(jìn)行初始化，通過一致信號的供給進(jìn)行計數(shù)；期間計數(shù)器(23)，其在通過所述定時信號或所述一致信號的供給進(jìn)行了初始化之后，通過時鐘的供給進(jìn)行計數(shù)；比較器( )，其比較通過用所述順序計數(shù)器 (22)的計數(shù)值來參照所述保存單元(21)的時序信息而從所述保存單元得到的時間信息和所述期間計數(shù)器的計數(shù)值，在一致時生成所述一致信號；選擇單元(14)，其選擇所述多種模擬信號中與信號選擇信息相對應(yīng)的一種模擬信號，該信號選擇信息是通過用所述順序計數(shù)器0 的計數(shù)值來參照所述保存單元的時序信息而得到的；以及AD變換器 (30)，其對用所述選擇單元選擇的所述一種模擬信號進(jìn)行AD變換。優(yōu)選的是，所述保存單元將所述信號選擇信息和所述時間信息存儲在可改寫的非易失性存儲器中，所述時間信息是與所述信號選擇信息相對應(yīng)的選擇時間。優(yōu)選的是，所述多種模擬信號包含電流、電壓、溫度中的任意一種檢測信號。優(yōu)選的是所述AD變換器(30)是δ - σ型AD變換器。另外，本發(fā)明的一個實(shí)施方式的AD變換方法，被提供多種模擬信號，選擇某一種模擬信號變換為數(shù)字信號，其中，與時序信息相對應(yīng)在保存單元中存儲信號選擇信息和時間信息，通過預(yù)定周期的定時信號的供給進(jìn)行初始化，通過一致信號的供給進(jìn)行計數(shù)， 在通過所述定時信號或所述一致信號的供給進(jìn)行了初始化之后，通過時鐘的供給進(jìn)行計數(shù)，比較用所述順序計數(shù)值來參照所述保存單元的時序信息而得到的時間信息和所述期間的計數(shù)值，在一致時生成所述一致信號，選擇所述多種模擬信號中與信號選擇信息相對應(yīng)的一種模擬信號，該信號選擇信息是通過用所述順序的計數(shù)值來參照所述保存單元 (21)的時序信息而從所述保存單元中得到的，對所選擇的所述一種模擬信號進(jìn)行AD 變換。上述括號內(nèi)的參考符號是為了容易理解而附加的，只不過是一個例子，不受圖示的方式的限定。根據(jù)本發(fā)明，可進(jìn)行與用途對應(yīng)的設(shè)定，以在不通過CPU而按照希望的順序?qū)Χ喾N模擬信號進(jìn)行AD變換，在預(yù)定時間內(nèi)對多種模擬信號進(jìn)行AD變換的情況下可獲得最高效率的結(jié)果。


圖1是本發(fā)明的AD變換電路的一個實(shí)施方式的方框結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示選擇表的一個實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是δ - σ調(diào)制單元的一個實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明的AD變換電路的一個實(shí)施方式的信號時序圖。圖5是現(xiàn)有的AD變換電路的一個例子的方框結(jié)構(gòu)圖。符號說明14選擇器20順序控制器21選擇表22順序計數(shù)器23期間計數(shù)器24比較器30AD 變換器
31 δ-σ調(diào)制單元32濾波處理單元最佳實(shí)施方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。<AD變換電路的一個實(shí)施方式>圖1表示本發(fā)明的AD變換電路的一個實(shí)施方式的方框結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，從端子 11提供檢測溫度而得的模擬信號，從端子12提供檢測電壓而得的模擬信號，從端子13提供檢測電流而得的模擬信號。這些模擬信號中的任何一個都是電壓形式的信號，被提供給作為選擇單元的選擇器14。此外，提供給選擇器14的模擬信號的種類不限于3種，也可以是 2種或4種以上。順序控制器20具有選擇表21、順序計數(shù)器22、期間計數(shù)器23和比較器對。選擇表21例如由寄存器、閃速ROM等可改寫的非易失性存儲器、讀取電路等構(gòu)成， 如圖2所示，與0 N的時序編號(即時序信息)相對應(yīng)，預(yù)先設(shè)定信號選擇編號(即信號選擇信息)和選擇時間(即時間信息)進(jìn)行保存。再有，圖2中N = 3，但N也可以小于3 或為4以上。信號選擇編號是用來在選擇器14中選擇端子11 13中的某一個的編號。選擇時間是選擇由上述信號選擇編號所指示的信號的時間，選擇時間例如以幾毫秒 幾十毫秒周期的時鐘CLK為單位。信號選擇編號和選擇時間可以從外部直接改寫值，或者經(jīng)過CPU 等間接改寫值。改寫后的值被存儲在可改寫的非易失性存儲器中。順序計數(shù)器22，在從端子25被提供例如1秒等預(yù)定周期的定時信號S是被置零 (zero reset)，然后，每當(dāng)從比較器對提供一致信號時將計數(shù)值加上1。將順序計數(shù)器22 的計數(shù)值提供給選擇表21，參照選擇表21的時序編號。由此，選擇表21從可改寫的非易失性存儲器中將與被參照的時序編號相對應(yīng)的信號選擇編號和選擇時間讀出到寄存器中，將讀出的信號選擇編號從寄存器提供給選擇器14，同時將讀出的選擇時間從寄存器提供給比較器24。期間計數(shù)器23，在被提供來自端子25的定時信號S或來自比較器M的一致信號時被置零，然后，每當(dāng)從端子26提供時鐘CLK時將計數(shù)值加上1。將期間計數(shù)器23的計數(shù)值提供給比較器M。比較器M將來自期間計數(shù)器23的計數(shù)值與來自選擇表21的選擇時間相比較，在二者一致時生成一致信號，提供給順序計數(shù)器22和期間計數(shù)器23。順序計數(shù)器22在被提供上述一致信號時將計數(shù)值加上1，期間計數(shù)器23在被提供上述一致信號時將計數(shù)值置零。將從選擇表21中讀出的信號選擇編號提供給選擇器14，選擇器14選擇來自與信號選擇編號相對應(yīng)的端子的模擬信號，提供給AD變換器30。S卩，在信號選擇編號為“ 1，，的情況下，選擇來自端子11的模擬信號，在信號選擇編號為“2”的情況下，選擇來自端子12 的模擬信號，在信號選擇編號為“3”的情況下，選擇來自端子13的模擬信號。AD變換器30具有δ - σ (delta-sigma)調(diào)制單元31和濾波處理單元32。調(diào)制單元31進(jìn)行從選擇器14提供的模擬信號的脈沖密度調(diào)制(PDM)，輸出1位數(shù)字調(diào)制后的信號。δ - σ調(diào)制單元31的輸出信號被濾波處理單元32變換為數(shù)字信號、即脈碼(pulse code)調(diào)制數(shù)據(jù)，從端子33輸出。
<δ-σ調(diào)制單元>在圖3中表示δ-ο調(diào)制單元31的一個實(shí)施方式的電路結(jié)構(gòu)圖。在該圖中，向端子40提供模擬電壓Vin，提供給積分電路41。積分電路41由輸入電阻42、反饋電阻43、積分電容44、運(yùn)算放大器45構(gòu)成，對從模擬電壓Vin中減去運(yùn)算放大器49的輸出電壓得到的差進(jìn)行積分。積分電路41的輸出信號被由運(yùn)算放大器46構(gòu)成的比較器量子化，被D型觸發(fā)器 47延遲1個時鐘的量之后，從端子48輸出。另外，端子48的輸出經(jīng)由構(gòu)成1位的DA變換器的運(yùn)算放大器49反饋給積分電路41。<AD變換電路的操作>在此，如圖2所示，對在選擇表21中將時序編號為“0”的信號選擇編號設(shè)定為 “2”，將選擇時間設(shè)定為“5”，將時序編號為“1”的信號選擇編號設(shè)定為“3”，將選擇時間設(shè)定為“3”，將時序編號為“2”的信號選擇編號設(shè)定為“1”，將選擇時間設(shè)定為“4”，將時序編號為“3”的信號選擇編號設(shè)定為“3”，將選擇時間設(shè)定為“4”的情況進(jìn)行說明。通過提供圖4(A)中示出的定時信號S的脈沖，將圖4(B)中示出的順序計數(shù)器22 的計數(shù)值置零，與此同時，將圖4(C)中示出的期間計數(shù)器23的計數(shù)值置零。由此，通過使順序計數(shù)器22的計數(shù)值變?yōu)椤?”，從選擇表21中與時序編號“0”相對應(yīng)地讀出在圖4(D) 中示出的信號選擇編號“2”和圖4(E)中示出的選擇時間“5”。被提供了信號選擇編號“2”的選擇器14選擇檢測從端子12提供的電壓而得的模擬信號，提供給AD變換器30，AD變換器30在圖4(F)中示出的高電平期間將電壓的數(shù)字信號從端子33輸出。再有，從圖4(D)中示出的信號選擇編號的變化到圖4(F)中示出的數(shù)字信號的開始變化，大約1個時鐘的量的延遲是AD變換器30的變換動作所需要的時間。期間計數(shù)器23的計數(shù)值通過時鐘CLK的供給如圖4(C)所示而變化。并且，在期間計數(shù)器23的計數(shù)值與來自選擇表21的選擇時間“5”一致的時刻，比較器M輸出一致信號，圖4(B)中示出的順序計數(shù)器22的計數(shù)值變?yōu)椤?”，與此同時，圖4(C)中示出的期間計數(shù)器23的計數(shù)值被置零。通過使順序計數(shù)器22的計數(shù)值變?yōu)椤?”，從選擇表21讀出與時序編號“ 1”相對應(yīng)的信號選擇編號“3”和選擇時間“3”。被提供了信號選擇編號“3”的選擇器14選擇檢測從端子13提供的電流而得的模擬信號，提供給AD變換器30，AD變換器30在圖4(F)中示出的高電平期間將電流的數(shù)字信號從端子33輸出。另外，期間計數(shù)器23的計數(shù)值通過時鐘CLK的供給如圖4 (C)所示變化，在期間計數(shù)器23的計數(shù)值與來自選擇表21的選擇時間“3” 一致的時刻，比較器M輸出一致信號， 圖4 (B)中示出的順序計數(shù)器22的計數(shù)值變?yōu)椤?”，與此同時，圖4 (C)中示出的期間計數(shù)器 23的計數(shù)值被置零。通過使順序計數(shù)器22的計數(shù)值變?yōu)椤?”，從選擇表21讀出與時序編號“2”相對應(yīng)的信號選擇編號“1”和選擇時間“4”。被提供了信號選擇編號“1”的選擇器14選擇檢測從端子11提供的溫度而得的模擬信號，提供給AD變換器30，AD變換器30在圖4(F)中示出的高電平期間將溫度的數(shù)字信號從端子33輸出。另外，期間計數(shù)器23的計數(shù)值通過時鐘CLK的供給如圖4 (C)所示變化，在期間計數(shù)器23的計數(shù)值與來自選擇表21的選擇時間“4” 一致的時刻，比較器M輸出一致信號，圖4 (B)中示出的順序計數(shù)器22的計數(shù)值變?yōu)椤?”，與此同時，圖4 (C)中示出的期間計數(shù)器 23的計數(shù)值被置零。通過使順序計數(shù)器22的計數(shù)值變?yōu)椤?”，從選擇表21讀出與時序編號“3”相對應(yīng)的信號選擇編號“3”和選擇時間“4”。被提供了信號選擇編號“3”的選擇器14選擇檢測從端子13提供的電流而得的模擬信號，提供給AD變換器30，AD變換器30在圖4(F)中示出的高電平期間將電流的數(shù)字信號從端子33出。該電流的數(shù)字信號的輸出繼續(xù)，直到期間計數(shù)器23的計數(shù)值與來自選擇表21的選擇時間“4” 一致為止。在上述實(shí)施方式中，若在選擇表21中預(yù)先對于每一個時序編號寫入信號選擇編號和選擇時間來設(shè)定，則不需要由通過CPU運(yùn)行的軟件來進(jìn)行指示，能夠與預(yù)定周期的定時信號S和時鐘CLK同步地按照希望的順序?qū)Χ喾N模擬信號進(jìn)行AD變換。因此，不需要使 CPU白白地工作，能夠降低用來使CPU工作的消耗電力。另外，在定時信號S的預(yù)定周期內(nèi)，可以按照希望的順序?qū)Χ喾N模擬信號進(jìn)行AD 變換。另外，可以自由地設(shè)定對各模擬信號進(jìn)行AD變換的期間。其結(jié)果是，能夠進(jìn)行與用途對應(yīng)的設(shè)定，以在通過有限的資源、在預(yù)定的時間內(nèi)對多種模擬信號進(jìn)行AD變換的情況下獲得最高效率的結(jié)果，可以得到最佳的變換結(jié)果。再有，在上述實(shí)施方式中，在選擇表21中，對每一個時序編號設(shè)定了信號選擇編號和選擇時間，但也可以代替選擇時間，將以定時信號S為基準(zhǔn)的選擇開始時間設(shè)定為時間信息。在該情況下，期間計數(shù)器23僅通過來自端子25的定時信號S重置(reset)，不通過一致信號重置。即，不向期間計數(shù)器23提供比較器M所輸出的一致信號。再有，在上述實(shí)施方式中，使用δ-σ型AD變換器30，但是也可以使用并列比較型或逐次比較型等其他的AD變換器，不受上述實(shí)施方式的限定。
權(quán)利要求
1.一種AD變換電路，被提供多種模擬信號，選擇某一種模擬信號變換為數(shù)字信號，其特征在于，具有保存單元，其與時序信息相對應(yīng)地存儲了信號選擇信息和時間信息； 順序計數(shù)器，其通過預(yù)定周期的定時信號的供給進(jìn)行初始化，通過一致信號的供給進(jìn)行計數(shù)；期間計數(shù)器，其在通過所述定時信號或所述一致信號的供給進(jìn)行了初始化之后，通過時鐘的供給進(jìn)行計數(shù)；比較器，其比較通過用所述順序計數(shù)器的計數(shù)值來參照所述保存單元的時序信息而從所述保存單元得到的時間信息和所述期間計數(shù)器的計數(shù)值，在一致時生成所述一致信號；選擇單元，其選擇所述多種模擬信號中與信號選擇信息相對應(yīng)的一種模擬信號，該信號選擇信息是通過用所述順序計數(shù)器的計數(shù)值來參照所述保存單元的時序信息而得到的； 以及AD變換器，其對用所述選擇單元選擇的所述一種模擬信號進(jìn)行AD變換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AD變換電路，其特征在于，所述保存單元將所述信號選擇信息和所述時間信息存儲在可改寫的非易失性存儲器中，所述時間信息是與所述信號選擇信息相對應(yīng)的選擇時間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的AD變換電路，其特征在于，所述多種模擬信號包含電流、電壓、溫度中的任意一種檢測信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AD變換電路，其特征在于， 所述AD變換器是δ-σ型AD變換器。
5.一種AD變換方法，被提供多種模擬信號，選擇某一種模擬信號變換為數(shù)字信號，其特征在于，與時序信息相對應(yīng)在保存單元中存儲信號選擇信息和時間信息， 通過預(yù)定周期的定時信號的供給進(jìn)行初始化，通過一致信號的供給進(jìn)行計數(shù)， 在通過所述定時信號或所述一致信號的供給進(jìn)行了初始化之后，通過時鐘的供給進(jìn)行計數(shù)，比較用所述順序計數(shù)值來參照所述保存單元的時序信息而得到的時間信息和所述期間的計數(shù)值，在一致時生成所述一致信號，選擇所述多種模擬信號中與信號選擇信息相對應(yīng)的一種模擬信號，該信號選擇信息是通過用所述順序的計數(shù)值來參照所述保存單元的時序信息而從所述保存單元中得到的， 對所選擇的所述一種模擬信號進(jìn)行AD變換。
全文摘要
一種可進(jìn)行與用途對應(yīng)的設(shè)定的AD變換方法和AD變換電路，在不通過CPU按照希望的順序?qū)Χ喾N模擬信號進(jìn)行AD變換，在預(yù)定時間內(nèi)對多種模擬信號進(jìn)行AD變換的情況下可獲得最高效率的結(jié)果。具有保存單元，與時序信息相對應(yīng)地存儲了信號選擇信息和時間信息；順序計數(shù)器，通過一致信號的供給進(jìn)行計數(shù)；期間計數(shù)器，通過時鐘的供給進(jìn)行計數(shù)；比較器，在用順序計數(shù)器的計數(shù)值參照保存單元的時序信息而得的時間信息和期間計數(shù)器的計數(shù)值一致時生成一致信號；選擇單元，選擇多種模擬信號中與信號選擇信息相對應(yīng)的一種模擬信號，該信號選擇信息是通過用順序計數(shù)器的計數(shù)值參照保存單元的時序信息而得的；AD變換器，對選擇單元選擇的一種模擬信號進(jìn)行AD變換。
文檔編號H03M1/12GK102571090SQ20111046257
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者今泉隆 申請人:三美電機(jī)株式會社