[发明专利]一种正电压供电下的高精度负压检测电路

说明书

一种正电压供电下的高精度负压检测电路，包括采样电压生成电路、带隙基准电压源、高精度电压比较器和输出驱动器，采样电压生成电路包括低压线性稳压管LDO和电阻分压网络，低压线性稳压管LDO稳定输出固定2.5V电压Vo与输入的负电压信号IN通过电阻分压得到正采样电压Vn，将Vn与带隙基准电压源产生的正基准电压Vref通过高精度电压比较器进行比较，Vn、Vref分别连接高精度电压比较器的负、正向输入端，比较结果通过输出驱动器输出对应的逻辑控制信号OUT，当输入信号IN为要检测的负电压信号时，输出驱动器输出逻辑高电平“1”，否则输出逻辑低电平“0”，实现了正电压供电下输入负电压信号的检测。

技术领域

本发明涉及用于对芯片检测电源电压或者输入信号电压的负压检测电路，特别涉及一种正电压供电下的高精度负压检测电路，属于集成电路技术领域。

背景技术

随着半导体技术及通信、互联网、计算机、汽车电子行业的蓬勃发展，芯片的成本越来越低，越来越多的便携式电子设备诸如智能手机、便携式/平板电脑、MP3播放器、数码相机、便携测试仪器不断涌现，极大地丰富和方便了人们的生活。现在这些便携式电子设备已经成为人们生活中不可缺少的一部分，并有着极为广阔的发展空间。由于这些电子产品均向轻型化、小型化、可携带化方向发展，便对其使用可靠性提出了更高要求。而且便携式电子系统相对较复杂，包含许多不同模块，如手机中射频发射接收电路、IO接口模块、AD/DA模块、微处理器、数字信号处理电路等，所以为了保证芯片中各功能模块正确运行，确保芯片正常工作，经常需要检测电源电压或者输入信号电压，以确定芯片良好的工作状态，避免不确定状态导致芯片的误动作，影响芯片的精度、稳定性及可靠性等。电压检测电路在现代射频及微波测量设备和系统中有着重要应用，也是无线电天文学或战争在毫米波段上应用的一个关键电路；电压检测电路还对微波功率器件的元件、传感器和电压驻波比电路分析仪有着重要意义。

电压检测电路有正压检测和负压检测，在负压驱动芯片中一般都会用到负压检测电路，以确保驱动电路正常工作。传统的负压检测电路均由负基准电压和比较器组成，显然，该方法需要负基准电压，对于本身不带负电压的芯片，要想实现正电压供电下负压的检测，这一负基准电压可以从片外引入，但难以满足片上集成的要求。因此，在不引入负基准电压的情况下，如何实现正电压供电下负压的检测成为关键技术难点。

发明内容

本发明的目的是针对传统负压检测电路引入负基准电压难以满足片上集成的问题，提出一种正电压供电下的高精度负压检测电路，在正电压供电下实现负压检测。基于采样电压生成电路可以有效避免负基准电压的引入，并基于精准带隙基准电压源和高精度电压比较器可以实现高精度负压检测。

为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：一种正电压供电下的高精度负压检测电路，供电电压VDD为正电压，其特征在于：包括采样电压生成电路、带隙基准电压源、高精度电压比较器和输出驱动器，采样电压生成电路用于将输入的负电压信号IN抬高得到正采样电压Vn，包括低压线性稳压管LDO和电阻分压网络两部分，低压线性稳压管LDO稳定输出固定2.5V电压Vo与输入的负电压信号IN通过电阻网络分压得到正采样电压Vn，该正采样电压Vn与带隙基准电压源产生的正基准电压Vref通过高精度电压比较器进行比较，正采样电压Vn连接高精度电压比较器的负向输入端，正基准电压Vref连接高精度电压比较器的正向输入端，比较结果通过输出驱动器输出对应的逻辑控制信号OUT，当输入信号IN为要检测的负电压信号时，输出驱动器输出逻辑高电平“1”，否则输出逻辑低电平“0”，实现了正电压供电下输入负电压信号的检测。

所述采样电压生成电路包括低压线性稳压管LDO以及电阻R01、R02构成的分压网络，低压线性稳压管LDO输出的2.5V电压Vo连接电阻R01的一端，电阻R02的一端连接被检测的输入负电压信号IN，电阻R02的另一端连接电阻R01的另一端并作为采样电压生成电路的输出端，输出将负电压信号IN抬高后得到的正采样电压Vn；

带隙基准电压源包括偏置电路、上电启动电路、运算放大器、基本带隙基准电路和RC滤波电路；其中：