[发明专利]开关电容电路及其操作方法和集成电路

说明书

公开了一种开关电容电路及其操作方法和集成电路。根据一个实施例，操作开关电容电路的方法包括：使用具有耦接至开关电容电路的输入节点的输入端和耦接至电容器的输出端的电压缓冲器对电容器进行预充电；将输入节点耦接至电容器，其中，在电容器上收集第一电荷；以及使用积分器对第一电荷进行积分。

技术领域

本发明总体上涉及电子电路，更具体地，涉及用于开关电容电路的系统和方法。

背景技术

在许多电子应用中通常使用模数转换器，以将模拟信号转换为数字信号。在现实世界中，大多数数据或信号由模拟信号——例如温度、声音、光、压力等——来表征。通过ADC将在时间和幅度上连续的这些模拟信号转换成相对于时间离散并且相对于幅度被量化的数字信号。ADC架构基于最终应用、成本、速度和分辨率而变化。各种类型的ADC包括例如闪存ADC、Delta-sigmaADC，逐次逼近型ADC和双斜率ADC。

正越来越多地使用ADC的一个常见应用是机动车辆行业。例如，可以使用ADC来数字化机动车辆内的各种传感器(例如在机动车辆的发动机系统、传动系统和排气系统内使用的压力传感器、温度传感器、加速度计和位置传感器)提供的模拟信号。通常，这些传感器利用汽车底盘内的长电感布线而连接至发动机控制器的ADC。这些电线的长度以及它们与发电机电气和机械干扰的接近度使得它们易于耦合高电压瞬变，高电压瞬变可能潜在地损坏与电线连接的集成ADC内的敏感电路。为了防止对敏感电子部件的损坏，可以使用各种保护器件，例如电阻器、二极管和晶体管，以便抑制高电压和电流。然而，这些附加的保护部件可能会损害ADC的精度和工作。

发明内容

根据一个实施例，一种操作开关电容电路的方法包括：使用具有耦接至开关电容电路的输入节点的输入端和耦接至电容器的输出端的电压缓冲器对电容器进行预充电；将输入节点耦接至电容器，其中，在电容器上收集第一电荷；以及使用积分器对第一电荷进行积分。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，在附图中：

图1示出了基于微控制器的电子系统100的框图；

图2a示出了根据一个实施例的开关电容积分器的示意图，图2b示出了伴随的波形图，并且图2c示出了开关电容积分器的根据一个实施例的电压缓冲器；

图3a和3b示出了根据另一实施例的开关电容积分器的示意图；

图4示出了根据一个实施例的时钟发生电路的示意图；

图5示出了根据一个实施例的方法的框图；以及

图6示出了根据一个实施例的ΣΔ模数转换器的框图。

除非另有说明，否则不同图中的相应数字和符号通常指相应的部分。附图被绘制成清楚地说明优选实施例的相关方面，而不一定是按比例绘制的。为了更清楚地说明某些实施例，指示相同结构、材料或工艺步骤的变型的字母可以跟随在图号之后。

具体实施方式

以下将详细讨论所公开的实施例的实现和使用。然而，应当理解，本发明提供可以在各种各样的特定环境中体现的许多适用的发明构思。所讨论的特定实施例仅仅是实现和使用本发明的特定方式的说明，而不限制本发明的范围。

将针对特定环境中的优选实施例(过采样数据转换器中使用的开关电容电路)来描述本公开的实施例。本公开的实施例还可以应用于利用诸如传感器和麦克风接口的开关电容电路的各种系统。