電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，所述電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路可利用定時器實現(xiàn)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換功能。所述電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路包括電壓信號輸入端、比較器、鋸齒波產(chǎn)生電路和脈沖信號輸出端；其中，所述比較器包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端，所述同相輸入端連接到所述電壓信號輸入端，所述反相輸入端連接到所述鋸齒波產(chǎn)生電路，且所述比較器的輸出端連接到所述脈沖信號輸出端。
【專利說明】
電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電子電路技術(shù)，特別地，涉及一種可利用定時器實現(xiàn)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換(Analog to Digital Converter，ADC)功能的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品在人們的生活中扮演者越來越重要的角色。許多消費類電子產(chǎn)品以及電腦外設(shè)產(chǎn)品通過如單片機等微處理器來實現(xiàn)內(nèi)部電路部件的控制；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)功能是電子產(chǎn)品內(nèi)部電路控制的一種重要功能，在電子產(chǎn)品的內(nèi)部電路通常是在微處理器內(nèi)部集成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)模塊來實現(xiàn)電路的ADC功能。然而，ADC模塊相對成本較高，因此部分低成本單片機可能并沒有配備ADC模塊，此將嚴(yán)重限制上述單片機的應(yīng)用范圍；另一方面，如果需要在現(xiàn)有單片機的基礎(chǔ)上增加ADC功能，一般做法是需要增加額外的ADC功能電路，但是采用上述做法會導(dǎo)致電路整體成本的提高。
[0003]有鑒于此，本實用新型提供給一種可利用定時器實現(xiàn)ADC功能的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的其中一個目的在于在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而提供一種電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路。
[0005]本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，包括電壓信號輸入端、比較器、鋸齒波產(chǎn)生電路和脈沖信號輸出端;其中，所述比較器包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端，所述同相輸入端連接到所述電壓信號輸入端，所述反相輸入端連接到所述鋸齒波產(chǎn)生電路，且所述比較器的輸出端連接到所述脈沖信號輸出端。
[0006]作為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的一種改進，還包括具有內(nèi)部定時器的單片機，且所述脈沖信號輸出端進一步連接到所述單片機。
[0007]作為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的一種改進，還包括電流重置端和電壓重置端，其中，所述電流重置端和所述電壓重置端分別連接到所述比較器的同相輸入端和反相輸入端。
[0008]作為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的一種改進，所述單片機連接到所述電流重置端和所述電壓重置端。
[0009]作為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的一種改進，所述鋸齒波包括充放電電容和恒流源，其中所述恒流源的輸出端連接到所述充放電電容，且所述比較器的反相輸入端進一步通過所述充放電電容接地。
[0010]作為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的一種改進，所述恒流源包括晶體管、第一電阻和第二電阻，其中，所述晶體管的發(fā)射極通過所述第一電阻連接到恒流源輸入端，且其集電極作為所述恒流源的輸出端連接到所述充放電電容;所述晶體管的基極通過所述第二電阻連接到所述恒流源輸入端。
[0011]作為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的一種改進，所述恒流源還包括相互并聯(lián)的第三電阻和電容，其中，所述晶體管的基極還通過所述相互并聯(lián)的第三電阻和電容進行接地。
[0012]作為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的一種改進，所述晶體管為PNP型晶體管。
[0013]本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路通過比較器和鋸齒波產(chǎn)生電路實現(xiàn)將所述電壓信號的電壓幅度轉(zhuǎn)換為所述脈沖信號的脈沖寬度，并將所述脈沖信號輸出給單片機；所述單片機通過定時器可以直接測量出所述脈沖信號的脈沖寬度，并根據(jù)所述脈沖寬度計算出所述電壓信號的電壓幅度。本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路可以通過可利用定時器實現(xiàn)ADC功能，由此可以保證所述單片機沒有配備ADC模塊時仍可以支持ADC功能，有效擴展所述單片機的應(yīng)用范圍，并且降低所述單片機的整體成本。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
[0015]圖1是本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路一種實施例的電路示意圖；
[0016]圖2是圖1所示的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路的信號參考圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]請參閱圖1，其為本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路一種實施例的電路示意圖。所述電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路100包括電壓信號輸入端101、比較器110、鋸齒波產(chǎn)生電路120和脈沖信號輸出端103。
[0019]所述比較器110包括同相輸入端111、反相輸入端112和輸出端113。所述同相輸入端111連接到所述電壓信號輸入端101，用于接收從所述電壓信號輸入端101輸入的電壓信號乂?;所述電壓信號Vin可以為電壓幅度變化的方波信號。所述反相輸入端102用于連接到所述鋸齒波產(chǎn)生電路120，用于接收所述鋸齒波產(chǎn)生電路120輸出的鋸齒波信號Vref，在本實施例中，所述鋸齒波信號Vref作為與所述同相輸入端111接收到的電壓信號Vin進行比較的參考?目號。
[0020]所述比較器110主要用于將所述同相輸入端111接收到的電壓信號VIN與所述反相輸入端112接收到的鋸齒波信號Vref進行比較并產(chǎn)生相應(yīng)的脈沖信號Vpulse，其中所述脈沖信號Vpulse的脈沖寬度與所述電壓信號Vin的電壓幅度相對應(yīng)。并且，所述比較器110的輸出端113可以連接到所述脈沖信號輸出端103，用于向外部控制電路輸出所述脈沖信號Vpulse。
[0021]在具體實施例中，所述脈沖信號輸出端103連接到單片機20，并將所述脈沖信號Vplilse輸出給所述單片機20。其中，所述單片機20可以包括內(nèi)部的定時器22，所述單片機20可以通過所述定時器22測量出所述脈沖信號Vpulse的脈沖寬度，并根據(jù)所述脈沖寬度計算出所述電壓信號Vin的電壓幅度。
[0022]另外，所述電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路100還可以包括電流重置端Ireset和電壓重置端Vreset，其中，所述電流重置端Ireset和電壓重置端Vreset可以分別連接到所述比較器110的同相輸入端111和反相輸入端112，二者用于對所述比較器110的同相輸入端111和反相輸入端112分別進行電壓重置和電流重置。并且，所述電流重置端Ireset和電壓重置端Vreset還可以進一步連接到所述單片機20，二者的狀態(tài)可以由所述單片機20進行控制。
[0023]所述鋸齒波產(chǎn)生電路120可以包括充放電電容121和恒流源122，其中所述恒流源122的輸出端連接到所述充放電電容121，且所述比較器110的反相輸入端112可以進一步通過所述充放電電容11接地。所述恒流源122可以配合所述電流重置端Ireset對所述充放電電容121進行充放電處理，從而在所述充放電電容121兩端產(chǎn)生所述鋸齒波信號并輸出給所述比較器110的反相輸入端112。
[0024]具體地，所述恒流源122可以包括晶體管128、第一電阻123、第二電阻124、第三電阻125和電容126。其中，所述晶體管128可以為PNP型晶體管，其發(fā)射極可以通過所述第一電阻123連接到恒流源輸入端102，且其集電極可以作為所述恒流源122的輸出端連接到所述充放電電容121。所述晶體管128的基極可以通過所述第二電阻124連接到所述恒流源輸入端102，并通過相互并聯(lián)的第三電阻125和電容126進行接地。
[0025]為更好地理解本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路100，以下結(jié)合圖2所示的波形參考圖，對所述電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路100的工作過程進行簡單介紹。在圖2所示的波形參考圖中，所述電流重置端Ireset和電壓重置端Vreset的高阻狀態(tài)用高電平表不。
[0026]具體而言，所述電流重置端Ireset和電壓重置端Vreset在所述單片機20的控制進入低電平狀態(tài)，此時所述比較器110的同相輸入端111被拉為低電平，且所述充放電電容121通過所述電流重置端Ireset進行放電，從而使得所述比較器110的反相輸入端112也被拉為低電平，此時所述比較器110的輸出端113輸出低電平信號。此后，所述單片機20控制所述電流重置端Ireset和電壓重置端Vreset進入高阻狀態(tài)，此時所述電壓信號輸入端101輸入的電壓信號VIN輸出到所述比較器110的同相輸入端111，而所述恒流源122對所述充放電電容121進行充電，從而使得所述比較器110的反相輸入端112的電壓逐漸升高，相當(dāng)于所述鋸齒波產(chǎn)生電路120向所述反相輸入端112輸出所述鋸齒波信號VREF。在所述反相輸入端112的電壓升高過程中，所述比較器110的輸出端113輸出高電平信號。
[0027]當(dāng)所述反相輸入端112接收到的鋸齒波信號Vref的電壓幅度大于所述同相輸入端112的電壓信號Vin的電壓幅度時，所述比較器110的輸出端113的輸出信號翻轉(zhuǎn)為低電平信號，從而實現(xiàn)將所述電壓信號Vin轉(zhuǎn)換為脈沖信號Vpulse，且所述脈沖信號Vpulse的脈沖寬度與所述電壓信號VIN的電壓幅度相對應(yīng)。綜上所述，所述電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路100通過所述比較器110和所述鋸齒波產(chǎn)生電路120可以實現(xiàn)將所述電壓信號Vin的電壓幅度轉(zhuǎn)換為所述脈沖信號Vpulse的脈沖寬度，并通過所述脈沖信號輸出端103將所述脈沖信號Vpulse輸出給所述單片機20。
[0028]所述單片機20通過所述定時器22可以直接測量出所述脈沖信號Vpulse的脈沖寬度，并根據(jù)所述脈沖寬度計算出所述電壓信號Vin的電壓幅度。也即是說，本實用新型提供的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路100可以通過可利用定時器實現(xiàn)ADC功能，由此可以保證所述單片機20沒有配備ADC模塊時仍可以支持ADC功能，有效擴展所述單片機20的應(yīng)用范圍，并且降低所述單片機20的整體成本。
[0029]以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括電壓信號輸入端、比較器、鋸齒波產(chǎn)生電路和脈沖信號輸出端;其中，所述比較器包括同相輸入端、反相輸入端和輸出端，所述同相輸入端連接到所述電壓信號輸入端，所述反相輸入端連接到所述鋸齒波產(chǎn)生電路，且所述比較器的輸出端連接到所述脈沖信號輸出端。2.如權(quán)利要求1所述的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括具有內(nèi)部定時器的單片機，且所述脈沖信號輸出端進一步連接到所述單片機。3.如權(quán)利要求2所述的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，還包括電流重置端和電壓重置端，其中，所述電流重置端和所述電壓重置端分別連接到所述比較器的同相輸入端和反相輸入端。4.如權(quán)利要求3所述的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述單片機連接到所述電流重置端和所述電壓重置端。5.如權(quán)利要求1所述的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述鋸齒波包括充放電電容和恒流源，其中所述恒流源的輸出端連接到所述充放電電容，且所述比較器的反相輸入端進一步通過所述充放電電容接地。6.如權(quán)利要求5所述的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述恒流源包括晶體管、第一電阻和第二電阻，其中，所述晶體管的發(fā)射極通過所述第一電阻連接到恒流源輸入端，且其集電極作為所述恒流源的輸出端連接到所述充放電電容;所述晶體管的基極通過所述第二電阻連接到所述恒流源輸入端。7.如權(quán)利要求6所述的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述恒流源還包括相互并聯(lián)的第三電阻和電容，其中，所述晶體管的基極還通過所述相互并聯(lián)的第三電阻和電容進行接地。8.如權(quán)利要求7所述的電壓脈寬轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述晶體管為PNP型晶體管。
【文檔編號】H03M1/12GK205566267SQ201620085047
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】苗萍
【申請人】深圳市繪王動漫科技有限公司