基于DPWM的高速高精度積分型模數轉換器設計

1．3 模擬量監測器設計
該模塊的主要功能是實時監測對比結果INT，不斷調整DUTY，得到最終的轉換結果Duty display。模擬開關控制信號ASW則完成一個監測過程的控制。過程如下：電容放電→對地測量校準→模擬測量(占空比改變)→比較器翻轉完成轉換。以上3步不斷循環。模擬測量模塊如圖5所示，其信號功能如表3所示。

1．4 顯示控制器模塊設計
該模塊主要完成通知主模塊顯示更新的任務，在該設計中，更新周期為100 ms。顯示控制模塊如圖6所示，其信號功能如表4所示。

2 高速高精度積分型模／數轉換器優點
2．1 滿足單電源供電條件
在許多應用中出于成本或系統可靠性等考慮，采用單電源供電。傳統積分型模／數轉換器需采用正負雙電源供電，積分器對輸入電壓在固定的時間間隔內積分，該時間間隔通常對應于內部計數單元的最大數，時間到達后將計數器復位，并將積分器輸入連接負電源電壓。在這個反極性信號作用下，積分器被“反向積分”直到輸出回到零，并使計數器終止，積分器復位。積分型模／數轉換器的精度可做得很高，但它們的采樣速度和帶寬都非常低。
在此提出的基于DPWM原理實現的積分型模／數轉換器可實現單電源+5 V供電。在被測信號DPWM信號的極性相同時，使用單電源供電的可行性顯示，若被測信號與DPWM信號的極性相反時，可采用運放反相放大器的方法在單電源條件下進行極性轉換，故該方案可工作在單電源條件下而無需額外增加負電源，原理如圖7所示。此時，VO=-R2Vin／R1，由于VinO，則 VO>0，滿足單電源供電條件。