一种基于ADC自校准的低温漂带隙基准电路

一种基于adc自校准的低温漂带隙基准电路
技术领域
1.本发明属于集成电路领域，具体涉及一种基于adc自校准的低温漂带隙基准电路。


背景技术：

2.带隙基准因其高精度和温度无关而广泛应用于模拟电路、数字电路和混合信号电路，如运算放大器、a/d转换器、锁相环和功率转换器等。其精度对后续电路的性能起着至关重要的作用。例如，带隙基准电路被用于模数转换器(adc)和数模转换器(dac)，它们需要高精度的参考电压来提供高分辨率和高速的数据转换。因此，高精度低温漂带隙基准电路的设计已经成为一个备受关注的问题。
3.由于三极管的二阶温度特性，传统带隙基准的温漂很难做到很低，因而一些高阶曲率补偿技术和分段线性补偿技术被提出，但是系统不稳定，无法保证各个pvt(process voltage temperature，工艺电压温度)下系统的性能，往往需要trimming(修正)，而trimming增加了成本，降低了成品率。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于adc自校准的低温漂带隙基准电路。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
5.一种基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，包括：
6.带隙基准核心电路bgr、可编程电阻阵列pra、模数转换器adc、温漂提取电路tde以及反馈控制电路fbc；其中，
7.带隙基准核心电路bgr用于产生采样参考电压和输出参考电压；
8.模数转换器adc用于采集采样参考电压并量化，输出量化后的参考电压作为量化结果；
9.温漂提取电路tde用于当pvt变化引起所述采样参考电压变化，随之模数转换器adc输出的量化后的参考电压发生变化时，提取量化后的参考电压的变化方向及大小，生成监测信号；
10.反馈控制电路fbc用于根据当前的控制码和监测信号计算输出新的控制码；
11.可编程电阻阵列pra用于根据反馈控制电路fbc输出的控制码调整选通支路以改变负载电阻的大小，从而调整输出参考电压，使得输出参考电压保持恒定。
12.在本发明的一个实施例中，带隙基准核心电路bgr，包括：
13.运算放大器、三极管q1、三极管q2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、mos管m1、mos管m2、mos管m3、和mos管m4；其中，
14.运算放大器的反相输入端接节点x，运算放大器的同相输入端接节点y，运算放大器的输出端接第一节点；
15.三极管q1的基极接三极管q2的基极之后接地，三极管q1的发射极接节点x，三极管q1的集电极接地；
16.三极管q2的发射极接电阻r1，三极管q2的集电极接地；
17.电阻r1的一端接三极管q2的发射极，另一端接节点y；
18.电阻r2的一端接节点x，另一端接地；
19.电阻r3的一端接节点y，另一端接地；
20.电阻r4的一端接mos管m3的漏极，另一端接地；
21.mos管m1的栅极接第一节点，mos管m1的源极接vdd，mos管m1的漏极接节点x；
22.mos管m2的栅极接第一节点，mos管m2的源极接vdd，mos管m2的漏极接节点y；
23.mos管m3的栅极接第一节点，mos管m3的源极接vdd，mos管m3的漏极接电阻r4；
24.mos管m4的栅极接第一节点，mos管m4的源极接vdd，mos管m4的漏极接可编程电阻阵列pra。
25.在本发明的一个实施例中，带隙基准核心电路bgr，在mos管m3的漏极与电阻r4之间引出采样参考电压；在mos管m4的漏极与可编程电阻阵列pra之间引出输出参考电压。
26.在本发明的一个实施例中，温漂提取电路tde，包括：
27.d触发器dff1、第一补码计算模块complement1、加法器add1、第二补码计算模块complement2和选择器sel；其中，
28.d触发器dff1的输入端接收模数转换器adc上一次的量化结果，d触发器dff1的输出端接第一补码计算模块complement1的输入端；
29.第一补码计算模块complement1的输出端接加法器add1的第一输入端；
30.加法器add1的第二输入端接收模数转换器adc当前次的量化结果，加法器add1的第一输出端接第二补码计算模块complement2的输入端，同时接选择器sel的第二输入端，加法器add1的第二输出端接选择器sel的第三输入端；
31.第二补码计算模块complement2的输出端接选择器sel的第一输入端；
32.选择器sel的输出端分别接反馈控制电路fbc中，或门or的输入端、加法器add2的第一输入端和减法器min的第一输入端。
33.在本发明的一个实施例中，温漂提取电路tde中，d触发器dff1保存上次量化结果；第一补码计算模块complement1对d触发器dff1保存的量化结果取补码；加法器add1将第一补码计算模块complement1输出的上次量化结果的补码和当前次的量化结果相加输出符号位和求和结果，完成减法操作；第二补码计算模块complement2输出求和结果的补码。
34.在本发明的一个实施例中，温漂提取电路tde中，选择模块sel根据加法器add1输出的符号位选择输出对应的结果，若符号位为正，则选择模块sel输出所述求和结果作为输出的数字码；若符号位为负，则选择模块sel输出求和结果的补码作为输出的数字码。
35.在本发明的一个实施例中，反馈控制电路fbc，包括：
36.加法器add2、减法器min、或门or、d触发器dff2和二进制码温度计码转换器t_b；其中，
37.加法器add2的第一输入端接所述温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，加法器add2的第二输入端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的输出端，加法器add2的第三输入端接收温漂提取电路tde中加法器add1输出的符号位，加法器add2的输出端接所述反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第二输入端；
38.减法器min的第一输入端接温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，减法器min
的第二输入端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的输出端，减法器min的第三输入端接收温漂提取电路tde中加法器add1输出的符号位，减法器min的输出端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第二输入端；
39.或门or的输入端接温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，或门or的输出端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第一输入端；
40.d触发器dff2的输出端接二进制码温度计码转换器t_b的输入端；
41.二进制码温度计码转换器t_b的输出端接可编程电阻阵列pra。
42.在本发明的一个实施例中，反馈控制电路fbc中，当温漂提取电路tde输出的符号位为正时，使用加法器add2将当前d触发器dff2输出的数字码和温漂提取电路tde输出的监测信号相加，计算输出处理结果；当所述温漂提取电路tde输出的符号位为负时，使用所述减法器min将当前d触发器dff2输出的数字码减去所述温漂提取电路tde输出的监测信号，计算输出处理结果。
43.在本发明的一个实施例中，反馈控制电路fbc中，d触发器dff2和或门or相结合，当或门or检测到温漂提取电路tde输出的监测信号发生变化时，输出d触发器dff2的控制字有效，d触发器将处理结果传递给二进制码温度计码转换器t_b的输入端，以防止运算过程中产生变化以影响二进制码温度计码转换器t_b的输出结果。
44.本发明的有益效果：
45.1、本发明提出的adc子校准输出基准电压的方案把工作从分析带隙基准内三极管的温度特性中抽象出来，只要采样参考电压发生变化，adc就可以检测出变化，并通过反馈控制电路fbc调整对应的电阻，从而抑制输出参考电压的变化。不论pvt如何变化，输出参考电压都将保持，系统稳定性大大提高，也不需要后续的trimming，降低了成本，提高了成品率。
46.2、本发明采用了一种创新的温漂提取电路，tde模块能够覆盖带隙采样参考电压变化的所有情况，通过反馈控制电路控制输出参考电压保持在微小的范围内。tde模块利用补码运算的原理，电路结构相对简单，能够用一个电路模式就处理所有的变化情况，节约了面积与功耗。
附图说明
47.图1为本发明实施例所提供的一种基于adc自校准的低温漂带隙基准电路的架构图；
48.图2为本发明实施例所提供的带隙基准核心电路bgr的电路图；
49.图3为本发明实施例所提供的温漂提取电路tde的结构图；
50.图4为本发明实施例所提供的反馈控制电路fbc的结构图；
51.图5为本发明实施例所提供的可编程电阻阵列pra的电路图。
具体实施方式
52.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
53.本发明实施例所提供的一种基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，包括：
54.带隙基准核心电路bgr(bandgap)、可编程电阻阵列pra(programmable resistance array)、模数转换器adc(analog-to-digital converter)、温漂提取电路tde(temperature drift extraction)以及反馈控制电路fbc(feedback control)；其中，
55.带隙基准核心电路bgr用于产生采样参考电压和输出参考电压；
56.模数转换器adc用于采集采样参考电压并量化，输出量化后的参考电压作为量化结果；
57.温漂提取电路tde用于当pvt变化引起采样参考电压变化，随之模数转换器adc输出的量化后的参考电压发生变化时，提取量化后的参考电压的变化方向及大小，生成监测信号；
58.反馈控制电路fbc用于根据当前的控制码和监测信号计算输出新的控制码；
59.可编程电阻阵列pra用于根据反馈控制电路fbc输出的控制码调整选通支路以改变负载电阻的大小，从而调整输出参考电压，使得输出参考电压保持恒定。
60.该基于adc自校准的低温漂带隙基准电路的架构图如图1所示，以下对其工作过程进行概要说明：带隙基准核心电路bgr产生两个参考电压，采样参考电压v
refs
提供校准adc的参考输入，用于校准，v
ref
为校准后的输出参考电压。校准adc采样v
refs
并量化，当pvt变化引起参考电压v
refs
变化时，adc量化结果d
out
发生变化，温漂提取电路tde提取d
out
的变化方向和大小，生成输出q，反馈控制电路fbc根据当前控制码k和温漂提取电路tde的输出q得到新的控制码k+1，由此选通电阻阵列pra来校准带隙基准核心电路bgr的输出参考电压v
ref
。
61.为了架构清晰，以下对该基于adc自校准的低温漂带隙基准电路中的各个部分分别进行说明。
62.带隙基准核心电路bgr
63.带隙基准核心电路bgr如图2所示，包括：
64.运算放大器、三极管q1、三极管q2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、mos管m1、mos管m2、mos管m3、和mos管m4；其中，
65.运算放大器的反相输入端接节点x，运算放大器的同相输入端接节点y，运算放大器的输出端接第一节点；
66.三极管q1的基极接三极管q2的基极之后接地，三极管q1的发射极接节点x，三极管q1的集电极接地；
67.三极管q2的发射极接电阻r1，三极管q2的集电极接地；
68.电阻r1的一端接三极管q2的发射极，另一端接节点y；
69.电阻r2的一端接节点x，另一端接地；
70.电阻r3的一端接节点y，另一端接地；
71.电阻r4的一端接mos管m3的漏极，另一端接地；
72.mos管m1的栅极接第一节点，mos管m1的源极接vdd，mos管m1的漏极接节点x；
73.mos管m2的栅极接第一节点，mos管m2的源极接vdd，mos管m2的漏极接节点y；
74.mos管m3的栅极接第一节点，mos管m3的源极接vdd，mos管m3的漏极接电阻r4；
75.mos管m4的栅极接第一节点，mos管m4的源极接vdd，mos管m4的漏极接可编程电阻阵
列pra。
76.带隙基准核心电路bgr，在mos管m3的漏极与电阻r4之间引出采样参考电压；在mos管m4的漏极与可编程电阻阵列pra之间引出输出参考电压。
77.具体来说，初始时，v
refs
和v
ref
相等，pra的控制码k《i》选通，参考电压值为：
[0078]vrefs
＝v
ref
＝v
ref0
＝i
ref
*rs+ri[0079]
式中，v
ref0
为初始参考电压，i
ref
为基准电流，rs为可编程电阻阵列pra中串联电阻rs的阻值，ri表示可编程电阻阵列pra中第i(i＝1,2,3...63)个电阻的阻值。
[0080]
带隙基准核心电路bgr将具有负的温度系数和正温度系数的电压相加，实现去除温度的影响，实现接近0温度系数的工作电压。用数学的方法可以表示为：
[0081]vref
＝a
1v1
+a
2v2
[0082]
式中，v1为正温度系数电压，v2为负温度系数电压，a1、a2为对应系数。
[0083]
在本发明中，只要是由电阻比值实现系数的带隙基准电路都适用。
[0084]
在图2中：带隙基准核心电路bgr中流过r1的电流与三极管的电压v
be
成正比，是负的温度系数，流过r3电流的电流与三极管的电压变化量δv
be
成正比，是正的温度系数，使用r1和r3调整正负温度系数的比例，从而产生与温度无关的基准电流。通过负载电阻r4和pra决定输出参考电压。
[0085]
模数转换器adc
[0086]
模数转换器采用低功耗高精度模数转化器，模数转换器提供低频下大于14bit的量化结果从而检测出参考电压的微小变化。
[0087]
模数转换器采集采样参考电压并量化，输出量化后的参考电压作为量化结果，adc的量化结果为d
out
。
[0088]
下面以pvt中的温度变化为例进行说明，当温度发生变化时，参考电压变化为：
[0089]vrefs
＝v
ref0
+δv＝(i
ref
+δi)*rs+ri[0090]
式中，δv为电压变化量，δi为电流变化量。
[0091]
adc的量化结果为d
out
+n，式中n为量化结果的变化量。
[0092]
温漂提取电路tde
[0093]
温漂提取电路tde如图3所示，包括：
[0094]
d触发器dff1、第一补码计算模块complement1、加法器add1、第二补码计算模块complement2和选择器sel；其中，
[0095]
d触发器dff1的输入端接收模数转换器adc上一次的量化结果，d触发器dff1的输出端接第一补码计算模块complement1的输入端；
[0096]
第一补码计算模块complement1的输出端接加法器add1的第一输入端；
[0097]
加法器add1的第二输入端接收模数转换器adc当前次的量化结果，加法器add1的第一输出端接第二补码计算模块complement2的输入端，同时接选择器sel的第二输入端，加法器add1的第二输出端接选择器sel的第三输入端；
[0098]
第二补码计算模块complement2的输出端接选择器sel的第一输入端；
[0099]
选择器sel的输出端分别接反馈控制电路fbc中，或门or的输入端、加法器add2的第一输入端和减法器min的第一输入端。
[0100]
温漂提取电路tde原理：温漂提取电路tde提取adc量化结果的变化，得到参考电压的变化方向以及大小，用正负代表参考电压的变化方向。
[0101]
温漂提取电路tde提取变化量n的大小与正负，反馈控制电路fbc根据n的大小与正负更新控制码，k《i+n》支路选通，将输出参考电压校准为：
[0102]vref
＝(i
ref
+δi)*(rs+r
i+n
)
[0103]
式中，r
i+n
为第i+n个电阻的阻值。
[0104]
温漂提取电路tde中，d触发器dff1保存上次量化结果；第一补码计算模块complement1对d触发器dff1保存的量化结果取补码；加法器add1将第一补码计算模块complement1输出的上次量化结果的补码和当前次的量化结果相加输出符号位和求和结果，完成减法操作；第二补码计算模块complement2输出求和结果的补码。
[0105]
用d触发器将上一次的采样结果保存，将本次量化结果和上次量化结果做减法，结果产生一个符号位和减法结果的绝对值，如果本次量化结果大于上一次量化结果，符号位为正，并输出减法结果，如果本次量化结果小于上一次量化结果，符号位为负，并输出减法结果的负数。即得到参考电压变化的大小和方向。
[0106]
温漂提取电路tde中，选择模块sel根据加法器add1输出的符号位选择输出对应的结果，若符号位为正，则选择模块sel输出求和结果作为输出的监测信号；若符号位为负，则选择模块sel输出求和结果的补码作为输出的监测信号。
[0107]
具体的实现方式：由于温度变化引起的参考电压变化很微小，adc量化结果的变化都在低位，所以后续数字处理模块采用低位量化结果即可。这里采用低6位来说明。将上次量化结果dt《5:0》取得补码dtc《5:0》。将本次量化结果d《5:0》与之相加得到符号位s和求和结果o《5:0》，完成减法操作。如果s为正，表示结果为正数，减法器结果即为求和结果o《5:0》；如果s为负，表示结果为负数，减法器结果为求和结果的补码oc《5:0》。
[0108]
反馈控制电路fbc
[0109]
反馈控制电路fbc如图4所示，包括：
[0110]
加法器add2、减法器min、或门or、d触发器dff2和二进制码温度计码转换器t_b；其中，
[0111]
加法器add2的第一输入端接温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，加法器add2的第二输入端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的输出端，加法器add2的第三输入端接收温漂提取电路tde中加法器add1输出的符号位，加法器add2的输出端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第二输入端；
[0112]
减法器min的第一输入端接温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，减法器min的第二输入端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的输出端，减法器min的第三输入端接收温漂提取电路tde中加法器add1输出的符号位，减法器min的输出端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第二输入端；
[0113]
或门or的输入端接温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，或门or的输出端接反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第一输入端；
[0114]
d触发器dff2的输出端接二进制码温度计码转换器t_b的输入端；
[0115]
二进制码温度计码转换器t_b的输出端接可编程电阻阵列pra。
[0116]
反馈控制电路fbc原理：将温漂提取电路tde输出的监测信号，转化为控制可编程
电阻阵列的控制码。
[0117]
当温漂提取电路tde输出的符号位为正时，使用加法器add2将当前d触发器dff2输出的数字码和温漂提取电路tde输出的监测信号相加，输出处理结果；当温漂提取电路tde输出的符号位为负时，使用减法器min将当前d触发器dff2输出的数字码减去温漂提取电路tde输出的监测信号，输出处理结果。
[0118]
当温漂提取电路tde输出的符号位为正，使用加法器add2将当前数字码f《5:0》加上温漂提取电路tde输出的监测信号q《5:0》，得到数字码c《5:0》；当符号位为负，使用减法器min将当前数字码f《5:0》减去监测信号q《5:0》，得到数字码c《5:0》。
[0119]
反馈控制电路fbc中，d触发器dff2和或门or相结合，当或门or检测到温漂提取电路tde输出的监测信号发生变化时，输出d触发器dff2的控制字有效，d触发器将所述处理结果传递给二进制码温度计码转换器t_b的输入端，以防止运算过程中产生变化以影响所述二进制码温度计码转换器t_b的输出结果。
[0120]
反馈控制电路fbc利用或门or检测监测信号q《5:0》的变化，当监测信号q《5:0》发生变化时，d触发器dff2时钟控制字t有效，d触发器dff2将运算结果c《5:0》传递给f《5:0》，经过二进制转温度计码模块后输出控制码k《63:1》。
[0121]
可编程电阻阵列pra
[0122]
可编程电阻阵列pra如图5所示，提供阻值成梯度排列的微调电阻，通过温漂提取电路生成的控制码k《63:1》选通不同的支路来调整电阻，从而调整输出参考电压，使得所述输出参考电压保持恒定。
[0123]
当参考电流增大时，选通支路的电阻减小，从而使得输出参考电压保持不变。反之亦然。
[0124]
本发明实施例有以下优点：
[0125]
1、本发明提出的adc子校准输出基准电压的方案把工作从分析带隙基准内三极管的温度特性中抽象出来，只要采样参考电压发生变化，adc就可以检测出变化，并通过反馈控制电路fbc调整对应的电阻，从而抑制输出参考电压的变化。不论pvt(process voltage temperature，工艺电压温度)如何变化，输出参考电压都将保持，系统稳定性大大提高，也不需要后续的trimming(修正)，降低了成本，提高了成品率。
[0126]
2、本发明采用了一种创新的温漂提取电路，tde模块能够覆盖带隙采样参考电压变化的所有情况，通过反馈控制电路控制输出参考电压保持在微小的范围内。tde模块利用补码运算的原理，电路结构相对简单，能够用一个电路模式就处理所有的变化情况，节约了面积与功耗。
[0127]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0128]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，包括：带隙基准核心电路bgr、可编程电阻阵列pra、模数转换器adc、温漂提取电路tde以及反馈控制电路fbc；其中，所述带隙基准核心电路bgr用于产生采样参考电压和输出参考电压；所述模数转换器adc用于采集所述采样参考电压并量化，输出量化后的参考电压作为量化结果；所述温漂提取电路tde用于当pvt变化引起所述采样参考电压变化，随之所述模数转换器adc输出的量化后的参考电压发生变化时，提取所述量化后的参考电压的变化方向及大小，生成监测信号；所述反馈控制电路fbc用于根据当前的控制码和所述监测信号计算输出新的控制码；所述可编程电阻阵列pra用于根据所述反馈控制电路fbc输出的控制码调整选通支路以改变负载电阻的大小，从而调整所述输出参考电压，使得所述输出参考电压保持恒定。2.根据权利要求1所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述带隙基准核心电路bgr，包括：运算放大器、三极管q1、三极管q2、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、mos管m1、mos管m2、mos管m3、和mos管m4；其中，运算放大器的反相输入端接节点x，运算放大器的同相输入端接节点y，运算放大器的输出端接第一节点；三极管q1的基极接三极管q2的基极之后接地，三极管q1的发射极接所述节点x，三极管q1的集电极接地；三极管q2的发射极接电阻r1，三极管q2的集电极接地；电阻r1的一端接三极管q2的发射极，另一端接所述节点y；电阻r2的一端接所述节点x，另一端接地；电阻r3的一端接所述节点y，另一端接地；电阻r4的一端接mos管m3的漏极，另一端接地；mos管m1的栅极接所述第一节点，mos管m1的源极接vdd，mos管m1的漏极接所述节点x；mos管m2的栅极接所述第一节点，mos管m2的源极接vdd，mos管m2的漏极接所述节点y；mos管m3的栅极接所述第一节点，mos管m3的源极接vdd，mos管m3的漏极接所述电阻r4；mos管m4的栅极接所述第一节点，mos管m4的源极接vdd，mos管m4的漏极接所述可编程电阻阵列pra。3.根据权利要求2所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述带隙基准核心电路bgr，在所述mos管m3的漏极与所述电阻r4之间引出所述采样参考电压；在所述mos管m4的漏极与所述可编程电阻阵列pra之间引出所述输出参考电压。4.根据权利要求1所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述温漂提取电路tde，包括：d触发器dff1、第一补码计算模块complement1、加法器add1、第二补码计算模块complement2和选择器sel；其中，d触发器dff1的输入端接收模数转换器adc上一次的量化结果，所述d触发器dff1的输出端接所述第一补码计算模块complement1的输入端；
所述第一补码计算模块complement1的输出端接加法器add1的第一输入端；所述加法器add1的第二输入端接收模数转换器adc当前次的量化结果，所述加法器add1的第一输出端接第二补码计算模块complement2的输入端，同时接选择器sel的第二输入端，所述加法器add1的第二输出端接所述选择器sel的第三输入端；所述第二补码计算模块complement2的输出端接所述选择器sel的第一输入端；所述选择器sel的输出端分别接反馈控制电路fbc中，或门or的输入端、加法器add2的第一输入端和减法器min的第一输入端。5.根据权利要求4所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述温漂提取电路tde中，所述d触发器dff1保存上次量化结果；所述第一补码计算模块complement1对所述d触发器dff1保存的量化结果取补码；所述加法器add1将所述第一补码计算模块complement1输出的上次量化结果的补码和当前次的量化结果相加输出符号位和求和结果，完成减法操作；所述第二补码计算模块complement2输出所述求和结果的补码。6.根据权利要求5所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述温漂提取电路tde中，所述选择模块sel根据所述加法器add1输出的符号位选择输出对应的结果，若所述符号位为正，则所述选择模块sel输出所述求和结果作为输出的数字码；若所述符号位为负，则所述选择模块sel输出所述求和结果的补码作为输出的数字码。7.根据权利要求6所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述反馈控制电路fbc，包括：加法器add2、减法器min、或门or、d触发器dff2和二进制码温度计码转换器t_b；其中，加法器add2的第一输入端接所述温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，所述加法器add2的第二输入端接所述反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的输出端，加法器add2的第三输入端接收所述温漂提取电路tde中加法器add1输出的符号位，所述加法器add2的输出端接所述反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第二输入端；减法器min的第一输入端接所述温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，所述减法器min的第二输入端接所述反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的输出端，所述减法器min的第三输入端接收所述温漂提取电路tde中加法器add1输出的符号位，所述减法器min的输出端接所述反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第二输入端；或门or的输入端接所述温漂提取电路tde中的选择器sel的输出端，所述或门or的输出端接所述反馈控制电路fbc中的d触发器dff2的第一输入端；d触发器dff2的输出端接二进制码温度计码转换器t_b的输入端；所述二进制码温度计码转换器t_b的输出端接所述可编程电阻阵列pra。8.根据权利要求7所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述反馈控制电路fbc中，当所述温漂提取电路tde输出的符号位为正时，使用所述加法器add2将当前d触发器dff2输出的数字码和所述温漂提取电路tde输出的监测信号相加，计算输出处理结果；当所述温漂提取电路tde输出的符号位为负时，使用所述减法器min将当前d触发器dff2输出的数字码减去所述温漂提取电路tde输出的监测信号，计算输出处理结果。9.根据权利要求8所述的基于adc自校准的低温漂带隙基准电路，其特征在于，所述反馈控制电路fbc中，所述d触发器dff2和所述或门or相结合，当所述或门or检测到所述温漂提取电路tde输出的监测信号发生变化时，输出d触发器dff2的控制字有效，所述d触发器将
所述处理结果传递给二进制码温度计码转换器t_b的输入端，以防止运算过程中产生变化以影响所述二进制码温度计码转换器t_b的输出结果。

技术总结
本发明公开了一种基于ADC自校准的低温漂带隙基准，包括：带隙基准核心电路BGR、可编程电阻阵列PRA、模数转换器ADC、温漂提取电路TDE以及反馈控制电路FBC；其中，带隙基准核心电路用于产生采样参考电压和输出参考电压；模数转换器用于采集采样参考电压并量化；温漂提取电路用于当温度变化引起采样参考电压变化，随之模数转换器输出的量化后的参考电压发生变化时，提取量化后的参考电压的变化方向及大小，生成监测信号；反馈控制电路用于根据当前的控制码和监测信号计算输出新的控制码；可编程电阻阵列用于根据反馈控制电路输出的控制码调整选通支路以改变负载电阻的大小，从而调整输出参考电压，使得输出参考电压保持恒定。使得输出参考电压保持恒定。使得输出参考电压保持恒定。


技术研发人员：梁宇华 宋家俊 朱樟明
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/8/14