一種能夠降低模數轉換器功耗的模數轉換系統的製作方法

2024-03-03 10:39:15

本發明涉及模擬電路技術領域，尤其涉及一種能夠降低模數轉換器功耗的模數轉換系統。

背景技術：

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，也是「信息化」時代的重要發展階段。隨著信息技術、射頻識別、傳感器和通信等技術的發展，物聯網已經應用在生活中的方方面面，比如智能工業、智能家居和智能安防等領域。一個典型的物聯網分為感知層、網絡層、應用層。感知層負責採集數據，網絡層負責傳輸數據，而應用層則負責根據不同的應用對得到的數據進行不同的處理。物聯網應用中有三項關鍵性的技術，分別為傳感器技術、rfid技術、嵌入式系統技術。其中，傳感器技術應用於感知層，是相當重要的一個環節，它負責採集人周邊的環境中的所需的模擬信號，並通過模數轉換器(a/d轉換器，簡稱adc)將模擬信號轉換為計算機所能識別處理的數位訊號。目前adc有很多的種類，例如saradc(逐次逼近寄存器型模數轉換器)、flashadc(快閃型模數轉換器)、sigma-delta型adc、流水線型adc等等。

然而，物聯網的應用常常會受到很多限制，其中最關鍵的就是其續航的問題。眾所周知，在很多應用方面，例如可穿戴設備，其續航一方面取決於電池的容量，一方面取決於設備的功耗。由於可穿戴設備體積、重量的限制，在電池技術沒有得到大規模的突破前，其電池容量不會太大，這時候設備的功耗就極其重要了。例如在wsn(無線傳感器網絡)中，電池更是非常難以更換的，這時候單個無線傳感器節點的功耗就顯得更加重要了，adc作為無線傳感節點中必不可少的一部分，其功耗的重要性就不言而喻了。

目前，人們一般採用不同的算法，降低邏輯電路的供電電壓，改變比較器的種類、結構，等等方法來降低adc的功耗。例如採用非常規的算法，使得功耗降低，但其缺點在於勢必會大大增加邏輯電路的複雜度；例如採用正常電壓來供電模擬電路部分，而用低電壓來供電數字邏輯電路部分，這樣功耗就大大降低了，但其缺點在於需要增加額外的電平轉換電路，且由於供電電壓的降低，電路設計的難度大大提高，可靠性可會有一定程度的下降；再例如採用動態比較器代替靜態比較器，由於動態比較器沒有靜態功耗，功耗有所降低，但其缺點在於動態比較器的失調電壓較大，失調補償變得較為困難，比較器輸出結果的準確性也會降低。並且，上述方法都是對adc本身的結構下手來降低其功耗，而沒有從全局考慮，所降低的功耗也有限。

技術實現要素：

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種降低無線傳感節點電路中模數轉換器功耗的方法。本發明採用如下技術方案：

一種能夠降低模數轉換器功耗的模數轉換系統，所述系統適用於物聯網的感知層，所述感知層包括多個採集節點，每個所述採集節點分別設有環境監測傳感器，所述環境監測傳感器用於採集周邊環境信息並輸出對應所述周邊環境信息的模擬電壓信號；所述系統包括：

窗口比較器，所述窗口比較器具有一預設的標準幅值變化範圍，所述窗口比較器用於採集當前時刻的所述模擬電壓信號作為當前信號，以及前一時刻的所述模擬電壓信號作為前一刻信號，並進行比對，以判斷所述當前信號相對於所述前一刻信號的實際變化值是否在所述標準幅值變化範圍內並輸出第一比對結果；

模數轉換器，所述模數轉換器用於將所述模擬信號轉換為數位訊號並輸出，所述模數轉換器和所述窗口比較器並聯；

控制器，所述控制器連接所述窗口比較器和所述模數轉換器，所述控制器用於分別控制所述窗口比較器和所述模數轉換器的通斷；

所述控制器根據所述窗口比較器輸出的所述第一比對結果，在：

所述第一比對結果表示所述實際變化值在所述標準幅值變化範圍內時，控制所述模數轉換器處於關閉狀態；以及

所述第一比對結果表示所述實際變化值不在所述標準幅值變化範圍內時，控制所述模數轉換器處於接通狀態。

優選的，所述窗口比較器包括：

電阻串，所述電阻串串接在所述系統的供電電源與地之間，所述電阻串用於實現電路的分壓功能；

所述電阻串包括順序串聯在所述供電電源和所述地之間的第一電阻、第二電阻及第三電阻，所述第一電阻與所述第二電阻之間設有第一節點，所述第二電阻和所述第三電阻之間設有第二節點，所述第一節點對應一第一參考電壓信號，所述第二節點對應一第二參考電壓信號；

第一信號輸入端，所述第一信號輸入端用於接收並輸出所述模擬電壓信號；

第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端連接所述第一節點，反相輸入端連接所述第一信號輸入端，所述第一比較器用於對所述第一參考電壓信號和所述模擬電壓信號進行比較並輸出第一電平信號；

第二比較器，所述第二比較器的同相輸入端連接所述第一信號輸入端，反相輸入端連接所述第二節點，所述第二比較器用於對所述模擬電壓信號和所述第二參考電壓信號進行比較並輸出第二電平信號；

所述第一比對結果包括所述第一電平信號和所述第二電平信號。

優選的，所述第一電阻、所述第二電阻及所述第三電阻分別為可變電阻。

優選的，所述控制器包括：

第一接收模塊，所述第一接收模塊用於接收所述第一比對結果並輸出；

第一判斷模塊，所述第一判斷模塊連接所述第一接收模塊，所述第一判斷模塊用於接收所述第一比對結果並進行處理以得到一對應的第一控制信號並輸出；

第一發送模塊，所述第一發送模塊連接所述第一判斷模塊，所述第一發送模塊用於根據所述第一控制信號控制所述模數轉換器的通斷狀態；

若所述第一電平信號和所述第二電平信號均為高電平，則所述第一判斷模塊判斷所述實際變化值在所述標準幅值變化範圍內，對應的所述第一控制信號為控制所述模數轉換器處於關閉狀態的控制信號；

若所述第一電平信號為低電平，所述第二電平信號為高電平，則所述第一判斷模塊判斷所述實際變化值在不在所述標準幅值變化範圍內，對應的所述第一控制信號為控制所述模數轉換器處於接通狀態的控制信號；

若所述第一電平信號為高電平，所述第二電平信號為低電平，則所述第一判斷模塊判斷所述實際變化值不在所述標準幅值變化範圍內，對應的所述第一控制信號為控制所述模數轉換器處於接通狀態的控制信號。

優選的，採用下述公式計算得到所述第一參考電壓信號：

vref1＝vin0+(1/2)*lsb

其中，

vref1為所述第一參考電壓；

vin0為所述前一刻信號；

lsb為所述模數轉換器中的最低有效位。

優選的，採用下述公式計算得到所述第二參考電壓信號：

vref2＝vin0-(1/2)*lsb

其中，

vref2為所述第二參考電壓；

vin0為所述前一刻信號；

lsb為所述模數轉換器中的最低有效位。

優選的，所述窗口比較器包括：

電阻開關陣列串，所述電阻開關陣列串串接在所述系統的供電電源與地，所述電阻開關陣列串用於分壓；

所述電阻開關陣列串包括順序串聯在所述供電電源和所述地之間的第一電阻開關陣列、第二電阻開關陣列及第三電阻開關陣列，所述第一電阻開關陣列、所述第二電阻開關陣列及所述第三電阻開關陣列分別包括多個陣列電阻和多個陣列開關，所述陣列電阻和所述陣列開關為一一對應關係，所述多個陣列電阻並聯設置，每個所述陣列電阻分別串聯一所述陣列開關，所述第一電阻開關陣列與所述第二電阻開關陣列之間設有第三節點，所述第二電阻開關陣列和所述第三電阻開關陣列之間設有第四節點，所述第三節點對應一第三參考電壓信號，所述第四節點對應一第四參考電壓信號；

第二信號輸入端，所述第二信號輸入端用於接收並輸出所述模擬電壓信號；

第三比較器，所述第三比較器的同相輸入端連接所述第三節點，反相輸入端連接所述第二信號輸入端，所述第三比較器用於對所述第三參考電壓信號和所述模擬電壓信號進行比較並輸出第三電平信號；

第四比較器，所述第四比較器的同相輸入端連接所述模擬電壓信號，反相輸入端連接所述第四節點，所述第四比較器用於對所述模擬電壓信號和所述第四參考電壓信號進行比較並輸出第四電平信號；

所述第二比對結果包括所述第三電平信號和所述第四電平信號。

優選的，所述陣列電阻及所述第三電阻為固定電阻。

優選的，所述控制器包括：

第二接收模塊，所述第二接收模塊用於接收所述第二比對結果並輸出；

第二判斷模塊，所述第二判斷模塊連接所述第二接收模塊，所述第二判斷模塊用於接收所述第二比對結果並進行處理以得到一對應的第二控制信號並輸出；

第二發送模塊，所述第二發送模塊連接所述第二判斷模塊，所述第二發送模塊用於根據所述第二控制信號控制所述模數轉換器的通斷狀態；

若所述第三電平信號和所述第四電平信號均為高電平，則所述第二判斷模塊判斷所述實際變化值在所述標準幅值變化範圍內，對應的所述第二控制信號為控制所述模數轉換器處於關閉狀態的控制信號；

若所述第三電平信號為低電平，所述第四電平信號為高電平，則所述第二判斷模塊判斷所述實際變化值在不在所述標準幅值變化範圍內，對應的所述第二控制信號為控制所述模數轉換器處於接通狀態的控制信號；

若所述第三電平信號為高電平，所述第四電平信號為低電平，則所述第二判斷模塊判斷所述實際變化值不在所述標準幅值變化範圍內，對應的所述第二控制信號為控制所述模數轉換器處於接通狀態的控制信號。

優選的，所述控制器還包括：

開關控制模塊，所述開關控制模塊用於控制每個所述陣列開關通斷狀態以提高所述模數轉換系統對所述模數轉換器的控制精度。

優選的，採用下述公式計算得到所述第三參考電壓信號：

vref3＝vin0+(1/2)*(2n-1)*lsb

其中，

vref3為所述第三參考電壓信號；

n為所述電阻陣列中所述電阻開關陣列串中所述電阻開關陣列的個數；

vin0為前一時刻的所述模擬電壓信號；

lsb為所述模數轉換器中的最低有效位。

優選的，採用下述公式計算得到所述第四參考電壓信號：

vref4＝vin0-(1/2)*(2n-1)*lsb

其中，

vref4為所述第四參考電壓信號；

n為所述電阻陣列中所述電阻開關陣列串中所述電阻開關陣列的個數；

vin0為前一時刻的所述模擬電壓信號；

lsb為所述模數轉換器中的最低有效位。

本發明的有益效果是：

窗口比較器判斷當前時刻的模擬電壓信號相對於前一時刻的模擬電壓信號的大小變化，若實際變化值在預設的標準幅值變化範圍內，則可認定輸入電壓基本保持不變，此時控制器可關閉adc以節約功耗；當窗口比較器檢測到實際變化值不在預設的標準幅值變化範圍內，控制器控制重新打開adc；

因此，當輸入電壓基本保持不變時，adc可停止工作，而只留窗口比較器繼續工作，這樣就大大降低了功耗，相比於目前的通過改變adc本身的結構來降低功耗的方法，本發明是從整體架構著手，而非局限於adc本身的結構，這樣使得功耗降低得更多，特別是在輸入電壓比較穩定時，adc長時間保持關閉狀態，只有窗口比較器處於工作狀態，這樣adc的功耗將達到一個相當低的水準。

附圖說明

圖1是本發明一種較佳的實施例中，一種能夠降低模數轉換器功耗的模數轉換系統的功能模塊示意圖；

圖2是本發明一種較佳的實施例中，窗口比較器的電路圖之一；

圖3是本發明一種較佳的實施例中，控制器的功能模塊示意圖之一；

圖4是本發明一種較佳的實施例中，窗口比較器的電路圖之二；

圖5是本發明一種較佳的實施例中，控制器的功能模塊示意圖之二。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，下述技術方案，技術特徵之間可以相互組合。

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的說明：

一種能夠降低模數轉換器功耗的模數轉換系統，上述系統適用於將模擬信號轉換成數位訊號的信號轉換系統，最廣泛的應用在物聯網的感知層，上述感知層包括多個採集節點，每個上述採集節點分別設有環境監測傳感器，上述環境監測傳感器用於採集周邊環境信息並輸出對應上述周邊環境信息的模擬電壓信號，這些環境監測傳感器負責將環境條件的變化轉換成電壓信號的變化，這些環境監測傳感器可為溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器等，這些環境條件的變化可為溫度變化、溼度變化、壓力變化等，這些電壓信號可為溫度信號、溼度洗好、壓力信號等；上述系統包括：

窗口比較器2，上述窗口比較器2具有一預設的標準幅值變化範圍，上述窗口比較器2用於採集當前時刻的上述模擬電壓信號作為當前信號，以及前一時刻的上述模擬電壓信號作為前一刻信號，並進行比對，以判斷上述當前信號相對於上述前一刻信號的實際變化值是否在上述標準幅值變化範圍內並輸出第一比對結果；

模數轉換器1，上述模數轉換器1用於將上述模擬信號轉換為數位訊號並輸出，上述模數轉換器1和上述窗口比較器2並聯；

控制器3，上述控制器3連接上述窗口比較器2和上述模數轉換器1，上述控制器3用於分別控制上述窗口比較器2和上述模數轉換器1的通斷；

上述控制器3根據上述窗口比較器2輸出的上述第一比對結果，在：

上述第一比對結果表示上述實際變化值在上述標準幅值變化範圍內時，控制上述模數轉換器1處於關閉狀態；以及

上述第一比對結果表示上述實際變化值不在上述標準幅值變化範圍內時，控制上述模數轉換器1處於接通狀態。

在本實施例中，控制器3控制窗口比較器2和模數轉換器1開啟，窗口比較器2實現模擬電壓信號的幅值變化範圍的檢測，控制器3根據窗口比較器2輸出的第一比對結果實現對模數轉換器1的工作模式的控制。

具體的，窗口比較器2判斷當前時刻的模擬電壓信號相對於前一時刻的模擬電壓信號的大小變化，若實際變化值在預設的標準幅值變化範圍內，則可認定輸入電壓基本保持不變，則控制器3控制關閉adc，窗口比較器2繼續工作，控制器3關閉adc以節約功耗，當adc處於關閉狀態時，若此時窗口比較器2檢測到當前輸入電壓信號與前一時刻得到的輸入電壓信號相差超過了一定範圍，則控制器3控制重新打開adc；當窗口比較器2檢測到實際變化值不在預設的標準幅值變化範圍內，則adc與窗口比較器2繼續正常工作控制器3控制重新打開adc。

當輸入電壓基本保持不變時，adc可停止工作，而只留窗口比較器2繼續工作，這樣就大大降低了功耗，相比於目前的通過改變adc本身的結構來降低功耗的方法，本發明是從整體架構著手，而非局限於adc本身的結構，這樣使得功耗降低得更多，特別是在輸入電壓比較穩定時，adc長時間保持關閉狀態，只有窗口比較器2處於工作狀態，這樣adc的功耗將達到一個相當低的水準。

模數轉換器1可為saradc、flashadc、流水線型adc等等，控制器3可為cpu、mcu等等。

本發明較佳的實施例中，上述窗口比較器2包括：

電阻串，上述電阻串串接在上述系統的供電電源與地之間，上述電阻串用於實現電路的分壓功能；

上述電阻串包括順序串聯在上述供電電源和上述地之間的第一電阻、第二電阻及第三電阻，上述第一電阻與上述第二電阻之間設有第一節點，上述第二電阻和上述第三電阻之間設有第二節點，上述第一節點對應一第一參考電壓信號，上述第二節點對應一第二參考電壓信號；

第一信號輸入端，上述第一信號輸入端用於接收並輸出上述模擬電壓信號；

第一比較器，上述第一比較器的同相輸入端連接上述第一節點，反相輸入端連接上述第一信號輸入端，上述第一比較器用於對上述第一參考電壓信號和上述模擬電壓信號進行比較並輸出第一電平信號；

第二比較器，上述第二比較器的同相輸入端連接上述第一信號輸入端，反相輸入端連接上述第二節點，上述第二比較器用於對上述模擬電壓信號和上述第二參考電壓信號進行比較並輸出第二電平信號；

上述第一比對結果包括上述第一電平信號和上述第二電平信號。

本發明較佳的實施例中，上述第一電阻、上述第二電阻及上述第三電阻分別為可變電阻。

在本實施例中，為其中一種窗口比較器2，上述第一電阻、上述第二電阻及上述第三電阻可使用相變存儲器(phasechangememory，pcm)中的電阻，利用其多態存儲的特性來製作可變電阻。

本發明較佳的實施例中，上述控制器3包括：

第一接收模塊4，上述第一接收模塊4用於接收上述第一比對結果並輸出；

第一判斷模塊5，上述第一判斷模塊5連接上述第一接收模塊4，上述第一判斷模塊5用於接收上述第一比對結果並進行處理以得到一對應的第一控制信號並輸出；

第一發送模塊6，上述第一發送模塊6連接上述第一判斷模塊5，上述第一發送模塊6用於根據上述第一控制信號控制上述模數轉換器1的通斷狀態；

若上述第一電平信號和上述第二電平信號均為高電平，則上述第一判斷模塊5判斷上述實際變化值在上述標準幅值變化範圍內，對應的上述第一控制信號為控制上述模數轉換器1處於關閉狀態的控制信號；

若上述第一電平信號為低電平，上述第二電平信號為高電平，則上述第一判斷模塊5判斷上述實際變化值在不在上述標準幅值變化範圍內，對應的上述第一控制信號為控制上述模數轉換器1處於接通狀態的控制信號；

若上述第一電平信號為高電平，上述第二電平信號為低電平，則上述第一判斷模塊5判斷上述實際變化值不在上述標準幅值變化範圍內，對應的上述第一控制信號為控制上述模數轉換器1處於接通狀態的控制信號。

在本實施例中，兩個比較器分別為comp1、comp2，它們負責比較當前時刻的模擬電壓信號input與兩點參考電壓vref1和vref2的大小關係，若output1輸出為高電平，output2輸出為高電平，則說明當前時刻的模擬電壓信號input的大小在vref1和vref2之間，可由此判斷當前輸入電壓與前某一時刻得到的輸入電壓相差在一定範圍內；若output1輸出為低電平，output2輸出為高電平，則說明當前時刻的模擬電壓信號input的大於vref1和vref2，可由此判斷當前時刻的模擬電壓信號input與前一時刻得到的模擬電壓信號相差超過一定範圍；若output1輸出為高電平，output2輸出為低電平，則說明模擬電壓信號input的小於vref1和vref2，也可以由此判斷當前模擬電壓信號與前一時刻得到的模擬電壓信號相差超過一定範圍。

本發明較佳的實施例中，採用下述公式計算得到上述第一參考電壓信號：

vref1＝vin0+(1/2)*lsb

其中，

vref1為上述第一參考電壓；

vin0為上述前一刻信號；

lsb為上述模數轉換器1中的最低有效位。

採用下述公式計算得到上述第二參考電壓信號：

vref2＝vin0-(1/2)*lsb

其中，

vref2為上述第二參考電壓；

vin0為上述前一刻信號；

lsb為上述模數轉換器1中的最低有效位。

在本實施例中，通過調整電阻串電阻阻值使得第一參考電壓信號和第二參考電壓信號滿足上述公式，這樣，即可判斷當前時刻的模擬電壓信號input是否在vin0+(1/2)*lsb到vin0-(1/2)*lsb的範圍內，即判斷當前時刻的模擬電壓信號input在一段時間內是否有較大的改變，由此判斷是否應該關閉adc或者重新打開adc。

本發明較佳的實施例中，上述窗口比較器2包括：

電阻開關陣列串，上述電阻開關陣列串串接在上述系統的供電電源與地，上述電阻開關陣列串用於分壓；

上述電阻開關陣列串包括順序串聯在上述供電電源和上述地之間的第一電阻開關陣列、第二電阻開關陣列及第三電阻開關陣列，上述第一電阻開關陣列、上述第二電阻開關陣列及上述第三電阻開關陣列分別包括多個陣列電阻和多個陣列開關，上述陣列電阻和上述陣列開關為一一對應關係，上述多個陣列電阻並聯設置，每個上述陣列電阻分別串聯一上述陣列開關，上述第一電阻開關陣列與上述第二電阻開關陣列之間設有第三節點，上述第二電阻開關陣列和上述第三電阻開關陣列之間設有第四節點，上述第三節點對應一第三參考電壓信號，上述第四節點對應一第四參考電壓信號；

第二信號輸入端，上述第二信號輸入端用於接收並輸出上述模擬電壓信號；

第三比較器，上述第三比較器的同相輸入端連接上述第三節點，反相輸入端連接上述第二信號輸入端，上述第三比較器用於對上述第三參考電壓信號和上述模擬電壓信號進行比較並輸出第三電平信號；

第四比較器，上述第四比較器的同相輸入端連接上述模擬電壓信號，反相輸入端連接上述第四節點，上述第四比較器用於對上述模擬電壓信號和上述第四參考電壓信號進行比較並輸出第四電平信號；

上述第二比對結果包括上述第三電平信號和上述第四電平信號。

在本實施例中，為另一種結構的窗口比較器2，它由一個電阻開關陣列串和兩個比較器組成。其中電阻開關陣列串負責分壓，由3n個陣列電阻r11、r12、…、r1nr21、r22、…、r2n、r31、r32、…、r3n和3n個開關s11、s12、…、s1ns21、s22、…、s2n、s31、s32、…、s3n所構成，這些陣列電阻阻值都是固定的，但可以通過陣列開關的打開、關閉改變每一級的阻值。與第一種窗口比較器2相同的，兩個比較器分別為comp3、comp4，它們負責比較當前時刻的模擬電壓信號input與兩點參考電壓vref3和vref4的大小關係，若output3輸出為高電平，output4輸出為高電平，則說明當前時刻的模擬電壓信號input的大小在vref3和vref4之間，可由此判斷當前時刻的模擬電壓信號input與前一時刻得到的模擬電壓信號相差在一定範圍內；若output3輸出為低電平，output4輸出為高電平，則說明當前時刻的模擬電壓信號input的大於vref3和vref4，可由此判斷當前時刻的模擬電壓信號input與前一時刻得到的模擬電壓信號相差超過一定範圍；若output3輸出為高電平，output4輸出為低電平，則說明當前時刻的模擬電壓信號input的小於vref3和vref4，也可以由此判斷當前時刻的模擬電壓信號input與前一時刻得到的模擬電壓信號相差超過一定範圍。

本發明較佳的實施例中，上述陣列電阻及上述第三電阻為固定電阻。

本發明較佳的實施例中，上述控制器3包括：

第二接收模塊7，上述第二接收模塊7用於接收上述第二比對結果並輸出；

第二判斷模塊8，上述第二判斷模塊8連接上述第二接收模塊7，上述第二判斷模塊8用於接收上述第二比對結果並進行處理以得到一對應的第二控制信號並輸出；

第二發送模塊9，上述第二發送模塊9連接上述第二判斷模塊8，上述第二發送模塊9用於根據上述第二控制信號控制上述模數轉換器1的通斷狀態；

若上述第三電平信號和上述第四電平信號均為高電平，則上述第二判斷模塊8判斷上述實際變化值在上述標準幅值變化範圍內，對應的上述第二控制信號為控制上述模數轉換器1處於關閉狀態的控制信號；

若上述第三電平信號為低電平，上述第四電平信號為高電平，則上述第二判斷模塊8判斷上述實際變化值在不在上述標準幅值變化範圍內，對應的上述第二控制信號為控制上述模數轉換器1處於接通狀態的控制信號；

若上述第三電平信號為高電平，上述第四電平信號為低電平，則上述第二判斷模塊8判斷上述實際變化值不在上述標準幅值變化範圍內，對應的上述第二控制信號為控制上述模數轉換器1處於接通狀態的控制信號。

本發明較佳的實施例中，上述控制器3還包括：

開關控制模塊10，上述開關控制模塊10用於控制每個上述陣列開關通斷狀態以提高上述模數轉換系統對上述模數轉換器1的控制精度。

本發明較佳的實施例中，採用下述公式計算得到上述第三參考電壓信號：

vref3＝vin0+(1/2)*(2n-1)*lsb

其中，

vref3為上述第三參考電壓信號；

n為上述電阻陣列中上述電阻開關陣列串中上述電阻開關陣列的個數；

vin0為前一時刻的上述模擬電壓信號；

lsb為上述模數轉換器1中的最低有效位。

採用下述公式計算得到上述第四參考電壓信號：

vref4＝vin0-(1/2)*(2n-1)*lsb

其中，

vref4為上述第四參考電壓信號；

n為上述電阻陣列中上述電阻開關陣列串中上述電阻開關陣列的個數；

vin0為前一時刻的上述模擬電壓信號；

lsb為上述模數轉換器1中的最低有效位。

在本實施例中，通過調整開關陣列開關的閉合，使得第三參考電壓信號和第四參考電壓信號滿足上述公式，這樣，即可判斷當前時刻的模擬電壓信號input是否在vref3到vref4的範圍內，即判斷當前時刻的模擬電壓信號input在一段時間內是否有較大的改變，由此判斷是否應該關閉adc或者重新打開adc。

可通過調整各個電阻開關陣列中陣列電阻的阻值，使得vref3和vref4滿足上述公式，其中n決定當前時刻的模擬電壓信號與前某一時刻得到的輸入電壓可以相差的範圍，n越大，判斷當前時刻的模擬電壓信號與前一時刻得到的模擬電壓信號相差不大的範圍就越大，精度就越低。

當output3輸出為低電平，output4輸出為高電平，或output3輸出為高電平，output4輸出為低電平時，窗口比較器2的功耗可進一步降低。若output3輸出為低電平，output4輸出為高電平，則說明當前時刻的模擬電壓信號input大於vref3和vref4，則此時可關閉comp4以降低功耗，等到output3輸出為高電平時，再打開comp4；若output3輸出為高電平，output4輸出為低電平，則說明當前時刻的模擬電壓信號input小於vref3和vref4，則此時可關閉comp3以降低功耗，等到output4輸出為高電平時，再打開comp3。

通過說明和附圖，給出了具體實施方式的特定結構的典型實施例，基於本發明精神，還可作其他的轉換。儘管上述發明提出了現有的較佳實施例，然而，這些內容並不作為局限。

對於本領域的技術人員而言，閱讀上述說明後，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本發明的真實意圖和範圍的全部變化和修正。在權利要求書範圍內任何和所有等價的範圍與內容，都應認為仍屬本發明的意圖和範圍內。