电压生成单元、方法及电子设备

技术领域

本公开涉及一种电压生成单元、方法和电子设备。

背景技术

在集成电路中，需要绝对电压以便作为稳定标准的基准值，但是电压值会收到外部条件的影响而进行变动。因此如何获得该电压基准值为本领域一直在解决的技术问题。

在现有技术中，主要是通过对基准源的电子器件的改进来提高输出电压的稳定性，但是在对电子器件改进的过程，将势必会增加很大的成本，而且电子器件会受到外部条件的影响，其参数也发生变化，因此即便进行改进，也或多或少地会影响其电压的输出。

例如在受到温度影响的基准源中，现有技术中通常用于消除一阶影响，而高阶影响依然存在，因此基准源受温度影响所产生的基准电压的变动仍然存在。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种电压生成单元、方法和电子设备。

根据本公开的一个方面，一种电压生成单元，其特征在于，包括：

第一电压生成模块，用于生成第一电压；

第二电压生成模块，用于生成第二电压；

第二电压调整模块，所述第二电压调整模块用于接收所述第二电压，并且对所述第二电压进行调整以输出第二调整电压；

控制模块，所述控制模块接收所述第一电压和所述第二调整电压，基于所述第一电压的相关信息和/或所述第二调整电压的相关信息，来控制第二电压调整模块调整所述第二电压；以及

加法模块，所述加法模块接收所述第一电压调整值和第二调整电压并且生成第三电压

其中所述控制模块基于两个时刻的第一电压差值与两个时刻的第二调整电压差值之间的差别来控制所述第二电压调整模块。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，还包括：

第一模数转换模块，所述第一模数转换模块用于采集所述第一电压，并且将所述第一电压进行模数转换，将转换后的第一数字信号提供至所述控制模块；以及

第二模数转换模块，所述第二模数转换模块用于采集所述第二调整电压，并且将所述第二调整电压进行模数转换，将转换后的第二数字信号提供至所述控制模块。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，所述第一模数转换模块和第二模数转换模块以所述第三电压为标杆电压，以便将所述第一电压转换为第一数字信号和将所述第二调整电压转换为第二数字信号。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，所述第二电压调整模块包括第二系数调整模块和第二乘法模块，所述控制模块控制所述第二系数的调整，并且所述第二乘法模块将调整后的第二系数与所述第二电压相乘来得到所述第二调整电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，所述控制模块判断第一时刻的第一电压的第一数字信号与第二时刻的第一电压的第一数字信号之间的第一差值是否等于第一时刻的第二调整电压的第二数字信号与第二时刻的第二调整电压的第二数字信号之间的第二差值，如果所述第一差值不等于所述第二差值，则调整所述第二系数。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，在所述第一时刻，调整所述第二系数以使得所述第一时刻的第三电压等于期望电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，如果所述第二差值大于所述第一差值，则减小所述第二系数，并且比较根据减小后第二系数所生成的第二调整电压的第二数字信号与第一时刻的第二调整电压的第二数字信号之间的第二差值、和所述第一差值，如果二者不相等，则继续减小所述第二系数，直至第二差值等于所述第一差值。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，如果所述第二差值小于所述第一差值，则增大所述第二系数，并且比较根据增大后第二系数所生成的第二调整电压的第二数字信号与第一时刻的第二调整电压的第二数字信号之间的第二差值、和所述第一差值，如果二者不相等，则继续增大所述第二系数，直至第二差值等于所述第一差值。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，还包括：第一电压调整模块，所述第一电压调整模块包括第一系数调整模块和第一乘法模块，所述控制模块控制所述第一系数的调整，并且所述第一乘法模块将调整后的第一系数与所述第一电压相乘来得到所述第一调整电压，并且所述第一调整电压提供至所述控制模块，所述控制模块基于所述第一调整电压的相关信息和/或所述第二调整电压的相关信息，来控制第一电压调整模块和/或第二电压调整模块调整所述第一电压和/或所述第二电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，所述控制模块判断第一时刻的第一调整电压的第一数字信号与第二时刻的第一调整电压的第一数字信号之间的第一差值是否等于第一时刻的第二调整电压的第二数字信号与第二时刻的第二调整电压的第二数字信号之间的第二差值，如果所述第一差值不等于所述第二差值，则调整所述第一系数和/或所述第二系数。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，在所述第一时刻，调整所述第一系数和/或所述第二系数以使得所述第一时刻的第三电压等于期望电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，如果所述第二差值大于所述第一差值，则减小所述第二系数和/或增大所述第一系数，则再次得到所述第一差值和所述第二差值，并且继续比较所述第一差值和所述第二差值，如果二者不相等，则继续减小所述第二系数和/或增大所述第一系数，直至第二差值等于所述第一差值。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，如果所述第二差值小于所述第一差值，则增大所述第二系数和/或减小所述第一系数，则再次得到所述第一差值和所述第二差值，并且继续比较所述第一差值和所述第二差值，如果二者不相等，则继续增大所述第二系数和/或减小所述第一系数，直至第二差值等于所述第一差值。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，所述第一电压生成模块所生成第一电压与所述第二电压生成模块所生成的第二电压为随外部条件进行变化的电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，所述外部条件为温度、电流和/或电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成单元，所述第一电压为正温度系数电压以及所述第二电压为负温度系数电压，或者

所述第一电压为正电流系数电压以及所述第二电压为负电流系数电压，或者

所述第一电压为正电压系数电压以及所述第二电压为负电压系数电压。

根据本公开的另一方面，一种电压生成方法，包括：

生成第一时刻的第一电压和第二电压，并且调整第二电压以生成第二调整电压，从而使得所述第一电压与第二调整电压之和为期望电压；

基于第一时刻的第三电压，将所述第一时刻的第一电压和第二调整电压分别转换为第一时刻的第一数字信号和第二数字信号；

生成第二时刻的第一电压和第二调整电压；

基于第二时刻的第三电压，将所述第二时刻的第一电压和第二调整电压分别转换为第二时刻的第一数字信号和第二数字信号；

计算所述第一时刻与第二时刻的第一数字信号的第一差值、以及所述第一时刻与第二时刻的第二数字信号的第二差值，以及比较所述第一差值与第二差值；以及

根据所述第一差值和第二差值的差别来调整所述第二电压以生成第二调整电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成方法，通过第二系数乘以第二电压来生成所述第二调整电压。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成方法，如果所述第二差值大于所述第一差值，则减小所述第二系数，并且比较根据减小后第二系数所生成的第二调整电压的第二数字信号与第一时刻的第二调整电压的第二数字信号之间的第二差值、和所述第一差值，如果二者不相等，则继续减小所述第二系数，直至第二差值等于所述第一差值。

根据本公开至少一个实施方式的电压生成方法，如果所述第二差值小于所述第一差值，则增大所述第二系数，并且比较根据增大后第二系数所生成的第二调整电压的第二数字信号与第一时刻的第二调整电压的第二数字信号之间的第二差值、和所述第一差值，如果二者不相等，则继续增大所述第二系数，直至第二差值等于所述第一差值。

根据本公开的再一方面，一种电子设备，包括如上所述的电压生成单元，所述电压生成单元形成所述电子设备的基准电压。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的电压生成单元。

图2示出了根据本公开的一个实施例的建立函数关系的示意图。

图3示出了根据本公开的一个实施方式的电子设备的示意图。

图4示出了根据本公开的一个实施方式的电压生成方法的流程图。

图5示出了根据本公开的一个实施方式的电压生成方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

根据本公开的一个实施方式，提供了一种电压生成单元，该电压生成单元可以提供精确的基准电压。

图1示出了根据本公开的一个实施方式的电压生成单元。

如图1所示，电压生成单元可以包括第一电压生成模块11、第一模数转换模块12、第二电压生成模块21、第二模数转换模块22、第二乘法模块23、系数调整模块24、加法模块30和控制模块40。

第一电压生成模块11可以用于生成第一电压V

第一模数转换模块12用于接收第一电压，并且将第一电压进行模数转换，从而将转换后的第一数字信号D

第二电压生成模块21可以用于生成第二电压V

第二模数转换模块22用于接收第二调整电压，并且将调整电压进行模数转换，从而将转换后的第二数字信号D

控制模块接收第一数字信号和第二数字信号，并且根据第一数字信号和第二数字信号来控制系数调整模块24以便对系数进行调整。

其中，加法模块30可以用于将第一电压和第二调整电压相加，并且得到相加后的电压V

此外电压V

下面将以调整系数M为例来进行详细的说明。在实际的使用过程中，随着时间变化，第一电压生成模块11和第二电压生成模块21会随着外界条件的变化所生成的第一电压和第二电压将会进行变化。如果不对第一电压和/或第二电压进行调整，那么基准电压V

下面将以第一时刻T0和第二时刻T1为例进行说明，其中在本公开中第一时刻T0和第二时刻T1的时间差值优选地为毫秒级。

在第一时刻T0，调整第一系数M值，从而使得第一时刻T0时加法单元的输出电压V

在第一时刻T0，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量并得到第一电压V

使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一电压V

此外，在本公开中第一时刻T0时加法模块的输出电压也被测量，从而得到基准电压V

其中，D

这样，M*V

此时，V

在第二时刻T1(第二时刻T1为第一时刻T0之后的时刻)，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一电压V

此外，在本公开中第二时刻T1时加法模块的输出电压也被测量，从而得到基准电压V

其中，D

这样M*V

此时，V

从第一时刻T0至第二时刻T1，第二调整电压M*V

从第一时刻T0至第二时刻T1，第一电压V

在本公开中，通过第二调整电压M*V

那么V

这里首先假设V

检验1.24*x

如果第二绝对值等于1.24*1/(1+x

如果第二绝对值大于第一绝对值，则说明Δ(M*V

再次使用第二模数转换模块来测量第二调整电压(M-ΔM)*V

再次进行验证，检验|1.24*x

如果大于，则再次将(M-ΔM)减少ΔM，相当于(M-2*ΔM)。

如果等于，则认为因外部条件变化所造成的影响已经被消除。

其中在该大于的情况下，继续验证，并且根据结果继续减少ΔM。直至等于情况的出现。

如果|1.24*x

再次使用第二模数转换模块来测量第二调整电压(M+ΔM)*V

再次进行验证，检验|1.24*x

如果小于，则再次将(M+ΔM)增加ΔM，相当于(M+2*ΔM)。直至等于情况的出现。

图2示出了根据本公开的一个实施方式的电压生成单元。

如图2所示，电压生成单元可以包括第一电压生成模块11、第一模数转换模块12、第一乘法模块13、第一系数调整模块14、第二电压生成模块21、第二模数转换模块22、第二乘法模块23、系数调整模块24、加法模块30和控制模块40。

第一电压生成模块11可以用于生成第一电压V

第一模数转换模块12用于接收第一电压，并且将第一电压进行模数转换，从而将转换后的第一数字信号D

第二电压生成模块21可以用于生成第二电压V

第二模数转换模块22用于接收第二调整电压，并且将调整电压进行模数转换，从而将转换后的第二数字信号D

控制模块40接收第一数字信号和第二数字信号，并且根据第一数字信号和第二数字信号来控制系数调整模块24以便对系数进行调整。

其中，加法模块30可以用于将第一调整电压和第二调整电压相加，并且得到相加后的电压V

此外电压V

下面将以调整系数M为例来进行详细的说明。在实际的使用过程中，随着时间变化，第一电压生成模块11和第二电压生成模块21会随着外界条件的变化所生成的第一电压和第二电压将会进行变化。如果不对第一电压和/或第二电压进行调整，那么基准电压V

在参照图1的实施例中，仅说明了一个系数的调整情况，下面也可以采用两个系数的调整情况。

在第一时刻T0，调整第一系数M值和/或第二系数N值，从而使得第一时刻T0时加法单元的输出电压V

在第一时刻T0，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量并得到第一电压V

使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一调整电压N*V

此外，在本公开中第一时刻T0时加法模块的输出电压也被测量，从而得到基准电压V

其中，D

这样，M*V

此时，N*V

在第二时刻T1(第二时刻T1为第一时刻T0之后的时刻)，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一调整电压N*V

此外，在本公开中第二时刻T1时加法模块的输出电压也被测量，从而得到基准电压V

其中，D

这样M*V

此时，N*V

从第一时刻T0至第二时刻T1，第一调整电压和第二调整电压发生变化的情况下，可以参照图1所示的实施方式相同的原理来进行调整，在此不再赘述。例如在上面的实施方式中调整系数M的情况下，例如使得第一系数M变为M+ΔM的情况，在此方式中可以采用这些方式：1.仅调整第一系数M变为M+ΔM，2.仅调整第二系数N变为N-ΔN，或者3.同时调整第一系数M和第二系数N，使得M+ΔM、且N-ΔN。再次调整时也可以采用这些方式来进行调整。

在本公开中，外部条件可以是温度、电压、和/或电流等。例如外部条件变化为温度变化时，第一电压生成模块可以是负温度系数电压生成模块，并且第一电压V

第二电压生成模块可以是正温度系数电压生成模块，并且第二电压V2可以是正温度系数电压V

此外，在第一电压生成模块和第二电压生成模块生成电压时，其势必会外接电压源或电流源，该外接电压源或电流源所提供的值得不同也会引起第一电压生成模块和第二电压生成模块生成的电压的波动，因此根据本公开的上述方式同样能够对这种波动消除。

相比较于通过硬件来生成电压的方式，根据本公开的实施方式将会更加有效并且更加准确。同时不仅仅可以消除第一电压和第二电压的一阶变化的影响，同时也可以消除高阶变化所带来的影响。此外，根据本公开的实施方式，不管在初始的基准电压(加法模块所输出的电压)偏离程度有多大，其均可以最终生成稳定的期望基准电压，因为其采用的比值的判断方法。

根据本公开的另一实施方式，如图3所示，提供了一种电子设备，其中该电子设备可以包括上述的电压生成单元，并且上述电压生成单元所生成的基准电压可以为电子设备中的其他部件进行供电。

根据本公开的进一步实施例，还提供了一种电压生成方法。图4示出了根据本公开的电压生成方法1000的流程图。

下面将以第一时刻T0和第二时刻T1为例进行说明。

在步骤1002中，在第一时刻T0，调整第一系数M值，从而使得第一时刻T0时加法单元的输出电压V

在步骤1004中，测量第一时刻T0的第一电压V

在步骤1006中，在第一时刻T0，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量并得到第一电压V

在使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一电压V

此外，在本公开中第一时刻T0时加法模块的输出电压也被测量，从而得到基准电压V

其中，D

这样，M*V

此时，V

在步骤1008中，在第二时刻T1(第二时刻T1为第一时刻T0之后的时刻)，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一电压V

此外，在步骤1008中，第二时刻T1时加法模块的输出电压也被测量，从而得到基准电压V

其中，D

这样M*V

此时，V

在步骤1012中，判断电压变换值。从第一时刻T0至第二时刻T1，第二调整电压M*V

从第一时刻T0至第二时刻T1，第一电压V

如果电压变化值不相等，则在步骤1014中调整系数，如果相等，则转到步骤1016，不调整系数。在本公开中，通过第二调整电压M*V

那么V

这里首先假设V

检验1.24*x

如果第二绝对值等于1.24*1/(1+x

如果第二绝对值大于第一绝对值，则说明Δ(M*V

再次使用第二模数转换模块来测量第二调整电压(M-ΔM)*V

再次进行验证，检验|1.24*x

如果大于，则再次将(M-ΔM)减少ΔM，相当于(M-2*ΔM)。

如果等于，则认为因外部条件变化所造成的影响已经被消除。

其中在该大于的情况下，继续验证，并且根据结果继续减少ΔM。直至等于情况的出现。

如果|1.24*x

再次使用第二模数转换模块来测量第二调整电压(M+ΔM)*V

再次进行验证，检验|1.24*x

如果小于，则再次将(M-ΔM)增加ΔM，相当于(M+2*ΔM)。直至等于情况的出现。

根据本公开的进一步实施例，还提供了一种电压生成方法。图5示出了根据本公开的电压生成方法2000的流程图。

在步骤2002中，在第一时刻T0，调整第一系数M值和/或第二系数N值，从而使得第一时刻T0时加法单元的输出电压V

在步骤2004中，在第一时刻T0，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量并得到第一电压V

在步骤2006中，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一调整电压N*V

其中，D

这样，M*V

此时，N*V

在步骤2008中，在第二时刻T1(第二时刻T1为第一时刻T0之后的时刻)，使用第一模数转换模块和第二模数转换模块分别测量第一调整电压N*V

在步骤2012中，比较第一调整电压的变化值与第二调整电压的变化值，如果不相等，则进入步骤2014进行调整，并且在调整后继续进入步骤2012中再次比较，如果相等则进入步骤2016。

其中，D

这样M*V

此时，N*V

从第一时刻T0至第二时刻T1，第一调整电压和第二调整电压发生变化的情况下，可以参照图1所示的实施方式相同的原理来进行调整，在此不再赘述。例如在上面的实施方式中调整系数M的情况下，例如使得第一系数M变为M+ΔM的情况，在此方式中可以采用这些方式：1.仅调整第一系数M变为M+ΔM，2.仅调整第二系数N变为N-ΔN，或者3.同时调整第一系数M和第二系数N，使得M+ΔM、且N-ΔN。再次调整时也可以采用这些方式来进行调整。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

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至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。