本發(fā)明隸屬于汽車車燈控制技術(shù)領(lǐng)域。該基于電荷域信號(hào)處理的汽車車燈觸摸屏控制電路包括觸摸屏、電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器、觸摸屏控制器、車燈驅(qū)動(dòng)單元、電荷域電流檢測(cè)單元、狀態(tài)指示單元、總體控制單元和LIN總線，以及為上述模塊供電的偏置電壓產(chǎn)生電路。本發(fā)明采用基于電荷域信號(hào)處理的觸摸屏控制來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車頂燈的打開(kāi)和關(guān)閉，具有低功耗、高可靠性和低成本優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，我國(guó)普通家庭以及單位的車輛保有量不斷上升。人們?cè)谙硎芷噹?lái)的便捷同時(shí)，更多的考慮到車輛的舒適性和安全性。傳統(tǒng)的汽車照明系統(tǒng)(如頂燈、大燈、尾燈等)的開(kāi)啟與關(guān)閉操作，完全依靠安裝在汽車上的按鈕開(kāi)關(guān)，駕駛員采用手動(dòng)的接觸操作控制，這樣存在的缺點(diǎn)是：一方面是按鈕經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)產(chǎn)生損壞，易導(dǎo)致在危險(xiǎn)情況下無(wú)法打開(kāi)車燈的嚴(yán)重問(wèn)題；另一方面是在汽車內(nèi)安裝多個(gè)按鈕，占用汽車的空間，影響美觀，同時(shí)在多個(gè)車燈之間切換不便。

因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中因采用手動(dòng)接觸操作而存在操作點(diǎn)易損壞以及操作切換不便的技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于汽車燈光控制的智能型汽車車燈觸摸屏控制電路，對(duì)于高可靠性汽車照明控制系統(tǒng)很有意義。

現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于車燈狀態(tài)的信號(hào)檢測(cè)和觸摸屏觸感電路中，常用電壓反向感測(cè)放大器電路，因?yàn)檫\(yùn)放輸入端電壓為零，又因?yàn)橥噍斎攵私拥?，由此得出反相輸入端?shí)際上也是接地的。這就意味著所有的輸入電壓Vi跨接在電阻器R1兩端，所有輸出電壓Vo跨接在電阻器R2兩端。因此，流入反相輸入端的電流之和是Vi/R1+Vo/R2＝0即Vo＝-R2/R1*Vi。因此，電壓增益是G＝-(R2/R1)，即反饋電阻器的電阻除以輸入電阻器的電阻的負(fù)值。

上述技術(shù)方案的缺點(diǎn)為需要高質(zhì)量的放大器，以便將非常低的車燈狀態(tài)變化和感應(yīng)電容電壓轉(zhuǎn)換到ADC可處理的電壓范圍內(nèi)，而使用該放大器需占用相當(dāng)大的硬件開(kāi)銷，使得電路成本升高，同時(shí)放大器的偏置(Offset)及增益(Gain)，噪聲(Noise)，均會(huì)增加信號(hào)的誤差。因此，為實(shí)現(xiàn)一種低功耗汽車車燈觸摸屏控制電路，必須省去電路中的運(yùn)算放大器，進(jìn)而進(jìn)一步減小硬件開(kāi)銷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種不適用高增益運(yùn)放的基于電荷域信號(hào)處理的汽車車燈觸摸屏控制電路。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于電荷域信號(hào)處理的汽車車燈觸摸屏控制電路，其特征是：包括觸摸屏、電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器、觸摸屏控制單元、車燈驅(qū)動(dòng)單元、電荷域電流檢測(cè)單元、狀態(tài)指示單元、時(shí)鐘產(chǎn)生電路、總體控制單元和LIN總線，以及為上述模塊供電的偏置電壓產(chǎn)生電路；

所述基于電荷域信號(hào)處理的汽車車燈觸摸屏控制電路的連接關(guān)系為：觸摸屏的輸出連接到電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的差分模擬信號(hào)輸入端，電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量化碼輸出連接到觸摸屏控制單元的數(shù)據(jù)輸入端，電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的控制輸入端連接到觸摸屏控制單元的控制信號(hào)輸出端，觸摸屏控制單元的數(shù)據(jù)輸出端連接到總體控制單元的數(shù)據(jù)輸入端，觸摸屏控制單元的控制輸入端連接到總體控制單元的第一控制信號(hào)輸出端，總體控制單元的第二控制信號(hào)輸出端連接到狀態(tài)指示單元的控制信號(hào)輸入端，總體控制單元的第三控制信號(hào)輸出端連接到車燈驅(qū)動(dòng)單元的控制信號(hào)輸入端，總體控制單元的第四控制信號(hào)輸出端連接到LIN總線的控制信號(hào)輸入端，總體控制單元的模擬電壓輸入端連接到電荷域電流檢測(cè)單元的電壓輸出端，車燈驅(qū)動(dòng)單元的電流檢測(cè)端口連接到電荷域電流檢測(cè)單元的電流輸入端，總體控制單元的第五控制信號(hào)輸出端連接到時(shí)鐘產(chǎn)生電路的控制時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘產(chǎn)生電路的時(shí)鐘產(chǎn)生端口同時(shí)連接到電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電荷域電流檢測(cè)單元的時(shí)鐘輸入端口，偏置電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端分別連接到觸摸屏、電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器、觸摸屏控制單元、車燈驅(qū)動(dòng)單元、電荷域電流檢測(cè)單元、狀態(tài)指示單元、時(shí)鐘產(chǎn)生電路和總體控制單元的電源電壓輸入端。

所述電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換電路包括基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路和電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換電路的連接關(guān)系為：電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路將接收到的差分電壓信號(hào)Vip和Vin進(jìn)行放大處理得到Qop和Qon并輸出到電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的差分模擬電荷輸入端；電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接收到的差分電荷進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量化碼；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第一基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓1到電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的基準(zhǔn)電壓1輸入端口和電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓1輸入端口，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第二基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓2到電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的基準(zhǔn)電壓2輸入端口和電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓2輸入端口，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第三基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓3到電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓3輸入端口，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第四基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓4到電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓4輸入端口。

所述電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路包括第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、一個(gè)連接在第一和第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的正端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)、一個(gè)連接在第一和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的負(fù)端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)、連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的正端電容、連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的正端容值可編程電容、連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的負(fù)端電容、連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的負(fù)端容值可編程電容、連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第一正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)、連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第二正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)、連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第三正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)和連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第四正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)、連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第一負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)、連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第二負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)、連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第三負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)和連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的第四負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)；

所述電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的連接關(guān)系為：正端電容的一端連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clk；正端容值可編程電容的一端連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clkn；正端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)的控制端連接到傳輸信號(hào)Clkt，正端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)兩端連接到第一和第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip和Nop；第一正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到正電壓輸入端Vip，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clks；第二正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓1，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第三正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓2，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第四正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到正端輸出電壓Vop，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkt；負(fù)端電容的一端連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clk；負(fù)端容值可編程電容的一端連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clkn；負(fù)端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)的控制端連接到傳輸信號(hào)Clkt，負(fù)端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)兩端連接到第一和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin和Non；第一負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到負(fù)端電壓輸入端Vin，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clks；第二負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓1，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第三負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓2，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第四負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到負(fù)端輸出電壓Von，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkt。

所述電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路，其在完成一次電壓傳輸處理后，輸入壓和輸出電壓之間的關(guān)系如下：

V_on-V_op＝-[V_in-V_ip]·C₃₀₃/C₃₀₉

其中：C₃₀₃和C₃₀₉分別為正端電容和正端容值可編程電容的電容值。

所述電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括：N級(jí)基于電荷域信號(hào)處理技術(shù)的流水線子級(jí)電路，其用于對(duì)采樣得到的電荷包進(jìn)行各種處理完成模數(shù)轉(zhuǎn)換和余量放大，并將每一個(gè)子級(jí)電路的輸出數(shù)字碼輸入到延時(shí)同步寄存器，且每一個(gè)子級(jí)電路輸出的電荷包進(jìn)入下一級(jí)重復(fù)上述過(guò)程；最后一級(jí)(第N+1級(jí))N-bit Flash模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其將第N級(jí)傳輸過(guò)來(lái)的電荷包重新轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并進(jìn)行最后一級(jí)的模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，并將本級(jí)電路的輸出數(shù)字碼輸入到延時(shí)同步寄存器，該級(jí)電路只完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，不進(jìn)行余量放大；延時(shí)同步寄存器，其用于對(duì)每個(gè)子流水級(jí)輸出的數(shù)字碼進(jìn)行延時(shí)對(duì)準(zhǔn)，并將對(duì)齊的數(shù)字碼輸入到數(shù)字校正模塊；數(shù)字校正電路模塊，其用于接收同步寄存器的輸出數(shù)字碼，將接收的數(shù)字碼進(jìn)行移位相加，以得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的R位數(shù)字輸出碼；其中N和R均為正整數(shù)。

所述電荷域流水線子級(jí)電路，其單端形式包括一個(gè)電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)，電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)的一端接上一級(jí)電荷域流水線子級(jí)電路的電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端是本級(jí)電路的電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，所述本級(jí)電路的電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分別通過(guò)第一電容連接控制時(shí)鐘，通過(guò)第二電容連接基準(zhǔn)信號(hào)，同時(shí)還連接到一個(gè)或多個(gè)比較器的輸入端，并通過(guò)一個(gè)電壓傳輸開(kāi)關(guān)連接到基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)信號(hào)由一個(gè)受比較器結(jié)果控制的基準(zhǔn)信號(hào)選擇電路產(chǎn)生；所述電荷域子級(jí)流水線電路除最后一級(jí)的全差分形式由兩組連接方式相同的上述單端形式電荷域子級(jí)流水線電路互補(bǔ)連接構(gòu)成，控制時(shí)鐘的工作相位和單端形式相同。

所述電荷域電流檢測(cè)電路其電路結(jié)構(gòu)為所述電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的正端和負(fù)端電壓輸入端之間連接了一個(gè)電流檢測(cè)電阻Rin，電流檢測(cè)電阻Rin的上端接正電壓輸入端，電流檢測(cè)電阻Rin的下端接負(fù)電壓輸入端；所述電流檢測(cè)電阻Rin的上端還連接到偏置電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端，Rin的下端還連接到車燈驅(qū)動(dòng)單元的電源電壓輸入端，用于檢測(cè)車燈驅(qū)動(dòng)單元所消耗的電流大小。

所述電荷域電流檢測(cè)電路，其在完成一次電流檢測(cè)后，輸入電流和輸出電壓之間的關(guān)系如下：

V_op-V_on＝-I_in·R_in·C₇₀₃/C₇₀₉

其中：C₇₀₃和C₇₀₉分別為正端電容和正端容值可編程電容的電容值，I_in為輸入電流大小，R_in為電流檢測(cè)電阻的大小。

所述時(shí)鐘產(chǎn)生電路，其時(shí)鐘產(chǎn)生端口包括5個(gè)控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，其中：第一控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clkr；第二控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clks；第三控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clk；第四控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clkn；第五控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clkt。

所述總體控制單元對(duì)電荷域電流檢測(cè)電路的控制步驟為：首先總體控制單元的第五控制信號(hào)輸出端輸出控制時(shí)鐘給時(shí)鐘產(chǎn)生電路，時(shí)鐘產(chǎn)生電路先通過(guò)第一控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口輸出時(shí)鐘Clkr控制電荷域電流檢測(cè)電路的狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位；其次，時(shí)鐘產(chǎn)生電路通過(guò)第二控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口輸出時(shí)鐘Clks控制電荷域電流檢測(cè)電路對(duì)車燈驅(qū)動(dòng)單元的所消耗的電流大小進(jìn)行采樣；再次，時(shí)鐘產(chǎn)生電路通過(guò)第三和第四控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口同時(shí)輸出時(shí)鐘Clk和Clkn控制電荷域電流檢測(cè)電路對(duì)采樣得到的電流進(jìn)行放大并得到差分輸出電壓Vop和Von；最后，時(shí)鐘產(chǎn)生電路通過(guò)第五控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口輸出時(shí)鐘Clkt控制電荷域電流檢測(cè)電路將輸出電壓Vop和Von輸出給總體控制單元的模擬電壓輸入端。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：低功耗、可靠性高、反應(yīng)靈敏，并且成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于電荷域信號(hào)處理的汽車車燈觸摸屏控制電路架構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路原理圖；

圖4為本發(fā)明電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路工作波形圖；

圖5為本發(fā)明電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路框圖；

圖6為本發(fā)明電荷域流水線子級(jí)電路框圖；

圖7為本發(fā)明電荷域電流檢測(cè)單元的示意圖；

圖8是本發(fā)明狀態(tài)指示單元的示意圖；

圖9是本發(fā)明車燈驅(qū)動(dòng)單元的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1所示，一種基于電荷域信號(hào)處理的汽車車燈觸摸屏控制電路，包括觸摸屏、電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器、觸摸屏控制單元、車燈驅(qū)動(dòng)單元、電荷域電流檢測(cè)單元、狀態(tài)指示單元、時(shí)鐘產(chǎn)生電路、總體控制單元和LIN總線，以及為上述模塊供電的偏置電壓產(chǎn)生電路。

圖1所示系統(tǒng)的連接關(guān)系為：觸摸屏的輸出連接到電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的差分模擬信號(hào)輸入端，電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量化碼輸出連接到觸摸屏控制單元的數(shù)據(jù)輸入端，電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器的控制輸入端連接到觸摸屏控制單元的控制信號(hào)輸出端，觸摸屏控制單元的數(shù)據(jù)輸出端連接到總體控制單元的數(shù)據(jù)輸入端，觸摸屏控制單元的控制輸入端連接到總體控制單元的第一控制信號(hào)輸出端，總體控制單元的第二控制信號(hào)輸出端連接到狀態(tài)指示單元的控制信號(hào)輸入端，總體控制單元的第三控制信號(hào)輸出端連接到車燈驅(qū)動(dòng)單元的控制信號(hào)輸入端，總體控制單元的第四控制信號(hào)輸出端連接到LIN總線的控制信號(hào)輸入端，總體控制單元的模擬電壓輸入端連接到電荷域電流檢測(cè)單元的電壓輸出端，車燈驅(qū)動(dòng)單元的電流檢測(cè)端口連接到電荷域電流檢測(cè)單元的電流輸入端，總體控制單元的第五控制信號(hào)輸出端連接到時(shí)鐘產(chǎn)生電路的控制時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘產(chǎn)生電路的時(shí)鐘產(chǎn)生端口同時(shí)連接到電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電荷域電流檢測(cè)單元的時(shí)鐘輸入端口，偏置電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端分別連接到觸摸屏、電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器、觸摸屏控制單元、車燈驅(qū)動(dòng)單元、電荷域電流檢測(cè)單元、狀態(tài)指示單元、時(shí)鐘產(chǎn)生電路和總體控制單元的電源電壓輸入端。

圖1所述智能型汽車車燈觸摸屏控制電路的工作原理如下：觸摸屏上的控制開(kāi)關(guān)被觸摸之后，相關(guān)電容變化產(chǎn)生的電參數(shù)變化被電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的數(shù)字量化碼傳輸?shù)接|摸屏控制單元進(jìn)行處理；處理結(jié)果輸出到總體控制單元，總體控制單元依據(jù)該數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制信號(hào)并輸出給車燈驅(qū)動(dòng)單元；電荷域電流檢測(cè)單元對(duì)車燈驅(qū)動(dòng)單元的工作電流進(jìn)行檢測(cè)并轉(zhuǎn)換成電壓傳輸給總體控制單元，總體控制單元判斷輸入電壓大小是否在正常區(qū)間，若正常則輸出控制指示燈顯示正常信號(hào)，若電流為0則輸出控制指示燈顯示斷路信號(hào)，若電流異常偏大則輸出控制指示燈顯示短路信號(hào)；整體電路的狀態(tài)，通過(guò)總體控制單元輸出給LIN總線。

參見(jiàn)圖2所示，本發(fā)明所述的電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，包括基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路、電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路和電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

圖2所示電路的連接關(guān)系為：電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路將接收到的差分電壓信號(hào)Vip和Vin進(jìn)行放大處理得到Qop和Qon并輸出到電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的差分模擬電荷輸入端；電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器將接收到的差分電荷進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量化碼；基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第一基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓1到電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的基準(zhǔn)電壓1輸入端口和電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓1輸入端口，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第二基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓2到電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的基準(zhǔn)電壓2輸入端口和電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓2輸入端口，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第三基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓3到電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓3輸入端口，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的第四基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生端口輸出基準(zhǔn)電壓4到電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓4輸入端口。

圖3所示為本發(fā)明所述電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路原理圖。電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路包括：第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip、第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin、第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nop和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Non、一個(gè)連接在第一和第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip和Nop之間的正端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)301、一個(gè)連接在第一和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin和Non之間的負(fù)端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)302、連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip的正端電容303、連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nop的正端容值可編程電容309、連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin的負(fù)端電容304、連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Non的負(fù)端容值可編程電容310、連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip的第一正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)305、連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip的第二正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)307、連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nop的第三正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)313和連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nop的第四正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)311、連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin的第一負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)306、連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin的第二負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)308、連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Non的第三負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)314和連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Non的第四負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)312。

上述電路的連接關(guān)系為：正端電容的一端連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clk；正端容值可編程電容的一端連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clkn；正端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)的控制端連接到傳輸信號(hào)Clkt，正端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)兩端連接到第一和第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip和Nop；第一正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到正電壓輸入端Vip，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clks；第二正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓1，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第三正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓2，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第四正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到正端輸出電壓Vop，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkt；負(fù)端電容的一端連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clk；負(fù)端容值可編程電容的一端連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到電荷傳輸控制時(shí)鐘Clkn；負(fù)端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)的控制端連接到傳輸信號(hào)Clkt，負(fù)端電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)兩端連接到第一和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin和Non；第一負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到負(fù)端電壓輸入端Vin，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clks；第二負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓1，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第三負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到基準(zhǔn)電壓2，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkr；第四負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)的一端連接到第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端連接到負(fù)端輸出電壓Von，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)接Clkt。

圖4所示圖3所示電路的工作時(shí)序控制波形示意圖。控制時(shí)鐘Clk和Clkn為相位相反時(shí)鐘，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)Clkr、Clks和Clkt為相位不交疊時(shí)鐘。

在t0時(shí)刻以前，所有電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上存儲(chǔ)著各自獨(dú)立的電荷，所有電壓傳輸開(kāi)關(guān)和電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)均處于關(guān)閉狀態(tài)，電路處于未啟動(dòng)。

當(dāng)t0時(shí)刻到來(lái)時(shí)，Clkr的狀態(tài)發(fā)生變化，Clkr由低電平向高電平切換，第一正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)307、第三正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)311、第一負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)308和第三負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)312導(dǎo)通；第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip被第一正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)復(fù)位到基準(zhǔn)電壓1Vr1；第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nop被第三正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)復(fù)位到基準(zhǔn)電壓2Vr2；第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin被第一負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)復(fù)位到基準(zhǔn)電壓1Vr1；第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Non被第三負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)復(fù)位到基準(zhǔn)電壓2Vr2。

當(dāng)t1時(shí)刻到來(lái)時(shí)，Clkr和Clks的狀態(tài)發(fā)生變化，Clkr變?yōu)榈碗娖剑珻lks由低電平向高電平切換；第一正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)307、第三正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)311、第一負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)308和第三負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)312關(guān)斷，第二正端和負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)導(dǎo)通；第一正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip被第二正端電壓傳輸開(kāi)關(guān)連接到輸入電壓Vip；第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nin被第二負(fù)端電壓傳輸開(kāi)關(guān)連接到輸入電壓Vin；第二正端和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)No保持Vr2不變。

當(dāng)t2時(shí)刻到來(lái)時(shí)，控制時(shí)鐘Clks、Clk和Clkn的狀態(tài)發(fā)生變化，Clks變?yōu)榈碗娖?，Clkn由低電平向高電平切換，Clk由高電平向低電平切換，此時(shí)由于各電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上連接的電容上所存儲(chǔ)電荷不會(huì)發(fā)生突變，所有電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電壓就會(huì)發(fā)生階躍變化，第一正端和第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電壓被拉低，而第二正端和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電壓被拉高，由于此時(shí)電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電荷不存在泄放通路，第一正端和第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電壓將保持不變并且存在一個(gè)明顯的電壓差，第一負(fù)端和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電壓將保持不變并且也存在一個(gè)明顯的電壓差。

當(dāng)t3時(shí)刻到來(lái)時(shí)，電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)Clkt變?yōu)楦唠娖剑姾蓚鬏斂刂崎_(kāi)關(guān)301導(dǎo)通，第一正端和第二正端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間便存在一個(gè)電荷泄放通路，第一負(fù)端和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間便存在一個(gè)電荷泄放通路，由于此時(shí)電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電壓存在一個(gè)明顯的電壓差，即V_Nip小于V_Nop，V_Nin小于V_Non，該電壓差的存在會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，導(dǎo)致電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上存儲(chǔ)的電荷在感生電場(chǎng)的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移，假設(shè)電荷以電子的形式運(yùn)動(dòng)，則會(huì)引起第一正端和第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電壓升高，第二正端和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)的電壓降低，隨著電荷的不斷轉(zhuǎn)移兩電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的電壓差不斷減小，引起電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的感生電場(chǎng)逐漸減小，電荷轉(zhuǎn)移速度不斷降低，電壓變化速率也隨之降低，若兩個(gè)電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)一直導(dǎo)通，則該電荷傳輸轉(zhuǎn)移過(guò)程將會(huì)一直持續(xù)，直到電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)Nip和Nop以及Nin和Non之間的電壓相等，感生電場(chǎng)為0。

隨著t4時(shí)刻的到來(lái)，Clkt變?yōu)榈碗娖?，電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)關(guān)斷，電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間存在電荷泄放通路被斷開(kāi)，電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)之間的電荷轉(zhuǎn)移工作結(jié)束。由于不存在泄放通路，電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上的電壓將保持不變。電荷由第一正端和第一負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)向第二正端和第二負(fù)端電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的傳輸工作完成。

上述過(guò)程中，若電荷傳輸過(guò)程中沒(méi)有損失，假設(shè)正端電容和正端容值可編程電容的電容值分別為C₃₀₃和C₃₀₉，根據(jù)電荷守恒定理，t₁到t₄之間電荷有效傳輸，計(jì)算C₃₀₃上傳出的電荷Q_S。

Q_S＝C₃₀₉·(V_op-V_P)＝[(V_r1-V_ip)-(V_S-V_L)]·C₃₀₃ (1)

經(jīng)整理后，可得：

Q_S＝-V_ip·C₃₀₃+Q_T (2)

其中，Q_T＝(V_L+V_r1-V_S)·C₃₀₃，V_L、V_P和V_S均為固定電壓，V_L為t3時(shí)刻前Nip點(diǎn)的電壓，V_P為t3時(shí)刻前Nop點(diǎn)的電壓；V_S為t4時(shí)刻N(yùn)ip點(diǎn)的電壓。在電路完成設(shè)計(jì)之后，忽略基準(zhǔn)電壓變化帶來(lái)的擾動(dòng)，Q_T為一個(gè)常數(shù)。對(duì)公式(2)進(jìn)行差分處理后，由于電路結(jié)構(gòu)為差分結(jié)構(gòu)，正端電容和負(fù)端電容的容值大小相等，正端和負(fù)端容值可編程電容的電容值也相等，Q_T將被消去，得到下式：

Q_S,diff＝-[V_in-V_ip]·C₃₀₃ (3)

V_on-V_op＝-[V_in-V_ip]·C₃₀₃/C₃₀₉ (4)

電壓傳輸完成之后，輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系同樣為放大系數(shù)為-C₃₀₃/C₃₀₉的線性關(guān)系。

如圖5所示，本發(fā)明所述的電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括：N級(jí)基于電荷域信號(hào)處理技術(shù)的流水線子級(jí)電路、最后一級(jí)(第N+1級(jí))N-bit Flash模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路、延時(shí)同步寄存器和數(shù)字校正電路模塊。另外工作模式控制模塊也是模數(shù)轉(zhuǎn)換器工作所必須的輔助工作模塊，該模塊未在圖中標(biāo)識(shí)出來(lái)。

圖5中電路基本工作原理如下：差分輸入電荷包Qop和Qon，當(dāng)?shù)谝患?jí)流水線子級(jí)電路的電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，該電荷包被傳輸?shù)降谝患?jí)流水線子級(jí)電路；流水線子級(jí)電路接收電荷包完成之后立即將該電荷包同基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較量化，得到本級(jí)的k1位量化輸出數(shù)字碼，本級(jí)比較器的k1位量化輸出數(shù)字碼將輸出到延時(shí)同步寄存器，量化輸出數(shù)字碼還將會(huì)控制本級(jí)基準(zhǔn)信號(hào)對(duì)電荷包進(jìn)行相應(yīng)大小的加減處理，得到本級(jí)的大小為Qp1－Qn1余量電荷包，在時(shí)鐘相位切換之后，本級(jí)電路的余量電荷包通過(guò)下一級(jí)的電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)進(jìn)入第二級(jí)子級(jí)電路并且重復(fù)上述過(guò)程，產(chǎn)生k2位量化輸出數(shù)字碼輸出到延時(shí)同步寄存器；以次類推，當(dāng)?shù)贜級(jí)子級(jí)流水線電路完成本級(jí)轉(zhuǎn)換工作時(shí)將得到大小為Qpn－Qnn的余量電荷包，并產(chǎn)生kn位量化輸出數(shù)字碼輸出到延時(shí)同步寄存器；當(dāng)?shù)贜級(jí)子級(jí)電路的大小為Qpn－Qnn的余量電荷包通過(guò)電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)量傳輸?shù)阶詈笠患?jí)(第N+1級(jí))N-bit Flash模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路時(shí)，該級(jí)電路將對(duì)接收到的電荷包進(jìn)行最后一級(jí)的模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，并將本級(jí)電路的kn+1位輸出數(shù)字碼輸入到延時(shí)同步寄存器，不過(guò)該級(jí)電路只完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，不進(jìn)行余量處理；延時(shí)同步寄存器，對(duì)每個(gè)子流水級(jí)輸出的數(shù)字碼進(jìn)行延時(shí)對(duì)準(zhǔn)，并將對(duì)齊的數(shù)字碼輸入到數(shù)字校正模塊，其中第一級(jí)輸出的k1位量化輸出數(shù)字碼將延時(shí)N個(gè)時(shí)鐘周期，第二級(jí)輸出的k2位量化輸出數(shù)字碼將延時(shí)N－1個(gè)時(shí)鐘周期，以此類推，第N級(jí)輸出的k1位量化輸出數(shù)字碼將延時(shí)1個(gè)時(shí)鐘周期，最后一級(jí)輸出不延時(shí)；數(shù)字校正電路模塊將接收同步寄存器的輸出數(shù)字碼，并對(duì)接收的數(shù)字碼進(jìn)行移位相加，以得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的R位數(shù)字輸出碼；其中N為正整數(shù)。

圖5中電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路中相鄰兩級(jí)子級(jí)電路的工作受兩組多相時(shí)鐘的控制，工作狀態(tài)完全互補(bǔ)，并且子級(jí)電路的級(jí)數(shù)和每級(jí)電路的位數(shù)k均可靈活調(diào)整。例如對(duì)于R＝14的14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以采用12級(jí)1.5bit/級(jí)+1級(jí)2bit Flash共13級(jí)的結(jié)構(gòu)，也可以采用4級(jí)2.5bit/級(jí)+3級(jí)1.5bit/級(jí)+1級(jí)3bit Flash共8級(jí)的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述的電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括以下內(nèi)容：N級(jí)基于電荷域信號(hào)處理技術(shù)的電荷域流水線子級(jí)電路，其用于對(duì)采樣得到的電荷包進(jìn)行各種處理完成模數(shù)轉(zhuǎn)換和余量放大，并將每一個(gè)子級(jí)電路的輸出數(shù)字碼輸入到延時(shí)同步寄存器，且每一個(gè)子級(jí)電路輸出的電荷包進(jìn)入下一級(jí)重復(fù)上述過(guò)程；最后一級(jí)(第N+1級(jí))N-bit Flash模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，其將第N級(jí)傳輸過(guò)來(lái)的電荷包重新轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并進(jìn)行最后一級(jí)的模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，并將本級(jí)電路的輸出數(shù)字碼輸入到延時(shí)同步寄存器，該級(jí)電路只完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，不進(jìn)行余量放大；延時(shí)同步寄存器，其用于對(duì)每個(gè)子流水級(jí)輸出的數(shù)字碼進(jìn)行延時(shí)對(duì)準(zhǔn)，并將對(duì)齊的數(shù)字碼輸入到數(shù)字校正模塊；數(shù)字校正電路模塊，其用于接收同步寄存器的輸出數(shù)字碼，將接收的數(shù)字碼進(jìn)行移位相加，以得到模數(shù)轉(zhuǎn)換器的R位數(shù)字輸出碼。

圖6所示即為電荷域流水線子級(jí)電路原理圖。電路由全差分的信號(hào)處理通道構(gòu)成，整個(gè)電路包括：2個(gè)本級(jí)電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)、2個(gè)電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、6個(gè)連接到電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的電荷存儲(chǔ)電容、M個(gè)電荷比較器，M個(gè)受比較器輸出結(jié)果控制的基準(zhǔn)信號(hào)選擇電路，2M+2個(gè)電壓傳輸開(kāi)關(guān)，其中M為正整數(shù)。電路正常工作時(shí)，前級(jí)差分電荷包首先通過(guò)電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)傳輸并存儲(chǔ)在本級(jí)電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，比較器對(duì)差分電荷包輸入所引起的節(jié)點(diǎn)之間的電壓差變化量與基準(zhǔn)電壓3和基準(zhǔn)電壓4進(jìn)行比較，得到本級(jí)N位量化輸出數(shù)字碼D1～DM；數(shù)字輸出碼D1～DM將輸出到延時(shí)同步寄存器，同時(shí)D1～DM還將會(huì)分別控制本級(jí)的基準(zhǔn)信號(hào)選擇電路，使它們分別產(chǎn)生一對(duì)互補(bǔ)的基準(zhǔn)信號(hào)分別控制本級(jí)正負(fù)端電荷加減電容底板，對(duì)由前級(jí)傳輸?shù)奖炯?jí)的差分電荷包進(jìn)行相應(yīng)大小的加減處理，得到本級(jí)差分余量電荷包；最后，電路完成本級(jí)差分余量電荷包由本級(jí)向下一級(jí)傳輸，基準(zhǔn)電壓2對(duì)本級(jí)差分電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)位，完成電荷域流水線子級(jí)電路一個(gè)完整時(shí)鐘周期的工作。

圖6中可以看出本發(fā)明電荷域流水線子級(jí)電路除，其單端形式包括：一個(gè)電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)，電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)的一端接上一級(jí)電荷域流水線子級(jí)電路的電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，另一端是本級(jí)電路的電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，所述本級(jí)電路的電荷存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)分別通過(guò)第一電容連接控制時(shí)鐘，通過(guò)第二電容連接基準(zhǔn)信號(hào)，同時(shí)還連接到一個(gè)或多個(gè)比較器的輸入端，并通過(guò)一個(gè)電壓傳輸開(kāi)關(guān)連接到基準(zhǔn)電壓，所述基準(zhǔn)信號(hào)由一個(gè)受比較器結(jié)果控制的基準(zhǔn)信號(hào)選擇電路產(chǎn)生；所述電荷域子級(jí)流水線電路除最后一級(jí)的全差分形式由兩組連接方式相同的上述單端形式電荷域子級(jí)流水線電路互補(bǔ)連接構(gòu)成，控制時(shí)鐘的工作相位和單端形式相同。

對(duì)于圖5中本發(fā)明設(shè)計(jì)的電荷域流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器的最后一級(jí)(第N+1級(jí))基于電荷域信號(hào)處理技術(shù)的流水線子級(jí)電路N-bit Flash模數(shù)轉(zhuǎn)換器電路，該子級(jí)電路將只需對(duì)接收到的電荷包進(jìn)行最后一級(jí)的模數(shù)轉(zhuǎn)換工作，并將本級(jí)電路輸出數(shù)字碼輸入到延時(shí)同步寄存器，而不進(jìn)行余量處理。去掉圖6中的基準(zhǔn)信號(hào)選擇電路和受基準(zhǔn)信號(hào)選擇電路控制的4個(gè)電容即可。

本發(fā)明中所述電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的正端輸出電壓Vop端口即為電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的Qop端口，負(fù)端輸出電壓Von即為電荷域模數(shù)轉(zhuǎn)換器的Qon端口。本發(fā)明中所述的電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)可以采用發(fā)明號(hào)為201010291245.6的發(fā)明專利中所述的實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述的電壓傳輸開(kāi)關(guān)可以采用通用MOS管或者BJT開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中所述的電荷比較器可以采用發(fā)明號(hào)為201010259903.3的發(fā)明專利中所述的實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖7所示為本發(fā)明電荷域電流檢測(cè)電路原理圖。該電荷域電流檢測(cè)電路的主體結(jié)構(gòu)為圖3所述電荷域電壓轉(zhuǎn)電荷放大電路的正端和負(fù)端電壓輸入端之間連接了一個(gè)電流檢測(cè)電阻Rin，電流檢測(cè)電阻Rin的上端接正電壓輸入端，電流檢測(cè)電阻Rin的下端接負(fù)電壓輸入端。所述電流檢測(cè)電阻Rin的上端還連接到偏置電壓產(chǎn)生電路的電壓輸出端，Rin的下端還連接到車燈驅(qū)動(dòng)單元的電源電壓輸入端，用于檢測(cè)車燈驅(qū)動(dòng)單元所消耗的電流大小。圖7所示電路的工作時(shí)序控制波形示意圖和如圖4一樣?？刂茣r(shí)鐘Clk和Clkn為相位相反時(shí)鐘，開(kāi)關(guān)控制信號(hào)Clkr、Clks和Clkt為相位不交疊時(shí)鐘。

假設(shè)車燈驅(qū)動(dòng)單元所消耗的電流大小為I_in，輸入電流流過(guò)電流檢測(cè)電阻Rin會(huì)在Rin的上端電壓V_ip和下端電壓V_in之間得到一個(gè)差分壓降V_id＝I_in*R_in＝V_ip-V_in，V_ip和V_in電壓分別經(jīng)正端和負(fù)端電荷域電壓小信號(hào)放大電路進(jìn)行放大處理，得到差分輸出電壓為V_op-V_on的電壓信號(hào)。由于電路結(jié)構(gòu)為差分結(jié)構(gòu)，因此正端電容和負(fù)端電容的容值大小相等，正端和負(fù)端容值可編程電容的電容值也相等，假設(shè)圖7中的正端電容和正端容值可編程電容的電容值分別為C₇₀₃和C₇₀₉，電流檢測(cè)電阻的大小為R_in，我們可以得到輸入電流和輸出電壓之間的關(guān)系如下：

V_op-V_on＝-I_in·R_in·C₇₀₃/C₇₀₉ (3)

本發(fā)明中所述的電荷傳輸控制開(kāi)關(guān)可以采用發(fā)明號(hào)為201010291245.6的發(fā)明專利中所述的實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述的電壓傳輸開(kāi)關(guān)可以采用通用MOS管或者BJT開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明所述的時(shí)鐘產(chǎn)生電路，在總體控制單元的第五控制信號(hào)輸出端輸出的控制時(shí)鐘的控制下，產(chǎn)生電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電荷域電流檢測(cè)單元所需要的多相時(shí)鐘。所述時(shí)鐘產(chǎn)生電路的時(shí)鐘產(chǎn)生端口包括第一控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clkr；第二控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clks；第三控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clk；第四控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clkn；第五控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口，輸出時(shí)鐘Clkt。所述電荷域電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器和電荷域電流檢測(cè)單元的時(shí)鐘輸入端口均包括第一控制時(shí)鐘輸入端口，輸入時(shí)鐘Clkr；第二控制時(shí)鐘輸入端口，輸入時(shí)鐘Clks；第三控制時(shí)鐘輸入端口，輸入時(shí)鐘Clk；第四控制時(shí)鐘輸入端口，輸入時(shí)鐘Clkn；第五控制時(shí)鐘輸入端口，輸入時(shí)鐘Clkt。

本發(fā)明所述總體控制單元對(duì)電荷域電流檢測(cè)電路的控制步驟為：首先總體控制單元的第五控制信號(hào)輸出端輸出控制時(shí)鐘給時(shí)鐘產(chǎn)生電路，時(shí)鐘產(chǎn)生電路先通過(guò)第一控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口輸出時(shí)鐘Clkr控制電荷域電流檢測(cè)電路的狀態(tài)進(jìn)行復(fù)位；其次，時(shí)鐘產(chǎn)生電路通過(guò)第二控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口輸出時(shí)鐘Clks控制電荷域電流檢測(cè)電路對(duì)車燈驅(qū)動(dòng)單元的所消耗的電流大小進(jìn)行采樣；再次，時(shí)鐘產(chǎn)生電路通過(guò)第三和第四控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口同時(shí)輸出時(shí)鐘Clk和Clkn控制電荷域電流檢測(cè)電路對(duì)采樣得到的電流進(jìn)行放大并得到差分輸出電壓Vop和Von；最后，時(shí)鐘產(chǎn)生電路通過(guò)第五控制時(shí)鐘產(chǎn)生端口輸出時(shí)鐘Clkt控制電荷域電流檢測(cè)電路將輸出電壓Vop和Von輸出給總體控制單元的模擬電壓輸入端。

所述狀態(tài)指示單元如圖8所示，包括三個(gè)LED指示燈，分別為正常LED、短路LED和斷路LED。正常LED、短路LED和斷路LED的控制信號(hào)均連接到總體控制單元的第二控制信號(hào)輸出端。

所述車燈驅(qū)動(dòng)單元如圖9所示，該部分模塊的主要功能是為了控制車燈的開(kāi)關(guān)而設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路。該電路中的MOSFET為單路P溝道驅(qū)動(dòng)芯片。驅(qū)動(dòng)電源由偏置電壓產(chǎn)生電路提供。電路中有一個(gè)開(kāi)關(guān)三極管來(lái)控制車燈的亮滅，以及一個(gè)穩(wěn)壓二極管和一個(gè)續(xù)流二極管，它們的作用是為了保護(hù)大電流下芯片仍然能夠保持在正常的工作狀況。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述LIN總線模塊與汽車車身控制單元的BCM控制器通信，LIN總線與汽車控制單元的其他控制器通信，獲取車輛的狀態(tài)信息，狀態(tài)信息包括檔位信號(hào)、電瓶電源及駛能信號(hào)等信息。當(dāng)用戶觸摸車窗開(kāi)關(guān)時(shí)，車窗控制單元根據(jù)獲取的車輛狀態(tài)信息判斷車窗是否滿足作動(dòng)條件。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。