本發(fā)明涉及芯片，具體的，涉及一種adc輸入電路，還涉及應(yīng)用該adc輸入電路的adc與gpio引腳復(fù)用電路，還涉及應(yīng)用該adc與gpio引腳復(fù)用電路的芯片。

背景技術(shù)：

1、soc等芯片功能復(fù)雜，引腳較多，為了節(jié)約面積和引腳資源，一般會(huì)考慮將芯片內(nèi)置的adc模塊與gpio模塊復(fù)用引腳。但這種復(fù)用方式可能存在如下場(chǎng)景：gpio模塊工作在高壓模式時(shí)，adc模塊不工作，adc模塊會(huì)存在超壓的風(fēng)險(xiǎn)。因此，考慮到此場(chǎng)景，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮三個(gè)問(wèn)題：第一是解決gpio工作在高壓模式時(shí)在adc輸入開(kāi)關(guān)(或通道選擇開(kāi)關(guān))處的超壓?jiǎn)栴}；第二是保證adc在工作時(shí)的輸入范圍及線性度；第三是不會(huì)增加過(guò)多的功耗和面積。

2、因此，需要考慮更加優(yōu)化的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的第一目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)耐高壓且能保證adc模塊的輸入范圍及線性度的adc輸入電路。

2、本發(fā)明的第二目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)耐高壓且能保證adc模塊的輸入范圍及線性度的adc與gpio引腳復(fù)用電路。

3、本發(fā)明的第三目的是提供一種能實(shí)現(xiàn)耐高壓且能保證adc模塊的輸入范圍及線性度的芯片。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供的adc輸入電路包括柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路、柵端鉗位電路和adc使能控制電路；柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路包括采樣輸入端、采樣輸出端、采樣nmos管和自舉電路，自舉電路的輸出端與采樣nmos管的柵極電連接，采樣nmos管的漏極與采樣輸入端電連接，采樣nmos管的源極與采樣輸出端電連接；柵端鉗位電路包括第一鉗位電路和第一控制開(kāi)關(guān)，第一鉗位電路的輸出端通過(guò)第一控制開(kāi)關(guān)與采樣nmos管的柵極電連接，第一控制開(kāi)關(guān)的控制端與adc使能控制電路電連接，adc使能控制電路用于向第一控制開(kāi)關(guān)的控制端發(fā)送adc使能信號(hào)的反相信號(hào)。

5、由上述方案可知，本發(fā)明的adc輸入電路通過(guò)設(shè)置柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路和柵端鉗位電路，可使得gpio模塊工作在高壓模式時(shí)，柵端鉗位電路將柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路中采樣nmos管的柵端鉗位至閾值電壓，即使采樣輸入端為高壓，也會(huì)將adc模塊的輸入端拉至此電壓以下，從而保證采樣輸出端的電壓小于adc模塊的輸入開(kāi)關(guān)的耐壓值，故可實(shí)現(xiàn)耐高壓。

6、進(jìn)一步的方案中，自舉電路包括第一nmos管、第二nmos管、第一pmos管、第三nmos管、第二pmos管、第三pmos管、第四nmos管、第五nmos管和自舉電容，第一nmos管的源極接地、第一nmos管的漏極與第三nmos管的源極電連接，第一nmos管的柵極與第一時(shí)鐘端電連接，第二nmos管的源極電連接第一nmos管的漏極與第三nmos管的源極之間的通路，第二nmos管的漏極與第一pmos管的漏極電連接，第一pmos管的源極與電源端電連接，第二nmos管的柵極和第一pmos管的柵極均與第二時(shí)鐘端電連接，第一時(shí)鐘端和第二時(shí)鐘端的信號(hào)相反，第三nmos管的漏極與采樣nmos管的漏極電連接，第二pmos管的源極與電源端電連接，第二pmos管的漏極與自舉電容的第一端電連接，自舉電容的第二端與第一nmos管的漏極電連接，自舉電容的第一端還與第三pmos管的源極電連接，第三pmos管的柵極電連接第二nmos管的漏極與第一pmos管的漏極之間的通路，第三nmos管的柵極、采樣nmos管的柵極、第二pmos管的柵極和第四nmos管的漏極均與第三pmos管的漏極電連接，第四nmos管的柵極與電源端電連接，第四nmos管的源極與第五nmos管的漏極電連接，第五nmos管的柵極與第一時(shí)鐘端電連接，第五nmos管的源極接地。

7、由此可知，通過(guò)設(shè)置自舉電路，由于自舉電容兩端電壓不會(huì)突變，使得采樣nmos管的柵、源兩端的電壓總保持恒定，從而提高導(dǎo)通阻抗在輸入范圍內(nèi)的平坦性，降低采樣nmos管引入的諧波失真。

8、進(jìn)一步的方案中，adc使能控制電路包括adc使能端、第一反相器和adc使能反相端，adc使能端與第一反相器的輸入端電連接，第一反相器的輸出端與adc使能反相端電連接；第一控制開(kāi)關(guān)的控制端與adc使能反相端電連接。

9、由此可知，通過(guò)設(shè)置adc使能控制電路控制第一控制開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，可便于控制柵端鉗位電路，當(dāng)gpio模塊工作時(shí)，adc使能反相端為高電平，導(dǎo)通柵端鉗位電路，將采樣nmos管的柵端電壓鉗至一定電壓值。當(dāng)adc模塊工作時(shí)，adc使能反相端為低電平，斷開(kāi)柵端鉗位電路，不影響柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路的正常工作。

10、進(jìn)一步的方案中，adc輸入電路還包括采樣時(shí)鐘門(mén)電路，采樣時(shí)鐘門(mén)電路包括時(shí)鐘輸入端、第二反相器、與非門(mén)、第三反相器和第四反相器，第二反相器的輸入端與時(shí)鐘輸入端電連接，第二反相器的輸出端和與非門(mén)的第一輸入端電連接，與非門(mén)的第二輸入端與adc使能端電連接，與非門(mén)的輸出端與第三反相器的輸入端電連接，第三反相器的輸出端與第四反相器的輸入端電連接，第四反相器的輸出端與第二時(shí)鐘端電連接，第一時(shí)鐘端與第三反相器的輸出端電連接。

11、由此可見(jiàn)，通過(guò)設(shè)置采樣時(shí)鐘門(mén)電路用于控制柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路，在adc模塊工作時(shí)，柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路被adc采樣時(shí)鐘控制，保證adc輸入范圍不受限，且保持較高的線性度。

12、進(jìn)一步的方案中，adc輸入電路還包括自舉電容模式切換模塊，自舉電容模式切換模塊包括第二鉗位電路、第二控制開(kāi)關(guān)和第三控制開(kāi)關(guān)，第三控制開(kāi)關(guān)的第一端與自舉電容的第二端電連接，第三控制開(kāi)關(guān)的第二端與第一nmos管的漏極電連接，第三控制開(kāi)關(guān)的控制端與adc使能端電連接，第二鉗位電路的輸出端與第二控制開(kāi)關(guān)的第一端電連接，第二控制開(kāi)關(guān)的第二端電連接第三控制開(kāi)關(guān)的第一端與自舉電容的第二端之間的通路，第二控制開(kāi)關(guān)的控制端與adc使能反相端電連接。

13、由此可見(jiàn)，通過(guò)設(shè)置自舉電容模式切換模塊，可使得當(dāng)gpio模塊工作時(shí)，由于自舉電容的存在，當(dāng)gpio輸入或輸出信號(hào)在0至高壓之間來(lái)回跳變時(shí)，信號(hào)會(huì)通過(guò)第三nmos管、自舉電容及第三pmos管傳到采樣nmos管的柵極，若第一鉗位電路的作用比較弱，采樣nmos管的柵極的電壓也會(huì)跳動(dòng)，可能使采樣輸出端的電壓接近高壓，導(dǎo)致adc模塊的輸入開(kāi)關(guān)存在超壓?jiǎn)栴}。所以，保險(xiǎn)起見(jiàn)，使用第三控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)自舉電容下端與第三nmos管的源極的連接，同時(shí)使用第二控制開(kāi)關(guān)將自舉電容的第二端拉至第二鉗位電路，以斷開(kāi)此耦合通路，保證gpio模塊輸入或輸出的翻轉(zhuǎn)不會(huì)影響采樣nmos管的柵極。當(dāng)adc模塊工作時(shí)，第二控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，第三控制開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，此時(shí)柵壓自舉開(kāi)關(guān)電路工作，進(jìn)而保證adc模塊的正常工作。

14、為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明提供的adc與gpio引腳復(fù)用電路，包括io引腳、adc模塊和gpio模塊，adc模塊和gpio模塊復(fù)用io引腳；adc模塊和gpio模塊之間設(shè)置有adc輸入電路；adc輸入電路采用上述的adc輸入電路；采樣輸入端與gpio模塊電連接，采樣輸出端與adc模塊的輸入端電連接。

15、為了實(shí)現(xiàn)上述第三目的，本發(fā)明提供的芯片，設(shè)置有adc與gpio引腳復(fù)用電路，adc與gpio引腳復(fù)用電路采用上述的adc與gpio引腳復(fù)用電路。