信號處理電路的制作方法
【專利摘要】公開了一種信號處理電路。所述信號處理電路包括：信號源，用于提供源信號；放大器，與所述信號源連接，對所述源信號進行放大；調(diào)零電路，與所述放大器連接，對放大后的信號進行補償；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述放大器和所述調(diào)零電路連接，將所述補償后的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號；以及數(shù)字信號處理器，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于對所述數(shù)字信號進行運算處理，其中，所述調(diào)零電路連接在所述放大器的輸出端并且在放大器的輸出端提供補償電流，從而抑制所述信號源的零點漂移和所述放大器的零點漂移。該信號處理電路利用與放大器的輸出端連接的調(diào)零電路抑制多個電路模塊的零點漂移。
【專利說明】
信號處理電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及傳感器技術，更具體地，涉及信號處理電路。
【背景技術】
[0002]信號處理電路自身的性能對傳感器的檢測能力有著重要的影響。傳感器和/或信號處理電路的零點漂移可能導致傳感器的檢測靈敏度和精度降低。零點漂移是指在傳感器的輸入信號為零時，輸出信號偏離固定值而漂移。零點漂移可能由多種原因造成，例如傳感器和/或集成電路的制造工藝、電路結構本身的屬性、電源電壓波動、溫度變化等。
[0003]現(xiàn)有的信號處理電路抑制零點漂移的措施包括采用經(jīng)過老化的元器件、改善電源穩(wěn)定性、以及利用調(diào)零電路減輕或消除零點漂移。調(diào)零電路的工作原理包括燒斷電阻方法、開關電容方法、失調(diào)電壓帶電流方法、以及數(shù)字消除方法等。然而，現(xiàn)有的調(diào)零電路要么結構太復雜，要么精度達不到要求，而且只能消除惠斯通電橋上的零點漂移，不能消除放大器的零點漂移。
[0004]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的信號處理電路的示意性電路圖。該信號處理電路包括用于提供源信號的信號源110、用于對信號源進行調(diào)零的調(diào)零電路120、用于對源信號進行放大的放大器130、用于將補償后的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)140、以及根據(jù)數(shù)字信號產(chǎn)生控制邏輯信號的數(shù)字信號處理器150。
[0005]該調(diào)零電路120連接至信號源110的輸出端，從而只能針對信號源110的輸出信號，也即源信號抑制零點漂移。放大器130自身的零點漂移仍然會導致經(jīng)過放大的源信號產(chǎn)生誤差。
[0006]因此，期望進一步改進信號處理電路的設計，使得調(diào)零電路可以抑制電路的多個不同電路模塊的零點漂移。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的在于提供一種可以抑制多個電路模塊的零點漂移的信號處理電路及方法。
[0008]根據(jù)本實用新型的一方面，提供一種信號處理電路，包括:信號源，用于提供源信號;放大器，與所述信號源連接，對所述源信號進行放大；調(diào)零電路，與所述放大器連接，對放大后的信號進行補償;模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述放大器和所述調(diào)零電路連接，將所述補償后的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號；以及數(shù)字信號處理器，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于對所述數(shù)字信號進行運算處理，其中，所述調(diào)零電路連接在所述放大器的輸出端并且在放大器的輸出端提供補償電流，從而抑制所述信號源的零點漂移和所述放大器的零點漂移。
[0009]優(yōu)選地，所述調(diào)零電路將所述補償電流施加至所述放大器輸出端的輸出阻抗，以抬高或拉低輸出端的電位。
[0010]優(yōu)選地，所述信號源包括傳感器，所述源信號是傳感器信號。
[0011]優(yōu)選地，所述信號源包括惠斯通電橋，所述傳感器位于所述惠斯通電橋的至少一個橋臂上。
[0012]優(yōu)選地，所述傳感器包括對溫度、壓力、載荷、應變、加速度、位移中的至少一種物理量敏感的傳感器元件。
[0013]優(yōu)選地，所述放大器具有輸出端，從而在所述輸出端提供放大器的輸出信號。
[0014]優(yōu)選地，所述調(diào)零電路具有用于提供補償電流的輸出端，所述調(diào)零電路的輸出端與所述放大器的輸出端連接。
[0015]優(yōu)選地，在正極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路從所述放大器的輸出端汲取電流，在負極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路向所述放大器的輸出端注入電流。
[0016]優(yōu)選地，所述放大器具有第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端為高電位端，所述第二輸出端為低電位端，從而在所述第一輸出端和所述第二輸出端之間提供放大器的輸出信號。
[0017]優(yōu)選地，所述調(diào)零電路具有分別用于提供第一補償電流的第一輸出端以及提供第二補償電流的第二輸出端，所述調(diào)零電路的第一輸出端與所述放大器的第一輸出端連接，所述調(diào)零電路的第二輸出端與所述放大器的第二輸出端連接。
[0018]優(yōu)選地，在正極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路從所述放大器的第一輸出端汲取電流，或者向所述放大器的第二輸出端注入電流，在負極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路向所述放大器的第一輸出端注入電流，或者從所述放大器的第二輸出端汲取電流。
[0019]優(yōu)選地，所述調(diào)零電壓包括:至少一個電流源；以及至少一個開關，分別與所述至少一個電流源中的一個電流源串聯(lián)連接，所述至少一個電流源經(jīng)由所述至少一個開關提供所述補償電流。
[0020]優(yōu)選地，所述源信號信號處理電路還包括:控制器，所述控制器與所述調(diào)零電路連接，用于控制所述至少一個電流源的電流大小和所述至少一個開關的動作。
[0021]優(yōu)選地，所述至少一個電流源包括第一至第四電流源，所述至少一個開關包括第一至第四開關，所述第一至第四開關分別與所述第一至第四電流源串聯(lián)連接，其中，所述第一電流源經(jīng)由所述第一開關連接至所述放大器的第一輸出端，用于在所述第一開關閉合時提供第一方向的電流，所述第二電流源經(jīng)由所述第二開關連接至所述放大器的第二輸出端，用于在所述第二開關閉合時提供第一方向的電流，所述第三電流源經(jīng)由所述第三開關連接至所述放大器的第一輸出端，用于在所述第三開關閉合時提供第二方向的電流，所述第四電流源經(jīng)由所述第四開關連接至所述放大器的第二輸出端，用于在所述第四開關閉合時提供第二方向的電流，所述第一方向的電流用于向所述調(diào)零電路的外部注入電流，所述第二方向的電流用于從所述調(diào)零電路的外部汲取電流。
[0022]優(yōu)選地，所述調(diào)零電路通過選擇不同的開關來獲得不同方向的補償電流。
[0023]優(yōu)選地，所述調(diào)零電路通過調(diào)節(jié)電流源的電流大小來獲得不同大小的補償電壓。
[0024]優(yōu)選地，所述至少一個電流源分別包括:參考電流源；以及所述參考電流源的第一鏡像電流源和第二鏡向電流源，其中，所述第一鏡像電流源包括多個并聯(lián)的第一支路，每個第一支路包括彼此串聯(lián)連接第一子電流源和子第一開關，所述第二鏡像電流源包括多個并聯(lián)的第二支路，每個第二支路包括彼此串聯(lián)連接第二子電流源和第二子開關。
[0025]優(yōu)選地，所述至少一個電流源通過選擇不同的子開關來獲得不同方向和/或大小的補償電流。
[0026]根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種源信號處理方法，包括:從信號源獲得源信號;采用放大器放大所述源信號;在所述放大器的輸出端提供補償電流，從而抑制所述信號源的零點漂移和所述放大器的零點漂移；以及將所述補償后的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。
[0027]優(yōu)選地，所述放大器在輸出端提供輸出信號，所述補償電流施加至所述放大器的輸出阻抗，以抬高或拉低放大器的輸出端的電位，從而至少部分抵消漂移電壓。
[0028]優(yōu)選地，在正極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路從所述放大器的輸出端汲取電流，在負極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路向所述放大器的輸出端注入電流。
[0029]優(yōu)選地，所述放大器在第一輸出端和第二輸出端之間提供差信號，其中所述第一輸出端是高電位端，所述第二輸出端是低電位端，所述補償電流施加至所述放大器的輸出阻抗，以抬高或拉低第一輸出端和第二輸出端至少之一的電位，從而至少部分抵消漂移電壓。
[0030]優(yōu)選地，在正極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路從所述放大器的第一輸出端汲取電流，或者向所述放大器的第二輸出端注入電流，在負極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路向所述放大器的第一輸出端注入電流，或者從所述放大器的第二輸出端汲取電流。
[0031]優(yōu)選地，通過開關選擇多個電流源中的相應電流源，獲得不同方向的補償電流。
[0032]優(yōu)選地，通過調(diào)節(jié)電流源的電流大小來獲得不同大小的補償電壓。
[0033]根據(jù)本實用新型的實施例的信號處理電路，在放大器輸出端設置調(diào)零電路，以消除零點漂移。既可以消除信號源上的零點漂移，也可以消除放大器的零點漂移，而且簡化了設計復雜度和精度要求。
[0034]在優(yōu)選的實施例中，調(diào)零電路利用放大器的輸出端的低阻抗特性和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端的高阻抗特性，對放大器的輸出信號進行自動補償，從而抑制信號處理電路的零點漂移。
【附圖說明】
[0035]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
[0036]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術的信號處理電路的示意性電路圖。
[0037]圖2示出根據(jù)本實用新型第一實施例的信號處理電路的示意性電路圖。
[0038]圖3示出根據(jù)本實用新型第二實施例的信號處理電路的示意性電路圖。
[0039]圖4示出根據(jù)本實用新型第一實施例的信號處理電路實例的示意性電路圖。
[0040]圖5示出根據(jù)本實用新型第二實施例的信號處理電路實例的示意性電路圖。
[0041 ]圖6示出在調(diào)零電路使用的可控電流源的示意性電路圖。
【具體實施方式】
[0042]以下將參照附圖更詳細地描述本實用新型。在各個附圖中，相同的元件采用類似的附圖標記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些公知的部分。
[0043]在下文中描述了本實用新型的許多特定的細節(jié)，例如器件的結構、材料、尺寸、處理工藝和技術，以便更清楚地理解本實用新型。但正如本領域的技術人員能夠理解的那樣，可以不按照這些特定的細節(jié)來實現(xiàn)本實用新型。
[0044]本實用新型可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些示例。
[0045]圖2示出根據(jù)本實用新型第一實施例的信號處理電路的示意性電路圖。該信號處理電路包括用于提供源信號的信號源110、用于對源信號進行放大的放大器130、用于對放大器的輸出信號進行調(diào)零的調(diào)零電路220、用于為調(diào)零電路提供控制信號的控制電路230、用于將補償后的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)140、以及根據(jù)數(shù)字信號產(chǎn)生控制邏輯信號的數(shù)字信號處理器(DSP)150。
[0046]如圖2所示，在信號源110、放大器130、模數(shù)轉(zhuǎn)換器140和調(diào)零電路220之間，信號以差分形式傳送。相應地，信號源110具有提供源信號的兩個輸出端，放大器130具有從信號源110接收源信號的兩個輸入端和用于提供放大后的信號的兩個輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器140具有從放大器130接收放大的信號的兩個輸入端，調(diào)零電路220具有用于向所述放大器130提供補償電流的兩個輸出端。
[0047]在信號處理電路中，信號源110例如是惠斯通電橋結構的傳感器電路。在惠斯通電橋中，至少一個橋臂可以包括傳感器元件，例如MEMS傳感器元件。傳感器元件例如是對溫度、壓力、載荷、應變、加速度、位移中的至少一種物理量敏感的元件。
[0048]該調(diào)零電路220連接在放大器130的輸出端和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路140的輸入端之間，從而針對放大器的輸出信號進行補償以抑制零點漂移。在該實施例中，在放大器130的輸出端設置調(diào)零電路，既可以消除信號源上的零點漂移，也可以消除放大器的零點漂移，而且簡化了設計復雜度和精度要求。
[0049]圖3示出根據(jù)本實用新型第二實施例的信號處理電路的示意性電路圖。根據(jù)第二實施例的信號處理電路中的源信號為單端信號，而非第一實施例中的差分信號。
[0050]如圖3所示，在信號源110、放大器130、模數(shù)轉(zhuǎn)換器140和調(diào)零電路220之間，信號以單端信號的形式傳送。相應地，信號源110具有提供源信號的一個輸出端，放大器130具有從信號源110接收源信號的一個輸入端和用于提供放大后的信號的一個輸出端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器140具有從放大器130接收放大的信號的一個輸入端，調(diào)零電路220具有用于向所述放大器130提供補償電流的一個輸出端。
[0051]圖4示出根據(jù)本實用新型第一實施例的信號處理電路實例的示意性電路圖，其中示出信號源110、放大器130、模數(shù)轉(zhuǎn)換器140和調(diào)零電路220，但未示出數(shù)字信號處理器150。
[0052]在該實例中，傳感器元件例如是敏感電阻。信號源110是四個敏感電阻Rl至R4組成的惠斯通電橋。敏感電阻Rl至R4響應外部的物理量產(chǎn)生源信號。放大器130等效為對稱的第一支路和第二支路。第一支路包括串聯(lián)的可控電流源Ial和電阻Ral，第二支路包括串聯(lián)的可控電流源Ia2和電阻Ra2。源信號以差分輸入的方式，提供給可控電流源Ial和Ia2的控制端。根據(jù)源信號改變可控電流源Ial和Ia2的輸出電流的大小，從而在電阻Ral和Ra2上產(chǎn)生壓降。放大器130的第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ連接至可控電流源Ial和電阻Ral的中間節(jié)點，第二輸出端ΑΜΡ_0Ν連接至可控電流源Ia2和電阻Ra2的中間節(jié)點，從而在第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ和第二輸出端ΑΜΡ_0Ν之間提供放大器的輸出信號。如圖3所示，放大器130的電阻Ral和Ra2實際上分別是第一輸出端和第二輸出端的輸出阻抗。
[0053]模數(shù)轉(zhuǎn)換器140和調(diào)零電路220分別連接在放大器130的第一輸出端和第二輸出端之間。調(diào)零電路220具有用于提供第一補償電流Icp的第一輸出端和用于提供第二補償電流Icn的第二輸出端。調(diào)零電路220將補償電流施加至放大器130輸出端的輸出阻抗，以抬高或拉低輸出端的電位。
[0054]進一步地，調(diào)零電路220包括第一至第四電流源Il至14和第一至第四開關SI至S4。第一電流源Il和第二電流源12分別經(jīng)由第一開關SI和第二開關S2提供第一方向的電流，第三電流源13和第四電流源14分別經(jīng)由第三開關S3和第四開關S4提供第二方向的電流。第一方向的電流是指調(diào)零電路22中的電流源向放大器130的第一輸出端和第二輸出端之一注入電流，第二方向的電流是指調(diào)零電路22中的電流源從放大器130的第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ和第二輸出端ΑΜΡ_0Ν之一汲取電流。
[0055]信號處理電路可以在校準模式和正常模式下工作。
[0056]在校準模式下，信號源110中的傳感器元件響應的物理量為零。例如，在傳感器元件對壓力敏感的情形下，則在校準模式下使得傳感器元件承受零壓力。如果信號源110和放大器130無零點漂移，則在放大器130的兩個輸出端之間的電壓為零。如果信號源110和放大器130中的任一個存在著零點漂移，則在放大器130的兩個輸出端之間存在著漂移電壓。相應地，放大器130的第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ和第二輸出端ΑΜΡ_0Ν之間存在著漂移電壓。采用電壓表或比較器，測量漂移電壓的極性和大小。
[0057]然后，根據(jù)漂移電壓的極性，選擇開關SI至S4中的一對開關。
[0058]如果漂移電壓為正極性，即第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ電壓大于第二輸出端ΑΜΡ_0Ν端電壓時，則開關S2和S3閉合，開關SI和S4斷開。結果，調(diào)零電路220的電流源13從第一輸出端AMP_OP汲取電流I cp，使得第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ電壓減小一個(I cp*R)的電壓，電流源12向第二輸出端ΑΜΡ_0Ν端注入電流I cn，使得第二輸出端ΑΜΡ_0Ν端電壓增加一個(I cn*R)的電壓。如上所述，R表示放大器130的輸出阻抗。通過調(diào)節(jié)Icp和Icn的大小，使第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ和第二輸出端ΑΜΡ_0Ν端電壓相等。
[0059]類似地，如果漂移電壓為正極性，即第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ電壓小于第二輸出端AMP_ON端時，則開關SI和S4閉合，開關S2和S3斷開。結果，調(diào)零電路220的電流源Il向第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ注入電流I cp，使得第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ電壓增加一個(I cp*R)的電壓，電流源13從第二輸出端ΑΜΡ_0Ν端汲取電流I cn，使得第二輸出端ΑΜΡ_0Ν端電壓減小一個(I cn*R)的電壓。如上所述，R表示放大器的輸出阻抗。通過調(diào)節(jié)I cp和I cn的大小，使第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ和第二輸出端ΑΜΡ_0Ν端電壓相等。
[0060]根據(jù)漂移電壓的大小，可控電流源Is的輸出電流I可以在0-10的范圍之間調(diào)節(jié)，因此，可以通過改變輸出電流I的大小，也可以產(chǎn)生不同大小的補償電壓。電流源的電流的大小可以分別由寄存器來控制。
[0061]在正常模式下，在上述的校準模式下預先選擇的開關保持閉合，且電流源Is的輸出電流I保持恒定。信號源110中的傳感器元件響應外部的物理量產(chǎn)生源信號。放大器130對源信號進行放大，調(diào)零電路220在放大器130的兩個輸出端疊加補償電流。該補償電流不僅消除信號源110的零點漂移的影響，而且還消除放大器130的零點漂移的影響。因此，模數(shù)轉(zhuǎn)換器140的兩個輸入端之間接收的電壓已經(jīng)消除了多個電路模塊的零點漂移的影響。
[0062]圖5示出根據(jù)本實用新型第一實施例的信號處理電路實例的示意性電路圖，其中示出信號源110、放大器130、模數(shù)轉(zhuǎn)換器140和調(diào)零電路220，但未示出數(shù)字信號處理器150。
[0063]在該實例中，傳感器元件例如是敏感電阻。信號源110是四個敏感電阻Rl至R4組成的惠斯通電橋。敏感電阻Rl至R4響應外部的物理量產(chǎn)生源信號。放大器130等效為對稱的第一支路和第二支路。第一支路包括串聯(lián)的可控電流源Ial和電阻Ral，第二支路包括串聯(lián)的可控電流源Ia2和電阻Ra2。源信號以單端信號的方式，提供給可控電流源Ial的控制端。根據(jù)源信號改變可控電流源Ial的輸出電流的大小，從而在電阻Ral上產(chǎn)生壓降。放大器130的輸出端ΑΜΡ_0連接至可控電流源Ia I和電阻Ra I的中間節(jié)點，從而在輸出端ΑΜΡ_0提供放大器的輸出信號。如圖3所示，放大器130的電阻Ral實際上分別是輸出端的輸出阻抗。
[0064]模數(shù)轉(zhuǎn)換器140和調(diào)零電路220分別連接在放大器130的輸出端之間。調(diào)零電路220具有用于提供補償電流Ic的輸出端。調(diào)零電路220將補償電流施加至放大器130輸出端的輸出阻抗，以抬高或拉低輸出端的電位。
[0065]進一步地，調(diào)零電路220包括第一電流源Il和第二電流源13、以及第一開關SI和第三開關S3。第一電流源Il經(jīng)由第一開關SI提供第一方向的電流，第三電流源13經(jīng)由第三開關S3提供第二方向的電流。第一方向的電流是指調(diào)零電路2 20中的電流源向放大器130的輸出端之一注入電流，第二方向的電流是指調(diào)零電路220中的電流源從放大器130的第一輸出端ΑΜΡ_0Ρ和第二輸出端ΑΜΡ_0Ν之一汲取電流。
[0066]信號處理電路可以在校準模式和正常模式下工作。
[0067]在校準模式下，信號源110中的傳感器元件響應的物理量為零。例如，在傳感器元件對壓力敏感的情形下，則在校準模式下使得傳感器元件承受零壓力。如果信號源110和放大器130無零點漂移，則在放大器130的輸出端的電壓為零。如果信號源110和放大器130中的任一個存在著零點漂移，則在放大器130的輸出端之間存在著漂移電壓。相應地，放大器130的輸出端ΑΜΡ_0存在著漂移電壓。采用電壓表或比較器，測量漂移電壓的極性和大小。
[0068]然后，根據(jù)漂移電壓的極性，選擇開關SI和S3中的一個開關。
[0069]如果漂移電壓為正極性，即輸出端ΑΜΡ_0電壓大于理想值時，則開關S3閉合，開關SI斷開。結果，調(diào)零電路2 2 O的電流源13從輸出端ΑΜΡ_0汲取電流I c，使得輸出端ΑΜΡ_0電壓減小一個(Ic*R)的電壓。如上所述，R表示放大器130的輸出阻抗。通過調(diào)節(jié)Ic的大小，使輸出端ΑΜΡ_(^?|電壓等于理想值。
[0070]類似地，如果漂移電壓為正極性，即輸出端ΑΜΡ_0電壓小于理想值時，則開關SI閉合，開關S3斷開。結果，調(diào)零電路220的電流源11向輸出端ΑΜΡ_0注入電流I c，使得輸出端ΑΜΡ_0電壓增加一個(Ic*R)的電壓。如上所述，R表示放大器的輸出阻抗。通過調(diào)節(jié)Ic的大小，使輸出端ΑΜΡ_0端電壓等于理想值。
[0071]根據(jù)漂移電壓的大小，可控電流源Is的輸出電流I可以在0-10的范圍之間調(diào)節(jié)，因此，可以通過改變輸出電流I的大小，也可以產(chǎn)生不同大小的補償電壓。電流源的電流的大小可以分別由寄存器來控制。
[0072]在正常模式下，在上述的校準模式下預先選擇的開關保持閉合，且電流源Is的輸出電流I保持恒定。信號源110中的傳感器元件響應外部的物理量產(chǎn)生源信號。放大器130對源信號進行放大，調(diào)零電路220在放大器130的輸出端疊加補償電流。該補償電流不僅消除信號源110的零點漂移的影響，而且還消除放大器130的零點漂移的影響。因此，模數(shù)轉(zhuǎn)換器140的兩個輸入端之間接收的電壓已經(jīng)消除了多個電路模塊的零點漂移的影響。
[0073]圖6示出在調(diào)零電路使用的可控電流源的示意性電路圖。該可控制電流源包括參考電流源Iref及其鏡像電流源Isl和Is2。鏡像電流源Isl包括多個電流源IlO至Iln和多個開關SlO至Sln，組成并聯(lián)連接的多個第一支路，每個第一支路包括彼此串聯(lián)連接的開關和電流源，用于提供第一方向的補償電流。鏡像電流源Is2包括多個電流源120至I2n和多個開關S20至S2n，組成并聯(lián)連接的多個第二支路，每個第二支路包括彼此串聯(lián)連接的開關和電流源，用于提供第二方向的補償電流。第一方向的電流是用于向外部注入的電流，第二方向的電流是從外部汲取的電流。
[0074]在鏡像電流源Isl中，通過將多個開關SlO至Sln的選定開關閉合，其他開關斷開，可以獲得所需大小的注入電流。在鏡像電流源Is2中，通過將多個開關S20至S2n的選定開關閉合，其他開關斷開，可以獲得所需大小的汲取電流。
[0075]應當說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0076]依照本實用新型的實施例如上文所述，這些實施例并沒有詳盡敘述所有的細節(jié)，也不限制該實用新型僅為所述的具體實施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本實用新型的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本實用新型以及在本實用新型基礎上的修改使用。本實用新型僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權項】
1.一種信號處理電路，其特征在于，包括: 信號源，用于提供源信號； 放大器，與所述信號源連接，對所述源信號進行放大； 調(diào)零電路，與所述放大器連接，對放大后的信號進行補償； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述放大器和所述調(diào)零電路連接，將所述補償后的信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號；以及 數(shù)字信號處理器，與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于對所述數(shù)字信號進行運算處理， 其中，所述調(diào)零電路連接在所述放大器的輸出端并且在放大器的輸出端提供補償電流，從而抑制所述信號源的零點漂移和所述放大器的零點漂移。2.根據(jù)權利要求1所述的信號處理電路，其特征在于，所述調(diào)零電路將所述補償電流施加至所述放大器輸出端的輸出阻抗，以抬高或拉低輸出端的電位。3.根據(jù)權利要求1所述的信號處理電路，其特征在于，所述信號源包括傳感器，所述源信號是傳感器信號。4.根據(jù)權利要求3所述的信號處理電路，其特征在于，所述信號源包括惠斯通電橋，所述傳感器位于所述惠斯通電橋的至少一個橋臂上。5.根據(jù)權利要求3所述的信號處理電路，其特征在于，所述傳感器包括對溫度、壓力、載荷、應變、加速度、位移中的至少一種物理量敏感的傳感器元件。6.根據(jù)權利要求1所述的信號處理電路，其特征在于，所述放大器具有輸出端，從而在所述輸出端提供放大器的輸出信號。7.根據(jù)權利要求6所述的信號處理電路，其特征在于，所述調(diào)零電路具有用于提供補償電流的輸出端，所述調(diào)零電路的輸出端與所述放大器的輸出端連接。8.根據(jù)權利要求7所述的信號處理電路，其特征在于，在正極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路從所述放大器的輸出端汲取電流， 在負極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路向所述放大器的輸出端注入電流。9.根據(jù)權利要求1所述的信號處理電路，其特征在于，所述放大器具有第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端為高電位端，所述第二輸出端為低電位端，從而在所述第一輸出端和所述第二輸出端之間提供放大器的輸出信號。10.根據(jù)權利要求9所述的信號處理電路，其特征在于，所述調(diào)零電路具有分別用于提供第一補償電流的第一輸出端以及提供第二補償電流的第二輸出端，所述調(diào)零電路的第一輸出端與所述放大器的第一輸出端連接，所述調(diào)零電路的第二輸出端與所述放大器的第二輸出端連接。11.根據(jù)權利要求10所述的信號處理電路，其特征在于，在正極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路從所述放大器的第一輸出端汲取電流，或者向所述放大器的第二輸出端注入電流， 在負極性漂移電壓的情形下，所述調(diào)零電路向所述放大器的第一輸出端注入電流，或者從所述放大器的第二輸出端汲取電流。12.根據(jù)權利要求11所述的信號處理電路，其特征在于，所述調(diào)零電壓包括: 至少一個電流源；以及 至少一個開關，分別與所述至少一個電流源中的一個電流源串聯(lián)連接， 所述至少一個電流源經(jīng)由所述至少一個開關提供所述補償電流。13.根據(jù)權利要求12所述的信號處理電路，其特征在于，還包括:控制器，所述控制器與所述調(diào)零電路連接，用于控制所述至少一個電流源的電流大小和所述至少一個開關的動作。14.根據(jù)權利要求12所述的信號處理電路，其特征在于，所述至少一個電流源包括第一至第四電流源，所述至少一個開關包括第一至第四開關，所述第一至第四開關分別與所述第一至第四電流源串聯(lián)連接， 其中，所述第一電流源經(jīng)由所述第一開關連接至所述放大器的第一輸出端，用于在所述第一開關閉合時提供第一方向的電流， 所述第二電流源經(jīng)由所述第二開關連接至所述放大器的第二輸出端，用于在所述第二開關閉合時提供第一方向的電流， 所述第三電流源經(jīng)由所述第三開關連接至所述放大器的第一輸出端，用于在所述第三開關閉合時提供第二方向的電流， 所述第四電流源經(jīng)由所述第四開關連接至所述放大器的第二輸出端，用于在所述第四開關閉合時提供第二方向的電流， 所述第一方向的電流用于向所述調(diào)零電路的外部注入電流，所述第二方向的電流用于從所述調(diào)零電路的外部汲取電流。15.根據(jù)權利要求14所述的信號處理電路，其特征在于，所述調(diào)零電路通過選擇不同的開關來獲得不同方向的補償電流。16.根據(jù)權利要求14所述的信號處理電路，其特征在于，所述調(diào)零電路通過調(diào)節(jié)電流源的電流大小來獲得不同大小的補償電壓。17.根據(jù)權利要求12所述的信號處理電路，其特征在于，所述至少一個電流源分別包括: 參考電流源；以及 所述參考電流源的第一鏡像電流源和第二鏡向電流源， 其中，所述第一鏡像電流源包括多個并聯(lián)的第一支路，每個第一支路包括彼此串聯(lián)連接第一子電流源和子第一開關，所述第二鏡像電流源包括多個并聯(lián)的第二支路，每個第二支路包括彼此串聯(lián)連接第二子電流源和第二子開關。18.根據(jù)權利要求17所述的信號處理電路，其特征在于，所述至少一個電流源通過選擇不同的子開關來獲得不同方向和/或大小的補償電流。
【文檔編號】G05B19/042GK205450659SQ201521142129
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】葛康康, 周小爽, 胡鐵剛, 李石亮
【申請人】杭州士蘭微電子股份有限公司