1.一种检测系统,包括:
被配置为生成电流信号的传感器,所述电流信号包括至少包括来自目标源的贡献的第一部分和/或包括来自除所述目标源之外的一个或多个源的贡献的第二部分;
电流检测模块,被配置为接收由所述传感器产生的电流信号,并产生指示所述电流信号的第一部分的数字值和/或指示所述电流信号的第二部分的数字值;和
模式开关,被配置为将所述电流检测模块设置为以第一模式、第二模式和第三模式中的一种模式操作,其中:
在第一模式中,所述电流检测模块被配置为生成指示第一部分的数字值,
在第二模式中,所述电流检测模块被配置为当来自除目标源之外的一个或多个源的贡献处于第一值范围中时,产生指示至少第二部分的数字值,以及
在第三模式中,所述电流检测模块被配置为当来自除目标源之外的一个或多个源的贡献在第二值范围中时,产生指示至少第二部分的数字值,第二值范围其具有高于所述第一值范围的上端的上端。
2.根据权利要求1所述的检测系统,其中,所述模式开关和所述目标源被同步,使得所述模式开关被配置为当所述目标源产生对所述电流信号的贡献时,将所述电流检测模块设置为在所述第一模式下操作,并且被配置为当所述目标源不产生对所述电流信号的贡献时,将所述电流检测模块设置为在所述第二模式或所述第三模式下操作。
3.根据权利要求1或2所述的检测系统,其中,所述模式开关还被配置为将所述电流检测模块设置为在第四模式下操作,
其中在所述第四模式中,所述模式开关被配置为:
在所述目标源不产生对所述电流信号的贡献的情况下,将所述电流检测模块设置为在所述第二模式下操作第一时间段,以在没有所述第一部分的情况下产生指示所述第二部分的第一数字值,
在所述目标源正在生成对所述电流信号的贡献以生成指示所述第一部分和所述第二部分的总和的第二数字值的同时,将所述电流检测模块设置为在所述第二模式下操作第二时间段,以及
电流检测模块被配置为通过从第二数字值减去第一数字值来产生指示第一部分的数字值。
4.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统,其中,在所述第二模式中,所述模式开关被配置为在第一时间间隔的持续时间内启用在所述传感器的一个或多个电容元件上的电荷累积,随后在第二时间间隔的持续时间内放电所述传感器的一个或多个电容性元件到所述电流检测模块,从而向所述电流检测模块提供脉冲电流信号。
5.根据权利要求4所述的检测系统,其中,所述传感器的一个或多个电容性元件在第一时间间隔的持续时间内累积电荷,随后在第二时间间隔的持续时间将所述传感器的所述一个或多个电容性元件放电到所述电流检测模块,从而向电流检测模块提供脉冲电流信号。
6.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统,其中,在所述第三模式中,所述模式开关被配置为在第一时间间隔的持续时间将所述传感器的电容器上的电荷维持在参考值,随后是第二时间间隔,其中模式开关被配置为释放将电容器上的电荷保持在参考值,同时使得传感器的电容器能够向电流检测模块放电,从而向电流检测模块提供脉冲电流信号。
7.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统,其中,所述传感器包括光电传感器、电容传感器、阻抗传感器、磁场传感器或压电薄膜中的一种。
8.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统,其中,对来自所述目标源的所述电流信号的贡献包括与所述电流检测模块同步的脉冲或一系列重复脉冲。
9.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统,其中,所述电流检测模块包括:
第一级,包括被配置为放大所述电流信号并产生低噪声信号的互阻放大器;
第二级,包括被配置为将低噪声信号转换为具有正振幅、负振幅和在正振幅和负振幅之间的零交叉点的交流(AC)信号的高通滤波器;
第三级,包括:
正积分放大器,其经配置以接收所述AC信号的正振幅并且在积分周期上产生正积分值;和
负积分放大器,被配置为接收所述AC信号的负幅度并且在所述积分周期上产生负积分值;和
第四级,包括至少模数转换器(ADC),其被配置为接收正和负积分值,并基于正和负积分值产生指示电流信号的第一部分的数字值和/或指示第二部分的数字值的电流信号。
10.根据权利要求9所述的检测系统,其中,所述互阻抗放大器包括具有反馈回路的运算放大器,所述反馈回路包括反馈电容器和反馈电阻器以及低通滤波器。
11.根据权利要求9或10所述的检测系统,其中,所述第一级、所述第二级和所述第三级中的至少一些组件是可编程的。
12.根据权利要求9-11的任何一个所述的检测系统,其中,所述第二级包括AC源和提供AC耦合的电容器。
13.根据权利要求9-12的任何一个所述的检测系统,其中,所述第三级包括开关,所述开关被配置为在所述过零点发生时从所述正积分放大器改变到所述负积分放大器。
14.根据权利要求13所述的检测系统,其中,所述开关的切换动作由定时器配置。
15.根据权利要求14所述的检测系统,其中,所述定时器被配置为提供与所述目标源的频率同步的时钟。
16.根据权利要求9-15的任何一个所述的检测系统,其中,所述ADC被配置为通过所述ADC从所述正积分值中减去所述负积分值。
17.根据权利要求9-16的任何一个所述的检测系统,其中,所述第四级包括被配置为从所述正积分值减去所述负积分值的差分放大器。
18.根据权利要求9-17的任何一个所述的检测系统,其中,所述第二级在所述第二模式和/或所述第三模式中被旁路。
19.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统,其中,所述目标源是同步光源。
20.根据权利要求19所述的检测系统,其中,所述同步光源的脉冲具有持续时间t,所述第二级的带宽约为1/t的量级,并且所述高通滤波器的转角频率为设置高达0.5/t。