包括传感器驱动电路的电磁流量传感器接口的制作方法

文档序号:12591612阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于向具有励磁线圈和第一和第二感测电极的电磁流量传感器提供激励电流的装置,所述装置包括:

H桥控制电路,其被配置成将控制信号传递到H桥的第一,第二,第三和第四晶体管的相应输入端,以控制H桥的指定电流到励磁线圈的传递,所述H桥控制电路包括:

第一集成隔离电路,包括片上电感变压器,以将接收的输入信号电隔离并电感耦合到H桥,用于控制H桥的第一,第二,第三和第四晶体管中的至少一个;

开关模式电源,其被配置为提供可调节参考电压以产生由所述H桥传递到所述励磁线圈的所述指定电流;和

电流升压控制电路,其耦合到所述开关模式电源,以在所述H桥的开关周期的指定部分期间增加所述可调节参考电压,以补偿所述励磁线圈的电感emf。

2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述电流增强控制电路包括第二集成隔离电路,所述第二集成隔离电路包括片上电感变压器,以电隔离并电感耦合接收的输入信号,指示所述H的开关周期的指定部分以及H桥的开关周期的指定部分期间由H桥输送到励磁线圈的指定电流。

3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述电流提升控制电路包括:

参考电压发生器电路,提供由脉冲宽度调制(PWM)信号调制的稳定参考电压以产生PWM参考信号。

4.根据权利要求3所述的装置,其中,所述电流提升控制电路包括低通滤波器电路,接收并低通滤波提供给所述开关模式电源的跟踪输入的所述PWM参考信号,用于在H桥的开关周期的指定部分期间控制所述可调节参考电压和由H桥输送到励磁线圈的指定电流。

5.根据权利要求4所述的装置,其中,所述电流提升控制电路包括位于所述低通滤波器电路和所述开关模式电源的跟踪输入之间的缓冲放大器电路。

6.根据权利要求1所述的装置,所述装置进一步包括:

第一和第二输入,被配置为分别耦合到第一和第二电磁流量传感器电极;

第一和第二放大器,被配置为分别耦合到所述第一和第二输入,所述第一和第二放大器分别布置在单位增益电压跟随器配置中;

差分放大器电路,被耦合以接收来自所述第一和第二放大器的相应输出信号,并且输出来自所述第一和第二放大器的输出信号之间的放大差;和

模数转换器(ADC)电路,被耦合以从所述差分放大器接收所述放大的差分,并且将所述放大的差分信号转换为数字信号;和

其中,通过所述第一和第二放大器以及通过所述差分放大器,从所述第一和第二输入向所述ADC提供dc耦合的信号路径。

7.根据权利要求1所述的装置,所述装置进一步包括:

第一和第二输入,被配置为分别直接连接到第一和第二电磁流量传感器电极;

第一和第二放大器,包括结型场效应晶体管(JFET)输入端,其被配置为分别经由第一和第二输入端直接连接到第一和第二电磁流量传感器电极,所述第一和第二放大器分别布置在单位-增益电压跟随器配置;

差分放大器电路,被耦合以接收来自所述第一和第二放大器的相应输出信号,并且输出来自所述第一和第二放大器的输出信号之间的放大差;和

模数转换器(ADC)电路,其耦合以从所述差分放大器接收所述经放大差分,且将所述经放大差分信号转换为数字信号,以及其中通过所述第一和第二放大器以及通过所述差分放大器,从所述第一和第二输入向所述ADC提供dc耦合的差分信号路径,其中没有任何AC耦合电容器;和

在所述差分放大器和所述ADC之间的信号路径中的射频干扰(RFI)衰减电路,其中所述差分放大器包括集成差分放大器,其在同一集成电路上包括:

第一和第二运算放大器;和

经调整电阻器,其经布置以设定所述运算放大器的相应增益,且通过所述差分放大器提供dc耦合的差分信号路径;

耦合到所述ADC以接收所述数字信号的数字信号处理器(DSP)电路,其中所述数字信号包括电磁流量传感器信息,所述DSP电路包括有限脉冲响应(FIR)带通数字滤波器电路以调节所述电磁流量传感器信息;和

DC偏移补偿偏置电路,包括:

数模转换器(DAC)电路,其包括被配置为接收指示所述数字信号的DC偏移分量的信息并且响应于其产生模拟偏移反馈信号的输入;和

偏置电路,其被配置为在反馈装置中将所述模拟偏移反馈信号耦合到所述差分放大器的偏置电压输入,所述反馈装置减少或以其他方式补偿所述数字信号的DC偏移分量。

8.根据权利要求1所述的装置,所述装置进一步包括:

第一和第二输入,被配置为分别耦合到第一和第二电磁流量传感器电极;

仪器放大器电路,被配置为耦合到所述第一和第二输入,所述仪器放大器电路被配置为提供包括电磁流量传感器信息的单端仪器放大器输出信号;

模数转换器(ADC)电路,其被耦合以接收包括电磁流量传感器信息的仪表放大器输出信号,并且将包括电磁流量传感器信息的仪表放大器输出信号转换为数字信号;和

其中,从所述第一和第二输入通过所述仪器放大器并且到所述ADC提供dc耦合的信号路径。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置,其中,所述dc耦合的信号路径在所述dc耦合的信号路径中没有任何AC耦合电容器。

10.根据权利要求6或7中任一项所述的装置,其中所述第一和第二放大器包括具有各自的栅极输入的场效应晶体管(FET),所述栅极输入经由所述第一和第二输入直接连接到所述第一和第二流量传感器电极。

11.一种提供电磁流量传感器激励信号的方法,所述方法包括:

将控制信号传送到H桥的第一,第二,第三和第四晶体管的相应输入,以控制H桥的给励磁线圈的指定电流的传递;

使用片上电感变压器将来自所述控制信号的输入信号电隔离和电感耦合;

使用开关模式电源电路产生可调节参考电压,以提供由所述H桥传递到所述励磁线圈的所述指定电流;和

在H桥的开关周期的指定部分期间升高由H桥输送到励磁线圈的参考电压和指定电流,以补偿励磁线圈的电感emf。

12.根据权利要求11所述的方法,包括使用片上电感变压器将指示所述H桥的开关周期的指定部分的接收输入信号电隔离和电感耦合到所述开关模式电源,可调节的参考电压和在H桥的开关周期的指定部分期间由H桥传递到励磁线圈的指定电流。

13.根据权利要求11所述的方法,包括:

脉冲宽度调制参考电压以控制开关模式电源的跟踪输入,用于在H桥的开关周期的指定部分期间控制由H桥传递到励磁线圈的可调节参考电压和指定电流;和

对所述脉冲宽度调制的参考电压进行低通滤波。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法,进一步包括:

从相应的第一和第二电磁流量传感器电极接收第一和第二输入信号;

使用分别布置在单位增益电压跟随器配置中的第一和第二放大器分别缓冲所述第一和第二输入信号,以提供相应的第一和第二缓冲输入信号;

使用放大器电路放大所述第一和第二缓冲输入信号之间的差,以分别提供缓冲和放大的第一和第二输入信号;

将所述缓冲和放大的第一和第二输入信号转换成数字信号;和

其中,所述接收,缓冲,放大和转换包括通过所述第一和第二放大器并且通过所述差分放大器向所述ADC提供dc耦合的信号路径。

15.根据权利要求11至13中任一项所述的方法,进一步包括:

从相应的第一和第二电磁流量传感器电极接收第一和第二输入信号;

使用仪表放大器电路放大所述第一和第二输入信号之间的差,以提供单端放大信号;

使用模数转换器(ADC)电路来数字化,以基于所述单端放大信号产生数字信号;和

其中,所述接收和放大包括通过所述仪器放大器向所述ADC提供dc耦合的信号路径。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1