信号处理电路和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术，更具体地，涉及信号处理电路和方法。
【背景技术】
[0002]信号处理电路自身的性能对传感器的检测能力有着重要的影响。传感器和/或信号处理电路的零点漂移可能导致传感器的检测灵敏度和精度降低。零点漂移是指在传感器的输入信号为零时，输出信号偏离固定值而漂移。零点漂移可能由多种原因造成，例如传感器和/或集成电路的制造工艺、电路结构本身的属性、电源电压波动、温度变化等。
[0003]现有的信号处理电路抑制零点漂移的措施包括采用经过老化的元器件、改善电源稳定性、以及利用调零电路减轻或消除零点漂移。调零电路的工作原理包括烧断电阻方法、开关电容方法、失调电压带电流方法、以及数字消除方法等。然而，现有的调零电路要么结构太复杂，要么精度达不到要求，而且只能消除惠斯通电桥上的零点漂移，不能消除放大器的零点漂移。
[0004]图1示出根据现有技术的信号处理电路的示意性电路图。该信号处理电路包括用于提供源信号的信号源110、用于对信号源进行调零的调零电路120、用于对源信号进行放大的放大器130、用于将补偿后的信号转变成数字信号的模数转换器(ADC)140、以及根据数字信号产生控制逻辑信号的数字信号处理器150。
[0005]该调零电路120连接至信号源110的输出端，从而只能针对信号源110的输出信号，也即源信号抑制零点漂移。放大器130自身的零点漂移仍然会导致经过放大的源信号产生误差。
[0006]因此，期望进一步改进信号处理电路的设计，使得调零电路可以抑制电路的多个不同电路模块的零点漂移。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种可以抑制多个电路模块的零点漂移的信号处理电路及方法。
[0008]根据本发明的一方面，提供一种信号处理电路，包括:信号源，用于提供源信号;放大器，与所述信号源连接，对所述源信号进行放大;调零电路，与所述放大器连接，对放大后的信号进行补偿;模数转换器，与所述放大器和所述调零电路连接，将所述补偿后的信号转变成数字信号；以及数字信号处理器，与所述模数转换器连接，用于对所述数字信号进行运算处理，其中，所述调零电路连接在所述放大器的输出端并且在放大器的输出端提供补偿电流，从而抑制所述信号源的零点漂移和所述放大器的零点漂移。
[0009]优选地，所述调零电路将所述补偿电流施加至所述放大器输出端的输出阻抗，以抬高或拉低输出端的电位。
[0010]优选地，所述信号源包括传感器，所述源信号是传感器信号。
[0011]优选地，所述信号源包括惠斯通电桥，所述传感器位于所述惠斯通电桥的至少一个桥臂上。
[0012]优选地，所述传感器包括对温度、压力、载荷、应变、加速度、位移中的至少一种物理量敏感的传感器元件。
[0013]优选地，所述放大器具有输出端，从而在所述输出端提供放大器的输出信号。
[0014]优选地，所述调零电路具有用于提供补偿电流的输出端，所述调零电路的输出端与所述放大器的输出端连接。
[0015]优选地，在正极性漂移电压的情形下，所述调零电路从所述放大器的输出端汲取电流，在负极性漂移电压的情形下，所述调零电路向所述放大器的输出端注入电流。
[0016]优选地，所述放大器具有第一输出端和第二输出端，所述第一输出端为高电位端，所述第二输出端为低电位端，从而在所述第一输出端和所述第二输出端之间提供放大器的输出信号。
[0017]优选地，所述调零电路具有分别用于提供第一补偿电流的第一输出端以及提供第二补偿电流的第二输出端，所述调零电路的第一输出端与所述放大器的第一输出端连接，所述调零电路的第二输出端与所述放大器的第二输出端连接。
[0018]优选地，在正极性漂移电压的情形下，所述调零电路从所述放大器的第一输出端汲取电流，或者向所述放大器的第二输出端注入电流，在负极性漂移电压的情形下，所述调零电路向所述放大器的第一输出端注入电流，或者从所述放大器的第二输出端汲取电流。
[0019]优选地，所述调零电压包括:至少一个电流源；以及至少一个开关，分别与所述至少一个电流源中的一个电流源串联连接，所述至少一个电流源经由所述至少一个开关提供所述补偿电流。
[0020]优选地，所述源信号信号处理电路还包括:控制器，所述控制器与所述调零电路连接，用于控制所述至少一个电流源的电流大小和所述至少一个开关的动作。
[0021]优选地，所述至少一个电流源包括第一至第四电流源，所述至少一个开关包括第一至第四开关，所述第一至第四开关分别与所述第一至第四电流源串联连接，其中，所述第一电流源经由所述第一开关连接至所述放大器的第一输出端，用于在所述第一开关闭合时提供第一方向的电流，所述第二电流源经由所述第二开关连接至所述放大器的第二输出端，用于在所述第二开关闭合时提供第一方向的电流，所述第三电流源经由所述第三开关连接至所述放大器的第一输出端，用于在所述第三开关闭合时提供第二方向的电流，所述第四电流源经由所述第四开关连接至所述放大器的第二输出端，用于在所述第四开关闭合时提供第二方向的电流，所述第一方向的电流用于向所述调零电路的外部注入电流，所述第二方向的电流用于从所述调零电路的外部汲取电流。
[0022]优选地，所述调零电路通过选择不同的开关来获得不同方向的补偿电流。
[0023]优选地，所述调零电路通过调节电流源的电流大小来获得不同大小的补偿电压。
[0024]优选地，所述至少一个电流源分别包括:参考电流源；以及所述参考电流源的第一镜像电流源和第二镜向电流源，其中，所述第一镜像电流源包括多个并联的第一支路，每个第一支路包括彼此串联连接第一子电流源和子第一开关，所述第二镜像电流源包括多个并联的第二支路，每个第二支路包括彼此串联连接第二子电流源和第二子开关。
[0025]优选地，所述至少一个电流源通过选择不同的子开关来获得不同方向和/或大小的补偿电流。
[0026]根据本发明的另一方面，提供一种源信号处理方法，包括:从信号源获得源信号；采用放大器放大所述源信号；在所述放大器的输出端提供补偿电流，从而抑制所述信号源的零点漂移和所述放大器的零点漂移；以及将所述补偿后的信号转变成数字信号。
[0027]优选地，所述放大器在输出端提供输出信号，所述补偿电流施加至所述放大器的输出阻抗，以抬高或拉低放大器的输出端的电位，从而至少部分抵消漂移电压。
[0028]优选地，在正极性漂移电压的情形下，所述调零电路从所述放大器的输出端汲取电流，在负极性漂移电压的情形下，所述调零电路向所述放大器的输出端注入电流。
[0029]优选地，所述放大器在第一输出端和第二输出端之间提供差信号，其中所述第一输出端是高电位端，所述第二输出端是低电位端，所述补偿电流施加至所述放大器的输出阻抗，以抬高或拉低第一输出端和第二输出端至少之一的电位，从而至少部分抵消漂移电压。
[0030]优选地，在正极性漂移电压的情形下，所述调零电路从所述放大器的第一输出端汲取电流，或者向所述放大器的第二输出端注入电流，在负极性漂移电压的情形下，所述调零电路向所述放大器的第一输出端注入电流，或者从所述放大器的第二输出端汲取