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。传感器或/和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，例如传感器或/和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、用于将放大的源信号转变成数字信号的数字信号处理器(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，与所述调零电路连接，将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，所述调零电路包括连接在所述放大器的输出端的电阻，通过所述电阻在所述放大器的输出信号上叠加补偿电压，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，所述信号源包括传感器。
[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压的输出端，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，所述调零电路向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，所述调零电路从所述放大器的输出端注入电流。
[0016]优选地，所述调零电路具有与所述放大器连接以接收输入信号的第一输入端和第二输入端，以及与所述模数转换器连接以提供输出信号的第一输出端和第二输出端，所述第一输入端和所述第一输出端之间形成第一信号路径，所述第二输入端和所述第二输出端之间形成第二信号路径，其中，所述输入信号是所述第一输入端和所述第二输入端之间的差信号，所述输出信号是所述第一输出端和所述第二输出端之间的差信号。
[0017]优选地，所述调零电路的所述第一输入端为高电位端，所述第二输入端为低电位端，所述调零电路在所述第一信号路径叠加与漂移电压相反极性的补偿电压，和/或在所述第二信号路径叠加与所述漂移电压相同极性的补偿电压。
[0018]优选地，所述调零电压包括:至少一个电流源;至少一个电阻；以及至少一个开关，所述至少一个电流源经由所述至少一个开关和所述至少一个电阻，从而提供所述补偿电压。
[0019]优选地，所述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。
[0020]优选地，所述调零电压包括:电流源;第一电阻串，所述第一电阻串包括所述第一信号路径上的彼此串联连接的多个第一电阻；第二电阻串，所述第二电阻串包括所述第二信号路径上的彼此串联连接的多个第二电阻；第一开关组，所述第一开关组包括连接在所述电流源和所述第一电阻串之间的多个第一开关；以及第二开关组，所述第二开关组包括连接在所述电流源和所述第二电阻串之间的多个第二开关，所述电流源经由所述多个第一开关中的选定开关，以及所述多个第一电阻中的相应第一电阻，在所述第一输入端提供电流，和/或经由所述多个第二开关中的选定开关，以及所述多个第二电阻中的相应第二电阻，在所述第二输入端提供电流，从而产生所述补偿电压。
[0021]优选地，针对正极性零漂电压，所述电流源向所述第一输入端汲取电流，和/或从所述第二输入端注入电流，针对负极性零漂电压，所述电流源从所述第一输入端注入电流，和/或向所述第二输入端汲取电流。
[0022]优选地，所述多个第一开关分别连接至所述第一电阻串中的相邻第一电阻的中间节点和所述第一输出端，从而在所述多个第一开关中的选定开关闭合时，使得电流流经从所述选定开关至所述第一输入端之间的至少一个第一电阻，以及所述多个第二开关分别连接至所述第二电阻串中的相邻第二电阻的中间节点和所述第二输出端，从而在所述多个第二开关中的选定开关闭合时，使得电流流经从所述选定开关至所述第二输入端之间的至少一个第一电阻。
[0023]优选地，所述调零电路通过选择不同的开关来获得不同极性的补偿电压。
[0024]优选地，所述调零电路通过调节电流源的电流大小和选择不同的开关来获得不同大小的补偿电压。
[0025]优选地，所述调零电路包括多个电流源和多个主开关，所述多个电流源与所述多个主开关分别连接，并且分别产生第一方向或第二方向的电流，所述第一方向的电流经由一个主开关流出相应的一个电流源，所述第二方向的电流经由一个主开关流入相应的一个电流源。
[0026]优选地，所述调零电路通过选择不同的开关来获得不同极性的补偿电压。
[0027]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;通过在所述放大器的输出端连接的电阻叠加补偿电压，补偿所述源信号，以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。
[0028]优选地，所述放大器在输出端提供输出信号，所述补偿电压施加至所述放大器的输出端，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。
[0029]优选地，在正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，在负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。
[0030]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，所述补偿包括在所述第一输出端叠加与漂移电压相反极性的补偿电压，和/或在所述第二输出端叠加与所述漂移电压相同极性的补偿电压。
[0031]优选地，通过在所述第一输出端连接第一电阻串，以及在所述第二输出端连接第二电阻串，并且通过电流源提供电流流过所述第一电阻串和所述第二电阻串中的至少一个电阻，以产生所述补偿电压。
[0032]优选地