信号处理电路和方法_3

文档序号:9726740阅读:来源:国知局
且还消除放大器130的零点漂移的影响。因此,数字信号处理器140的两个输入端之间接收的电压已经消除了多个电路模块的零点漂移的影响。
[0058]图4示出根据本发明第三实施例的调零电路的示意性电路图。该调零电路具有与放大器的两个输出端相连接的第一输入端ΑΜΡ_0Ρ和第二输入端ΑΜΡ_0Ν,以及与数字信号处理器的两个输入端相连接的第一输出端ADC_IP和第二输出端ADC_IN。第一输入端ΑΜΡ_0Ρ和第二输入端ΑΜΡ_0Ν分别为高电位端和低电位端。在第一输入端ΑΜΡ_0Ρ和第一输出端ADC_IP形成第一信号路径,在第二输入端ΑΜΡ_0Ν和第二输出端ADC_IN形成第二信号路径。
[0059]该调零电路还包括第一至第四电流源Isl至Is4、第一至第四主开关A1至A4、第一电阻串、第二电阻串、第一开关组、第二开关组。第一电阻串包括在调零电路的第一输入端和第一输出端之间串联连接的多个第一电阻R11至Rln,第二电阻串包括在调零电路的第二输入端和第二输出端之间串联连接的多个第二电阻R21至R2n。第一开关组包括多个第一开关K11至Kln,第二开关组包括多个第二开关K21至K2n。第一电流源Isl先经由开关A1,然后经由多个第一开关K11至Kin分别连接至相邻的第一电阻的中间节点以及调零电路的第一输出端。第二电流源Is2先经由开关A2,然后经由多个第一开关K11至Kln分别连接至相邻的第一电阻的中间节点以及调零电路的第一输出端。第三电流源Is3先经由开关A3,然后经由多个第二开关K21至K2n分别连接至相邻的第二电阻的中间节点以及调零电路的第二输出端。第四电流源Is4先经由开关Α4,然后经由多个第二开关Κ21至Κ2η分别连接至相邻的第二电阻的中间节点以及调零电路的第二输出端。
[0060]第一至第四电流源Isl至Is4分别是可控电流源,可以在0-10的范围内提供恒定的输出电流I。由于第一至第四电流源Isl至Is4提供不同方向流动的电流,且第一输入端AMP_0P和第二输入端ΑΜΡ_0Ν为低阻端,第一输出端ADC_IP和第二输出端ADC_IN为高阻端,所以补偿电压可以双向流动,即从电流源流向低阻端,或者从低阻端流向电流源,但不会流向高阻端。如图4所示,第一电流源Isl和第三电流源Is3分别产生第一方向的电流,即从电流源流向调零电路的第一输入端和第一输出端之一。第三电流源Is3和第四电流源Is4分别产生第二方向的电流,即从调零电路的第一输入端和第一输出端之一流向电流源。
[0061]在校准模式下,信号源110中的传感器元件响应的物理量为零。例如,在传感器元件对压力敏感的情形下,则在校准模式下使得传感器元件承受零压力。如果信号源110和放大器130无零点漂移,则在放大器130的两个输出端之间的电压为零。如果信号源110和放大器130中的任一个存在着零点漂移,则在放大器130的两个输出端之间存在着漂移电压。相应地,调零电路220的第一输入端ΑΜΡ_0Ρ和第二输入端ΑΜΡ_0Ν之间存在着漂移电压。采用电压表或比较器,测量漂移电压的极性和大小。
[0062]然后,根据漂移电压的极性,选择开关组。如果漂移电压为正极性,即第一输入端ΑΜΡ_0Ρ端电压大于第二输入端ΑΜΡ_0Ν时,则第一主开关A2、第四主开关A3、第一开关组的一个开关、以及第二开关组的一个开关闭合,其余开关均断开。相反,如果漂移电压为负极性,即第一输入端ΑΜΡ_0Ρ端电压小于第二输入端ΑΜΡ_0Ν时,则第一主开关A1、第二主开关A4、第一开关组的一个开关、以及第二开关组的一个开关闭合,其余开关均断开。
[0063]根据漂移电压的大小,选择特定的开关闭合。通过控制所述多个第一开关K11至Kln和所述多个第二开关K21至K2n,可以改变第一至第四电流源Isl至Is4的流动路径和流经的电阻。由于流经的电阻不同,因而产生不同大小的补偿电压。此外,由于第一至第四电流源Isl至Is4的输出电流I可以在0-10的范围之间调节,因此,可以通过改变输出电流I的大小,也可以产生不同大小的补偿电压。在优选的实施例中,通过改变第一至第四电流源Isl至Is4的输出电流以及改变电流流经的电阻二者,以产生所需大小的补偿电压。电流源和电阻串的大小可以分别由寄存器来控制。
[0064]如果第一主开关A1、第四主开关A4、第一开关K12、以及第一开关K23闭合,其余开关均断开,则第一电流源Isl依次经由第一主开关A1、第一开关K12、第一电阻R12和第二电阻R11,向第一输入端ΑΜΡ_0Ρ注入电流Isl,第四电流源Is4依次经由第四主开关A4、第二开关K23、第二电阻R23、第二电阻R22和第二电阻R21,从第二输入端AMP_ON汲取电流Is2。因而,在调零电路220的第一输入端AMP_OP和第一输出端ADC_IP之间叠加Isl*(Rll+R12) +Is4*(R23+R22+R21)的正电压。也即,在放大器130的两个输出端之间的负极性漂移电压上叠加Isl*(Rll+R12)+Is4*(R23+R22+R21)的正电压,从而抑制负极性漂移电压。
[0065]如果第二主开关A2、第三主开关A3、第一开关K12、以及第一开关K23闭合,其余开关均断开,则第二电流源Is2依次经由第一主开关A1、第一开关K12、第一电阻R12和第二电阻R11,从第一输入端ΑΜΡ_0Ρ汲取电流II,第三电流源Is3依次经由第三主开关A3、第二开关K23、第二电阻R23、第二电阻R22和第二电阻R21,向第二输入端ΑΜΡ_0Ν注入电流Is2。因而,在调零电路220的第一输入端ΑΜΡ_0Ρ和第一输出端ADC_IP之间叠加Is2*(Rll+R12)+Is3*(R23+R22+R21)的负电压。也即,在放大器130的两个输出端之间的正极性漂移电压上叠加Is2*(Rll+R12)+Is3*(R23+R22+R21)的负电压,从而抑制正极性漂移电压。
[0066]在正常模式下,在上述的校准模式下预先选择的开关保持闭合,且第一至第四电流源Isl至Is4的输出电流I保持恒定。信号源110中的传感器元件响应外部的物理量产生源信号。放大器130对源信号进行放大,调零电路220在放大器130的两个输出端之间的输出电压上叠加补偿电压。该补偿电压不仅消除信号源110的零点漂移的影响,而且还消除放大器130的零点漂移的影响。因此,数字信号处理器140的两个输入端之间接收的电压已经消除了多个电路模块的零点漂移的影响。
[0067]应当说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0068]依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种信号处理电路,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
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