的长宽比大比例因子K1 (例如，15)。在电流镜电路21中，提供比较电流Ie的镜像晶体管28的长宽比比提供第一反馈参考电流I _:的镜像晶体管26的长宽比大因子K2。最后，镜像晶体管41的长宽比通过比例因子K3与二极管连接的晶体管40的长宽比相关联。
[0044]在不存在输入信号(Vin=O)且零电流传送至负载Z的情况下，偏置电流IbSK1Irfbi，并且等于跟随器电流IF。从而，通过以下等式给出比较电流Ic:
[0045]Ic — I rfB2+Ib — K 31RFBl+Kl Irfbi — (K 3+Kj) Irfbi — K2Irfm
[0046]其中，K2=K3+!^
[0047]在一个实施例中，比例因子K3等于I且比例因子K2等于K i+1。此外，镜像晶体管26具有与二极管连接的晶体管25相同的长宽比。从而，主参考电流IR。和第一反馈参考电流Irfbi彼此相同。然而，关于长宽比表示的关系不认为是假设它们实际上可以被修改的必要约束。
[0048]通过上述长宽比之间的关系，在电流镜电路35的镜像晶体管41中流动的第二反馈参考电流1_等于第一反馈参考电流I _，而比较电流Ic等于K Jrfbi= (K !+I) Irfb1
[0049]当输入信号Vin为正时，跟随器晶体管10的栅极-源极电SVkf降低，引起跟随器电流If的对应降低。假设比较电流I ε和通过镜像晶体管41的第二反馈参考电流IRFB2是固定的，则作为跟随器电流If的降低的结果，偏置电流发生器11的控制端Ila上的电压趋于降低，因此发生器晶体管23的栅极-源极电压Vtise趋于增加。从而，偏置电流IB也增加，其根据输入信号Vin的幅度部分或完全地被负载Z吸收。
[0050]相反，当输入信号Vin为负时，跟随器晶体管10的栅极-源极电SVkf增加，使得跟随器电流If增加。因此，如果输入信号Vin的幅度如此要求，则偏置电流发生器11的控制端Ila上的电压趋于增加并降低偏置电流Ib，直到发生器晶体管23截止。因此，跟随器晶体管可以从负载Z吸收所有需要获取对应于输入信号Vin的输出信号V ■的电流。此外，当跟随器电流1為交高时，限制晶体管50防止比较节点18上的电压增加直到跟随器晶体管10在线性区域中作用为止。实际上，在限制操作条件下，如果输入信号的负值要求，则比较节点18上的电压被限于限制晶体管50的栅极-源极电压，因此能够进一步增加跟随器电流IF。相反，当输入信号Vin为正或者为负时，在其他操作条件下限制晶体管50截止并且不消耗能量，但是模数不充分高到将比较节点18拉至限制晶体管50本身的阈值电压之上。
[0051]所描述的感测电路2组合了 AB类放大器和基于跟随器的电路的优点。另一方面，实际上，与AB类电路相同，根据输入信号Vin的偏置电流发生器11的控制能够在需要时将大电流提供给负载Z。相反，当感测电路2必须吸收来自负载Z的电流或者必须提供适度电流时，可以降低偏置电流发生器11的电流的消耗。另一方面，与跟随器电路的情况相同，感测电路3具有非常简单的结构，其固有地不太经受噪声。此外，滤波器级22能够抑制主参考电流Ir。的波动，由此进一步提高对噪声的免疫力。
[0052]通过限制级15来表示进一步的优势，其能够使跟随器晶体管10吸收大电流而不达到临界于饱和的工作条件。
[0053]因此，感测电路2适合于驱动甚至更小的阻抗负载，保持低消耗等级和低噪声。
[0054]图4示出了结合所描述的感测电路2的电子系统100。
[0055]电子系统100可以是任何类型的电子设备，尤其是便携式和自主供电的，非限制实例诸如为蜂窝电话、便携式计算器、摄像机、照相机、多媒体读取器、用于视频游戏的便携式装置、用于计算机的运动感应用户接口或用于视频游戏的控制台、卫星导航设备。在图4的实施例中，电子系统100是蜂窝电话。
[0056]感测电路2可以结合到音频模块101的获取接口中并耦合至麦克风102。
[0057]电子系统100可以进一步包括:壳体103，碰撞传感器104刚性地与其耦合；控制单元105 ;存储器模块106 ;RF通信模块107，耦合至天线108 ;显示器110 ;拍摄设备112 ；串行连接端口 113，例如为USB端口 ；以及电池115，用于自主供电。
[0058]控制单元105与麦克风102协作，并且感测电路2例如与音频模块101交换信号。
[0059]应该注意，本发明的范围不限于需要具体具有所列出的一个设备或者所有设备作为整体的实施例。
[0060]最后，明显在不背离在所附权利要中限定的本发明的范围的情况下，可以对本文描述的感测电路和检测方法进行修改和变化。具体地，明显可以以互补方式得到感测电路，其中部件的导电性、电压和电流与所描述的相反。
【主权项】
1.一种感测电路，包括: 跟随器晶体管(10)，具有控制端(2a)、用于耦合至负载(Z)的跟随器端(2b); 偏置电流发生器(11)，耦合至所述跟随器端(2b);以及 反馈级(13)，被配置为基于所述跟随器晶体管(10)的所述控制端(2a)上的输入信号(Vin)控制所述偏置电流发生器(11)。2.根据权利要求1所述的感测电路，其中所述偏置电流发生器(11)被配置为提供偏置电流(Ib)，并且所述反馈级(13)被配置为基于所述输入信号(Vin)修改所述偏置电流(Ib)。3.根据权利要求2所述的感测电路，包括: 比较节点(18)，所述跟随器晶体管(10)被配置为向所述比较节点(18)提供跟随器电流(If);以及 参考发生器级(12)，被配置为向所述比较节点(18)提供比较电流(Ic); 所述反馈级(13)被配置为基于所述比较节点(18)处的电流平衡修改所述偏置电流(Ib)。4.根据权利要求3所述的感测电路，其中所述参考发生器级(12)被配置为向所述反馈级(13)提供第一反馈参考电流(Irfbi)，并且基于所述第一反馈参考电流(Irfbi)向所述比较节点(18)提供第二反馈参考电流(Irfb2)。5.根据权利要求4所述的感测电路，其中所述参考发生器级(12)包括: 主参考发生器(20)，被配置为提供主参考电流(IJ ;以及 第一电流镜电路(21)，耦合至所述主参考发生器(20)，用于接收所述主参考电流(Irq)并被配置为基于所述主参考电流(IJ生成所述比较电流(Ie)和所述第一反馈参考电流(Irfbi)。6.根据权利要求5所述的感测电路，其中所述反馈级(13)包括第二电流镜电路(35)，被配置为根据所述第一反馈参考电流(Irfbi)生成第二反馈参考电流(1_)。7.根据权利要求6所述的感测电路，其中: 所述第一电流镜电路(21)包括:第一二极管连接的晶体管(25)，耦合至所述主参考发生器(20)用于接收所述主参考电流(IJ ;第一镜像晶体管(27)，被配置为提供所述第一反馈参考电流(1_);以及第二镜像晶体管(28)，被配置为提供所述比较电流(Ie);以及 所述第二电流镜电路(35)包括:第二二极管连接的晶体管(40)，耦合至所述第一镜像晶体管(27)用于接收所述第一反馈参考电流(Irfbi);第三镜像晶体管(41)，被配置为向所述比较节点(18)提供所述第二反馈参考电流(Irfb2)。8.根据权利要求7所述的感测电路，其中: 所述偏置电流发生器(11)包括发生器晶体管(23)，具有的长宽比比所述第二二极管连接的晶体管(40)的长宽比大第一比例因子；以及 所述第二镜像晶体管(28)具有的长宽比比所述第一镜像晶体管(27)的长宽比大第二比例因子；以及 所述第二二极管连接的晶体管(40)和所述第三镜像晶体管(41)的相应长宽比通过第三比例因子相关联。9.根据权利要求8所述的感测电路，其中所述比较电流(Ie)大于所述偏置电流(Ib)，并且所述偏置电流(Ib)大于所述第一反馈参考电流(Irfbi)。10.根据权利要求9所述的感测电路，其中通过以下等式给出所述偏置电流(Ib): Ib — K IIrfbi 其中Ib是所述偏置电流，Irfbi是所述第一反馈参考电流，以及1^是所述第一比例因子。11.根据权利要求9或10所述的感测电路，其中通过以下等式给出所述比较电流(Ic): Ic — K 2IrFB1 其中Ic是所述比较电流，I _是所述第一反馈参考电流，以及1(2是所述第二比例因子。12.根据权利要求8至11中任一项所述的感测电路，其中所述第一比例因子、所述第二比例因子和所述第三比例因子通过以下关系来约束:K2= K !+K3 其中1是所述第一比例因子，K 2是所述第二比例因子，以及K 3是所述第三比例因子。13.根据权利要求5至12中任一项所述的感测电路，包括滤波级(22)，被配置为衰减所述主参考电流(IJ关于所述比较电流(I。)和所述第一反馈参考电流(Irfbi)的波动的效应。14.根据权利要求13所述的感测电路，其中所述滤波级(22)包括状态开关(48)，其被配置为在第一状态和第二状态之间切换，其中第一时间常数与所述第一状态相关联，不同于所述第一时间常数的第二时间常数与所述第二状态相关联。15.根据前述权利要求中任一项所述的感测电路，包括被配置为限制所述比较节点(18)上的电压的限制级(15)。16.根据权利要求15所述的感测电路，其中所述限制级(15)包括被配置为在限制操作条件下导通且在其他状态下保持截止的限制晶体管(50)。17.—种电信号换能器，包括电容式麦克风(I)以及根据前述权利要求中任一项所述的耦合至所述电容式麦克风⑴的感测电路(2)。18.—种电子系统，包括电容式麦克风(I)、根据前述权利要求1至16中任一项所述的耦合至所述电容式麦克风(I)的感测电路(2)、以及与所述感测电路(2)协作的控制单元(105)ο19.一种感测由麦克风生成的电信号的方法，包括: 将声信号转换为第一电信号(Vin)； 感测所述第一电信号(Vin);以及 基于所述第一电信号(Vin)提供第二电信号(V.); 其中感测包括: 将所述第一电信号(Vin)提供给跟随器晶体管(10)的控制端(2a)，所述跟随器晶体管(10)的跟随器端(2b)耦合至负载(Z); 基于所述第一电信号(Vin)控制耦合至所述跟随器端(2b)的偏置电流发生器(11)。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述偏置电流发生器(11)向所述跟随器端(2b)提供偏置电流(Ib)，并且控制所述偏置电流发生器(11)包括基于所述输入信号(Vin)修改所述偏置电流(Ib)。
【专利摘要】本公开涉及一种感测电路和检测麦克风生成的电信号的方法，该感测电路包括：跟随器晶体管(10)，具有控制端(2a)、用于连接至负载(Z)的跟随器端(2b)；偏置电流发生器(11)，耦合至跟随器端(2b)；以及反馈级(13)，被配置为根据跟随器晶体管(10)的控制端(2a)上的输入信号(VIN)控制偏置电流发生器(11)。
【IPC分类】H04R29/00
【公开号】CN105704633
【申请号】CN201510622806
【发明人】G·尼科利尼
【申请人】意法半导体股份有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年9月25日
【公告号】US20160173994