电流转电压电路的制作方法

本公开的实施例涉及集成电路，具体地，涉及电流转电压电路。

背景技术：

1、在控制系统中，经常会对电流进行测量和监测。通过将电流信号转换为电压信号，可以更容易地对信号进行放大、滤波、调节等操作。

2、传统的电流转电压电路通过一个跨阻放大器来实现，如图1所示，运放的正输入端接共模电压vcom，电流iin从运放负输入端输入，输出电压vout＝vcom-iin*rcs-vos，其中rcs为转换电阻，vos为运放的输入失调电压。从上述表达式可以看到vout与共模电压vcom和运放输入失调电压vos相关，在实际应用中，想要保持vcom电压的稳定比较困难，另外，由于制作工艺的误差，同批的运放其输入失调电压vos也会不同，因此输出电压的精度会受共模电压vcom和运放输入失调电压vos的影响。

3、综上，在电流转电压的电路中，如何降低共模电压和运放输入失调电压对输出电压精度的影响是亟需解决的。

技术实现思路

1、本文中描述的实施例提供了一种电流转电压电路，为了解决如何降低共模电压和运放输入失调电压对输出电压精度的影响的问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种电流转电压电路，所述电流转电压电路包括：运放模块、共模控制电路、失调校准模块，其中，所述运放模块，被配置为将输入电流通过第一运算放大器和第二运算放大器转换为差分电压输出；所述共模控制电路，被配置为分别为所述第一运算放大器和所述第二运算放大器提供共模偏置电压；所述失调校准模块，被配置为根据电流舵数模转换器对所述运放模块的运放失调电压进行调零校准。

3、可选的，所述运放模块包括：所述第一运算放大器、所述第二运算放大器、转换电阻、第一电阻、第二电阻，其中，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器的正输入端都耦接第一共模偏置电压，所述第一运算放大器的负输入端分别耦接所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端，所述第二运算放大器的负输入端分别耦接所述输入电流、所述转换电阻的一端、第二共模偏置电压，所述第一运算放大器的输出端耦接所述第一电阻的另一端，所述第二运算放大器的输出端分别耦接所述第二电阻的另一端、所述转换电阻的另一端，所述共模偏置电压包括所述第一共模偏置电压和所述第二共模偏置电压；所述第一运算放大器的输出端输出第一输出电压，所述第二运算放大器的输出端输出第二输出电压，所述差分电压为所述第一输出电压和所述第二输出电压的差值；所述第一电阻和所述第二电阻的阻值相等。

4、可选的，所述共模控制电路包括：共模电流产生模块、第三电阻、第四电阻，其中，所述共模电流产生模块，被配置为根据电流镜输出第一电流和第二电流，所述第一电流和所述第二电流为一组共模电流；所述第三电阻，被配置为与所述第一电流产生所述第一共模偏置电压；所述第四电阻，被配置为与所述第二电流产生所述第二共模偏置电压。

5、可选的，所述共模电流产生模块包括：电流源、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管，其中，所述第一晶体管的源极、所述第二晶体管的源极、所述第三晶体管的源极都耦接电源电压，所述第一晶体管的控制极、所述第二晶体管的控制极、所述第三晶体管的控制极都耦接所述第一晶体管的漏极，所述第一晶体管的漏极还耦接所述电流源的一端，所述电流源的另一端耦接接地端，所述第二晶体管的漏极产生所述第一电流，所述第三晶体管的漏极产生所述第二电流，所述第一电流和所述第二电流都等于所述电流源的电流值。

6、可选的，所述第三电阻的一端分别耦接所述第二晶体管的漏极、所述第一运算放大器的正输入端、所述第二运算放大器的正输入端，所述第三电阻的另一端耦接所述接地端；所述第四电阻的一端分别耦接所述第三晶体管的漏极、所述第二运算放大器的负输入端，所述第四电阻的另一端耦接所述接地端。

7、可选的，所述失调校准模块包括所述电流舵数模转换器，所述电流舵数模转换器的输入为校准信号，所述电流舵数模转换器的第一输出端耦接所述第二运算放大器的负输入端，所述电流舵数模转换器的第二输出端分别耦接所述第一运算放大器的正输入端、所述第二运算放大器的正输入端，所述第一输出端输出第三电流，所述第二输出端输出第四电流，所述第三电流和所述第四电流组成差分电流。

8、可选的，所述差分电压按照下述公式计算：vop-von＝2*iin*rcs，其中，vop-von为所述差分电压、iin为所述输入电流，rcs为所述转换电阻。

9、可选的，根据所述运放失调电压与零电压的比较结果调整所述校准信号，所述运放失调电压等于所述输入电流为零时所述差分电压的电压值。

10、可选的，所述根据所述运放失调电压与零电压的比较结果调整所述校准信号包括：若所述运放失调电压大于零电压，则减小所述校准信号；若所述运放失调电压小于零电压，则增大所述校准信号；若所述运放失调电压等于零电压，则所述校准信号保持不变。

11、可选的，所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相等。

12、本公开的实施例的电流转电压电路中，通过运放模块将输入电流转换为差分电压输出，可以消除共模电压对输出电压的影响；另外通过失调校准模块对运放模块中的运算放大器的输入失调电压进行调零校准，消除了运放输入失调电压对输出电压的影响。综上，相比于现有的电流转电压电路，本公开的实施例的电流转电压电路能够不受共模电压和运放输入失调电压的影响，从而可以保证输出电压的精度。

技术特征：

1.一种电流转电压电路，其特征在于，所述电流转电压电路包括：运放模块、共模控制电路、失调校准模块，

2.根据权利要求1所述的电流转电压电路，其特征在于，所述运放模块包括：所述第一运算放大器、所述第二运算放大器、转换电阻、第一电阻、第二电阻，

3.根据权利要求2所述的电流转电压电路，其特征在于，所述共模控制电路包括：共模电流产生模块、第三电阻、第四电阻，

4.根据权利要求3所述的电流转电压电路，其特征在于，所述共模电流产生模块包括：电流源、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管，

5.根据权利要求4所述的电流转电压电路，其特征在于，所述第三电阻的一端分别耦接所述第二晶体管的漏极、所述第一运算放大器的正输入端、所述第二运算放大器的正输入端，所述第三电阻的另一端耦接所述接地端；

6.根据权利要求1所述的电流转电压电路，其特征在于，所述失调校准模块包括所述电流舵数模转换器，所述电流舵数模转换器的输入为校准信号，所述电流舵数模转换器的第一输出端耦接所述第二运算放大器的负输入端，所述电流舵数模转换器的第二输出端分别耦接所述第一运算放大器的正输入端、所述第二运算放大器的正输入端，所述第一输出端输出第三电流，所述第二输出端输出第四电流，所述第三电流和所述第四电流组成差分电流。

7.根据权利要求2所述的电流转电压电路，其特征在于，所述差分电压按照下述公式计算：

8.根据权利要求6所述的电流转电压电路，其特征在于，根据所述运放失调电压与零电压的比较结果调整所述校准信号，所述运放失调电压等于所述输入电流为零时所述差分电压的电压值。

9.根据权利要求8所述的电流转电压电路，其特征在于，所述根据所述运放失调电压与零电压的比较结果调整所述校准信号包括：

10.根据权利要求5所述的电流转电压电路，其特征在于，所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相等。

技术总结
本公开的实施例提供一种电流转电压电路，电流转电压电路包括：运放模块、共模控制电路、失调校准模块，其中，所述运放模块，被配置为将输入电流通过第一运算放大器和第二运算放大器转换为差分电压输出；所述共模控制电路，被配置为分别为所述第一运算放大器和所述第二运算放大器提供共模偏置电压；所述失调校准模块，被配置为根据电流舵数模转换器对所述运放模块的运放失调电压进行调零校准。解决如何降低共模电压和运放输入失调电压对输出电压精度的影响的问题。

技术研发人员：姚猛
受保护的技术使用者：圣邦微电子（北京）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17