单到差分转换电路以及模拟前端电路的制作方法
【技术领域】
[0001]在此描述的实施例涉及单到差分转换电路以及模拟前端电路。
【背景技术】
[0002]在过去，已经提出了接收差分电流并输出差分电流的差分电流镜电路。下面说明该差分电流镜电路的基本原理。该电路具有两个输入端子接收差分电流。输入到每一个输入端子的电流被划分成偏置电流和信号电流，以仅仅提取信号电流。之后，将所提取的信号电流的极性反转(将正电流转换为负的，以及将负的转换为正的)。对输入的两个电流中的每一个执行该操作。(两个)反转的信号电流从两个输出端子输出，从而产生差分电流。输出电流具有叠加在其上的偏置电流(输出偏置电流)，并且该输出偏置电流不同于输入的偏置电流。常规技术中的该电路具有两个输入端子，其中的一个可以被固定到等于输入偏置电流的电流值以从单相信号电流产生差分信号电流。
[0003]上面说明的常规技术的电路大致具有两个问题。
[0004]第一，电流消耗高。原因是，源自用于产生输出电流的处理过程。常规技术的电路从信号电流提取偏置电流，并使所提取的信号经受反转操作。之后，将反信号叠加在输出偏置电流上，从而获得输出信号。为了执行这样的操作，需要七个电流路径以用于产生差分电流。电流路径的数目直接导致消耗电流的增加。
[0005]其次，输入端子处的电阻可能取决于电路中的晶体管的器件性质(跨导)。这原因是因为串联连接的晶体管的电阻被看作其处于输入端子处。在实际情形中，晶体管的电阻是几十Ω至几百Ω，取决于器件尺寸。这可能对某些应用施加电压变化相对于电流变化的影响，这可能导致问题。
[0006]以这样的方式，常规技术的差分电流镜电路具有消耗电流增加以及输入电阻变得相对较高的问题。
【发明内容】
[0007]根据本公开的一个实施例，提供了一种单到差分转换电路，包括:划分器电路，用于接收包含DC分量和AC分量的输入电流，以及将所述输入电流划分以产生第一电流和第二电流；第一偏置电流发生器，用于产生第一偏置电流；第一输出端子，用于根据所述第一电流和所述第一偏置电流之间的差输出第一输出电流；电流产生电路，用于基于所述第二电流产生第三电流，所述第三电流具有与所述第二电流相反的符号；第二偏置电流发生器，用于产生第二偏置电流；以及第二输出端子，用于根据所述第三电流和所述第二偏置电流之间的差输出第二输出电流。
[0008]根据本公开的另一个实施例，提供了一种模拟前端电路，包括:如前所述的单到差分转换电路；积分电路，包括第一电容性元件和第二电容性元件，用于累积从所述单到差分转换电路的所述第一输出端子和第二输出端子输出的所述第一输出电流和所述第二输出电流；开关，电连接在所述第一输出端子和所述第二输出端子之间；以及控制电路，用于控制所述开关。
【附图说明】
[0009]图1是根据第一实施例的单到差分转换电路的框图；
[0010]图2是示出图1中的电路的具体示例的图；
[0011]图3是示出了图2中的电路中的每一个元件或路径中的示例性电流的图；
[0012]图4的⑷和图4的⑶是示出了电流源的示例性配置的图；
[0013]图5是根据第二实施例的单到差分转换电路的框图；
[0014]图6是示出了根据第二实施例的单到差分转换电路的具体示例的图；
[0015]图7是示出了图6中的电路中的每一个元件或路径中的示例性电流的图；
[0016]图8是根据第二实施例的单到差分转换电路的另一示例性电路图；
[0017]图9是示出了偏置电流调节器的具体示例的图；
[0018]图10是根据第三实施例的单到差分转换电路的框图；
[0019]图11是示出了输入电阻的图；
[0020]图12是示出了根据第三实施例的单到差分转换电路的具体示例的图；
[0021]图13是示出了根据第四实施例的模拟前端电路的图；
[0022]图14是示出了电流输入积分电路的具体示例的图；
[0023]图15是示出了根据第四实施例的模拟前端电路的具体示例的图；
[0024]图16是示出了根据第四实施例的模拟前端电路的另一具体示例的图；
[0025]图17是示出了输入信号和控制信号的操作时序的图；
[0026]图18是示出了根据第四实施例的模拟前端电路的又一具体示例的图；以及
[0027]图19是示出了根据第五实施例的模拟前端电路的图。
【具体实施方式】
[0028]根据一个实施例，提供了一种单到差分转换电路，包括:划分器电路、第一偏置电流发生器、第一输出端子、电流产生电路、第二偏置电流发生器以及第二输出端子。
[0029]划分器电路接收包括DC分量和AC分量的输入电流，并划分该输入电流以产生第一电流和第二电流。
[0030]第一偏置电流发生器产生第一偏置电流。
[0031]第一输出端子输出取决于第一电流和第一偏置电流之间的差的第一输出电流。
[0032]电流产生电路基于第二电流产生第三电流，第三电流具有与第二电流相反的符号。
[0033]第二偏置电流发生器产生第二偏置电流。
[0034]第二输出端子输出取决于第三电流和第二偏置电流之间的差的第二输出电流。
[0035]下面，参考附图给出本发明的实施例的说明。
[0036](第一实施例)
[0037]图1示出了根据第一实施例的单到差分转换电路的框图。
[0038]图1中的单到差分转换电路包括:划分器电路101，偏置电流发生器1，偏置电流发生器2，电流产生电路(电流镜电路)102。
[0039]该单到差分转换电路使用外部电路产生的电流作为输入。所述外部电路例如是这样的电路，其基于从感测设备读出的值产生电流。该电流是这样的电流，其具有其上叠加了作为AC分量的信号电流的作为DC分量的基电流。该电流是单相的，所述单到差分转换电路是将相关的单相输入电流转换成差分电流的电路。
[0040]划分器电路101经由输入端子Tl从外部电路接收单相输入电流。划分器电路101划分从外部电路接收的输入电流以产生第一电流和第二电流。划分器电路101从不同输出端子分别输出第一和第二电流。第一电流从一个输出端子输出，第二电流从另一个输出端子输出。
[0041]从一个输出端子输出的第一电流被提供到输出端子T2，从另一个输出端子输出的第二电流被输入到电流产生电路(电流镜电路)102的输入端子。
[0042]偏置电流发生器I产生第一偏置电流以用于移除所述第一电流中包含的DC分量。
[0043]第一输出端子T2与划分器电路101的输出端子中的一个以及偏置电流发生器I的源电压侧上的端子连接。第一输出端子T2输出划分器电路101所产生的第一电流和偏置电流发生器I所产生的第一偏置电流之间的差作为第一输出电流。具体地，通过从输入电流(第一电流)减去第一偏置电流取出正侧上的信号电流(第一输出电流)。换而言之，正侧信号电流被直接从第一电流取出。
[0044]注意，在该实施例中，正侧表示电流相对于输出侧负载(例如，稍后说明的图13中所示的电流输入积分电路)流动的方向，而负侧表示电流被抽取的方向。然而，正和负侧可以被定义为与上述相反的方向。
[0045]电流镜电路102的输入端子接收从划分器电路101输入的第二电流。电流镜电路102是根据从划分器电路101输入的第二电流产生极性与第二电流相反的电流(第三电流)的电流产生电路。所述第二电流被以地用作参考地电流镜像，以便允许获得所述电流(第三电流)，其中该电流方向变为抽取方向。电流镜电路102例如以预定的倍率复制从划分器电路101输入的第二电流。
[0046]偏置电流发生器2产生第二偏置电流以用于移除电流镜电路102复制的电流中包含的DC分量。
[0047]第二输出端子T4与偏置电流发生器2的地侧上的端子以及电流镜电路102的输出端子连接，并输出作为电流镜电路102复制的电流和第二偏置电流之间的差的第二输出电流。
[0048]以这样的方式，从划分器电路101划分的第二电流被复制，并且其符号被在电流镜电路102中转换，相关的电流与偏置电流发生