[发明专利]模拟前端补偿

说明书

相关申请

本申请要求2012年11月30日提交的题目为“APT AFE1(LEAK)AND V(OS)COMPENSATION”的美国临时专利申请N0.61/731786的优先权和权益，其全部内容在此通过参考被引入。

附图说明

相应的附图被引入，其为说明书的一个组成部分，其与说明内容结合在此描述了一个或多个实施例，并对这些实施例进行解释。在附图中：

图1示出了一个带有感测元件的模以前端(AFE)电路的第一操作阶段的例子；

图2示出了一个带有感测元件的AFE电路的第二操作阶段的例子；

图3示出了一个带有感测元件的AFE电路的第三操作阶段的例子；

图4示出了一个带有感测元件的AFE电路的第四操作阶段的例子；

图5示出了一个带有感测元件的AFE电路的第五操作阶段的例子；

图6示出了与关于感测元件的AFE电路的操作阶段相关的时间轴；和

图7示出了一个可关于感测元件的AFE电路执行以补偿一个或多个寄生分量的操作。

详细说明

下面的详细描述中涉及到相应的附图。不同附图中相同的附图标记代表了相同或类似的元件。同样，下述详细描述并不限制本发明的范围。

压力传感器可以包括两个主要部分：1)一感测元件，其受到某一特性(例如，压力)的影响，和2)电路(例如，电子电路)。所述感测元件可以包括例如，一对构成电容器的平行板。一个板可以被固定至陶瓷隔膜上，其可响应于被感测元件测得的特性而弯曲。另一块板可以通过一刚性玻璃绝缘层与陶瓷基片附着，其对所述特性的变化不敏感。随着所述特性的变化，所述隔膜产生弯曲，且电容板之间的距离也会改变。

这种陶瓷感测元件(CSE)的设计可以制造出一种电容器，其可以基于感测元件所测量的特生而改变。例如，如果感测元件测得了压力，则感测元件的电容将会根据施加到感测元件上的压力的变化量而改变。

转换器中的电路将测量电容并将其转换为一数值(例如，电压)。该数值可以是，例如，与被测特性成线性比例的。所述电路可以检测出由于隔膜轻微变形所导致的电容的微小变化，并产生一数值以代表该被检测出的变化。

某些寄生分量如，例如，偏移电压(V(os))和/或泄漏电流(I(leak))可能会影响电路产生的数值的精度。这些寄生分量可能是由例如感测元件和/或电路引入的。

例如，假设一转换器包括了一电容性感测元件和一放大器(例如，运算放大器)，其中放大器可以基于感测元件的电容值输出电压。感测元件和/或放大器中的泄漏电流，和/或放大器引入的偏移电压将会影响转换器的精度。因此，在该例子中，对泄漏电流和/或偏移电压进行补偿是有益的，其可以提高转换器的精度。

在此介绍的技术可以用于补偿多种寄生分量如，例如，带有感测元件和相关的模拟前端(AFE)电路的转换器中的泄漏电流和/或偏移电压。补偿可以通过AFE电路的一系列操作阶段来执行。

图1示出了AFE电路100的第一操作阶段的例子。所述AFE电路100可以用于转换器中，例如，汽车压力转换器(APT)。

参照图1，电路100可以包括连接至第一参考电压(Vref1)的线路110；连接至第二参考电压(Vref2)的线路112、128、134、144、154；参考电容(Cref)116；感测电容(Csen)120；连接至公共电路(例如，地电路)122的线路；连接至输出电压(Vout)的线路124、150；浮动连接126、148；开关162、164、166、168、170、172；滤波器130；输入电容(Ci)132；第一反馈电容(Ca)146；第二反馈电容(Cb)138；放大器136；连接至放大器136的输入端子的线路142；连接至第二反馈电容(Cb)138的线路140；采样和保持电容(Cs&h)152；采样和保持电压(Vs&h)160。同样在图1中，与Cref116和Csen120相应的内部泄漏电阻分别由参考电阻114(Rref)和感测电阻(Rsen)118表示。

应当指出，电路100只是可以执行在此描述的一种或多种技术的电路的一个例子，并且也可以使用与图1中所示的电路不同的电路来执行在此描述的一种或多种技术。

Vref1可以是电路100的干线电压。Vref2的电压值可能低于Vref1。例如，在一个实施例中，Vref2的电压值为Vref1的电压值的一半，即，Vref2=Vref1/2。