[发明专利]具有偏移校准的稳压器

说明书

本发明题为具有偏移校准的稳压器。一种轨至轨稳压器可能需要偏移电流以便支持工作电极处的双向工作电极电流。该偏移电流可提高对由双斜率模数转换器制成的工作电极电流的测量结果，尤其是当工作电极电流较小时，但如果不进行正确校准，也可能导致不准确(例如，由于温度系数而导致不准确)。因此，公开了双向稳压器，该双向稳压器可被配置为用于测量工作电极电流的正常配置或用于测量(即，校准)偏移电流的校准配置。可重新配置性允许根据需要、按计划或根据用户指定来进行校准。可重新配置性还可允许在校准期间保持工作电极电压和工作电极电流，使得使用耦接到双向稳压器的电池的电化学实验不受校准的影响。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年9月17日提交的美国专利申请16/948409的优先权，该申请要求于2020年2月21日提交的美国临时申请号62/979692的权益。

技术领域

本公开涉及用于电化学仪器的电子设备，并且更具体地，涉及一种具有偏移校准电路的双向稳压器。

背景技术

化学实验可使用电化学电池(即，电池)，该电化学电池被配置为基于化学反应来生成电信号(例如，电流)。电池的工作电极可耦接到稳压器电路(即，稳压器)。稳压器被配置为(i)设定/保持工作电极上的电压，以及(ii)测量工作电极处流入或流出电池的工作电极电流(iwe)。在一些应用(例如，葡萄糖感测)中，工作电极电流可近似于微微安(pA)，这可能难以准确地感测。造成该困难的一个原因是，为了提高用于测量工作电极电流的传感器的线性度并且允许对工作电极电流的双向测量，向工作电极电流添加了偏移电流。在没有校准的情况下，偏移电流的变化可对应于感测工作电极电流的误差。

发明内容

在至少一个方面，本公开总体描述了一种用于测量工作电极电流的方法。该方法包括使用耦接到工作电极的稳压器生成第一输出电流。第一输出电流包括工作电极电流分量和偏移电流分量。该方法还包括将第一输出电流转换为第一数字字，并且使用存储器中存储的校准因子来修改该第一数字字，以获得工作电极电流的测量结果。该方法还包括检测校准事件。该方法还包括执行校准。执行校准包括重新配置稳压器以供校准。校准还包括使用重新配置的稳压器来生成第二输出电流。第二输出电流包括偏移电流分量并且不包括工作电极电流。校准还包括将第二输出电流转换为第二数字字，并且根据该第二数字字来创建/更新存储器中存储的校准因子。

在另一方面，本公开总体描述了一种双向稳压器，该双向稳压器可被配置为正常配置或校准配置。双向稳压器包括前端部，该前端部包括耦接到工作电极的第一反馈放大器以及不耦接到工作电极的副本(replica)反馈放大器。在正常配置中，第一反馈放大器耦接到感测和数字化部(即，感测/数字化部)，并且副本反馈放大器与感测/数字化部解耦。在校准配置中，第一反馈放大器与感测/数字化部解耦，并且副本反馈放大器耦接到感测/数字化部。

在可能的实施方式中，双向稳压器包括电流输送部，该电流输送部耦接在前端部与感测和数字化部之间。电流输送部可包括第一电流镜和第二电流镜。第一电流镜和第二电流镜可为共源共栅电流镜，并且/或者它们可各自包括斩波器。