[發明專利]用于電容性微機械超聲換能器的接收和發射電路

有效

• 申請號: 201510583881.9
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN105425227B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: A·D·萊昂內;D·U·吉祖;F·夸利亞
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G01S7/523
• 分類號: G01S7/523
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張寧

1.一種電子設備，包括：

發射器，配置用于在發射階段期間產生用于換能器的第一節點的激勵信號，所述換能器的第二節點耦合至偏置電壓端子；

接收器，包括具有輸入端子并且根據放大器偏置電壓而被偏置的電荷放大器；以及

開關電路裝置，被配置用于接收所述放大器偏置電壓并且：

在預充電階段期間基于所述放大器偏置電壓產生預充電偏置電壓；

在接收階段期間將所述接收器耦合至所述第一節點；以及

在所述發射階段期間將所述接收器從所述第一節點去耦。

2.根據權利要求1所述的設備，包括：

去耦電路裝置，耦合在所述發射器的輸出端子與所述第一節點之間并且被配置用于在所述接收階段期間將所述發射器從所述第一節點去耦；以及

發射器偏置電路裝置，耦合至所述輸出端子并且被配置用于在所述接收階段期間將所述輸出端子的電壓設置至參考電壓值。

3.根據權利要求2所述的設備，其中，所述去耦電路裝置包括反向并聯配置的二極管的配對，所述二極管的配對被連接在所述輸出端子與所述第一節點之間并且在所述接收階段期間被偏置。

4.根據權利要求2所述的設備，其中，所述發射器偏置電路裝置包括開關和高阻抗元件，串聯連接在所述輸出端子與被設置在所述參考電壓的線路之間，所述發射器偏置電路裝置的開關被配置用于在所述發射階段期間斷開并且在所述接收階段期間閉合。

5.根據權利要求1所述的設備，其中，所述開關電路裝置包括中間節點并且被配置用于在所述預充電階段期間將所述中間節點充電至所述預充電偏置電壓以及在所述接收階段期間將所述放大器輸入端子耦合至所述中間節點。

6.根據權利要求5所述的設備，其中，所述開關電路裝置包括：

第一開關，被配置用于將所述第一節點選擇性地耦合至所述中間節點；

第二開關，被配置用于將所述中間節點選擇性地耦合至所述電荷放大器的所述輸入端子；

偏置電壓發生器，耦合至所述中間節點并且被配置用于基于所述放大器偏置電壓產生所述預充電偏置電壓；以及

第三開關，耦合在參考電壓端子與所述偏置電壓發生器之間并且被配置用于在所述預充電階段期間選擇性地激活所述偏置電壓發生器。

7.根據權利要求6所述的設備，其中，

所述接收器包括被配置用于接收所述放大器偏置電壓并且提供偏置電流的偏置電流發生器，其中所述電荷放大器被配置為基于所述偏置電流在所述電荷放大器的輸入端子上產生工作電壓；以及

所述偏置電壓發生器包括：預充電電流發生器，耦合至所述偏置電流發生器并且被配置用于提供預充電電流，其中所述偏置電壓發生器被配置為基于所述預充電電流在所述中間節點上提供所述預充電偏置電壓，所述預充電偏置電壓與所述工作電壓具有預設關系。

8.根據權利要求7所述的設備，其中，

所述電荷放大器包括第一晶體管，耦合至所述偏置電流發生器以接收所述偏置電流并且具有耦合至所述電荷放大器的輸入端子的控制端子，以及第一長寬比；以及

所述偏置電壓發生器包括耦合在所述中間節點與所述預充電電流發生器之間的第四開關，以及耦合至所述預充電電流發生器以接收所述預充電電流的第二晶體管，所述預充電電流經由鏡像比而相對于所述偏置電流成鏡像，所述第二晶體管具有耦合至所述中間節點的控制端子以及第二長寬比，其中所述第二長寬比是所述第一長寬比的倍數，所述倍數取決于所述鏡像比。

9.根據權利要求1所述的設備，其中，所述電荷放大器包括耦合在所述電荷放大器的輸出端子與所述電荷放大器的所述輸入端子之間的反饋電容器。

10.根據權利要求1所述的設備，其中，所述發射器工作在第一電壓并且所述接收器工作在低于所述第一電壓的第二電壓，以及所述開關電路裝置被配置用于保護所述接收器級免受所述發射器級中的所述第一電壓的影響。