[實用新型]一種可調節零偏的壓力傳感器信號讀出電路

有效

• 申請號: 201620132792.2
• 申請日: 2016-02-22
• 公開（公告）號: CN205389200U
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 劉德珩;葛光
• 申請（專利權）人: 武漢市聚芯微電子有限責任公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12;H03M1/08;H03F1/26
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 宋業斌

技術領域

本實用新型屬于集成電路領域，更具體地，涉及一種可調節零偏的壓 力傳感器信號讀出電路。

背景技術

壓力傳感器在消費、工業、汽車等領域有廣泛應用。一個壓力傳感器 一般由一個壓力敏感器件和信號讀出電路組成。該壓力敏感器件產生一個 和所測壓強相關的一個微小電壓，信號讀出電路把這個微小電壓轉換成數 字信號輸出。圖1所示為經典的壓力傳感器信號讀出電路的一種實現方式， 主要包括斬波穩定儀表放大器、開關電容放大器和模數轉換器。斬波穩定 儀表放大器放大壓力敏感器件產生微小電壓，其輸出的高頻分量被開關電 容放大器濾除。模數轉換器把開關電容放大器的輸出電壓轉換成數字信號 輸出。

在一些特定應用中(比如氣壓高度計)，待測信號為30kPa-110kPa， 典型的MEMS壓力敏感器件產生幾毫伏到幾十毫伏的微小電壓。該微小電 壓經過前級放大器的若干倍放大后產生一個幾十毫伏到幾百毫伏的電壓， 放大倍數由后級模數轉換器所能接受的最大輸入信號幅度決定。因為輸入 到模數轉換器的只是一個正的差分電壓，本可以接受負的差分電壓輸入的 模數轉換器的動態范圍相當于損失了一半。

實用新型內容

針對現有技術的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種高精度、低噪 聲、可調節增益和零偏的壓力傳感器信號讀出電路。

本實用新型提供了一種可調節零偏的壓力傳感器信號讀出電路，包括 斬波穩定儀表放大器、模數轉換器和連接在斬波穩定儀表放大器的輸出端 與模數轉換器的輸入端之間的開關電容放大器。所述開關電容放大器包括 運算放大器G、第一放大電容C_2A、第二放大電容C_2B、所述第一開關K_1A、 所述第二開關K_1B、第三采樣電容C_3A、第四采樣電容C_3B和第二斬波器CH₂； 所述運算放大器G的正相輸入端與所述斬波穩定儀表放大器的輸出負端連 接，所述運算放大器G的反相輸入端與所述斬波穩定儀表放大器的輸出正 端連接；所述第一放大電容C_2A連接在所述運算放大器G的正相輸入端與 所述運算放大器G的輸出負端之間，所述第一開關K_1A與所述第一放大電 容C_2A并聯連接；所述第二放大電容C_2B連接在所述運算放大器G的反相 輸入端與所述運算放大器G的輸出正端之間，所述第二開關K_1B與所述第 二放大電容C_2B并聯連接；所述第三采樣電容C_3A的一端連接至所述運算放 大器G的正相輸入端，所述第四采樣電容C_3B的一端連接至所述運算放大 器G的反相輸入端，所述第三采樣電容C_3A的另一端和所述第四采樣電容 C_3B的另一端通過所述第三開關K4與參考電壓V_REF連接。

更進一步地，開關電容放大器還包括第一采樣電容C_1A和第二采樣電 容C_1B；所述第一采樣電容C_1A連接在所述運算放大器G的正相輸入端與所 述斬波穩定儀表放大器的輸出負端之間，所述第二采樣電容C_1B連接在所述 運算放大器G的反相輸入端與所述斬波穩定儀表放大器的輸出正端之間； 所述斬波穩定儀表放大器包括第一斬波器CH₁和運算放大器1A，所述運算 放大器1A的正相輸入端和反相輸入端通過所述第一斬波器CH₁與輸入電壓 V_IN連接；所述運算放大器1A的第一輸出端作為所述斬波穩定儀表放大器 的輸出負端，所述運算放大器1A的第二輸出端作為所述斬波穩定儀表放大 器的輸出正端。