[發明專利]用于校正惠斯通電橋的電壓偏移的設備

有效

• 申請號: 201810982014.6
• 申請日: 2015-09-21
• 公開（公告）號: CN109101068B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: T·馬松;S·龐塔羅洛
• 申請（專利權）人: 意法半導體（格勒諾布爾2）公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張昊

電子設備包括惠斯通電橋電路(WB)和耦合至惠斯通電橋電路(WB)并被配置為校正惠斯通電橋(WB)的輸出電壓的偏移的校正電路(CC)。校正電路(CC)包括輸入接口(7)、供電模塊(1)和數字/模擬電流轉換器(DAC)，輸入接口用于接收第一電壓，供電模塊被配置為向惠斯通電橋電路(WB)提供從第一電壓中得到并具有從屬于惠斯通電橋電路(WB)的電阻器的當前值的第一電流(I1)的第二電壓并且被配置為形成與第一電流(I1)成比例的第二電流(I2)，數字/模擬電流轉換器(DAC)被配置為基于數字校正信號(DCS)和第二電流(I2)向所述惠斯通電橋電路(WB)的輸出(2,3)傳送校正電流。

本申請是申請日為2015年09月21日、申請號為201510604167.3、發明名稱為“用于校正惠斯通電橋的電壓偏移的設備”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例涉及惠斯通電橋電路，并且更具體地涉及它們的電壓偏移的校正。

本發明尤其應用于惠斯通電橋傳感器，其用于測量例如低速時的物理現象(諸如壓力、溫度、氣體檢測等)。

背景技術

惠斯通電橋傳感器通常包括惠斯通電橋電路和用于放大惠斯通電橋的輸出電壓的高阻前置放大器，其中惠斯通電橋的輸出電壓與惠斯通電橋的供電電壓成比例。

然而，這種類型的惠斯通電橋傳感器的全規格輸出電壓通常非常低，例如從10至50mV/V。然后，在前置放大器的輸入信號(即惠斯通電橋的輸出信號)的任選數字轉換和偏移校正之前要求高精度前置放大。

這種偏移可以是由于惠斯通電橋的電阻器的失配或溫度變化，并且可以是與全規格輸出電壓相同的幅度等級(例如從10至30mV/V)。從而，需要盡可能地避免放大惠斯通電橋的輸出信號的這種偏移。

此外，由于低速物理值的典型通頻帶通常為從0.1至100Hz，所以期望具有盡可能低的噪聲等級。

發明內容

一個實施例提供了一種用于校正惠斯通電橋的電壓偏移的設備，其與放大器鏈的增益無關，同時確保偏移校正跟隨惠斯通電橋的供電電壓的可能變化以及作為溫度的函數的惠斯通電橋的電阻器的值的可能變化。

另一實施例提供了一種對放大器鏈的1/f噪聲不敏感的偏移校正。

一種可能的解決方案提供了

-利用電流源和跟隨放大器來驅動惠斯通電橋以復制供電電壓或者從惠斯通電橋自身上的供電電壓得到的電壓，

-生成與通過電流源傳送的電流成比例的第二電流并將第二電流用作數字/模擬電流轉換器的參考電流，以及

-例如在校準階段基于數字校準信號調整轉換器的輸出電流以盡可能消除電壓偏移。

因此，一個方面提供了一種電子設備，其包括惠斯通電橋電路以及耦合至惠斯通電橋電路并被配置校正惠斯通電橋的輸出電壓的偏移的校正電路。

根據該方面的一個一般特性，校正電路包括：輸入接口，用于接收第一電壓；供電模塊，被配置為向惠斯通電橋電路提供從第一電壓中抽取的第二電壓以及從屬于惠斯通電橋電路的電阻器的當前值的第一電流并且被配置為形成與第一電流成比例的第二電流；以及數字/模擬轉換器，被配置為基于數字校正信號和第二電流向惠斯通電橋電路的輸出傳送校正電流。

第二電壓可以基本等于第一電壓或者基本與第一電壓成比例。

第一電流通常與惠斯通電橋電路的電阻器的當前值成反比。為此，以這種方式從屬的第一電流可以跟隨作為溫度的函數的惠斯通電橋電路的電阻器的可能變化。

此外，數字/模擬轉換器例如包括用于接收第二電流的第一轉換器輸入、用于接收數字校正信號的第二轉換器輸入以及耦合至惠斯通電橋電路的兩個輸出以傳輸所述校正電流的差分電流輸出。