[實用新型]開關電路及信號采集系統

有效

• 申請號: 201822089691.3
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN209170330U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 陳飛祥;趙帆;李卓;李偉江
• 申請（專利權）人: 北京集創北方科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/081
• 分類號: H03K17/081;H03K17/567
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 鄧超

本實用新型提供的一種開關電路及信號采集系統，開關電路包括第一子開關、第二子開關及電壓反饋電路，第一子開關的第一端作為開關電路的輸入端與外部設備連接、第二端與第二子開關的第一端連接，第二子開關的第二端作為開關電路的輸出端并與運放電路的反相輸入端連接，運放電路的同相輸入端與一電源連接，電壓反饋電路的輸入端與電源連接、輸出端連接于第一子開關與第二子開關之間，以在進行信號采集并將開關電路斷開時，使第一子開關與第二子開關之間的電壓與運放電路的同相輸入端的電壓相同，以使通過第二子開關進入運放電路的反相輸入端的漏電被流消除，進而避免漏電流影響運放電路輸出端輸出的電壓從而影響信號采集結果。

技術領域

本實用新型涉及模擬信號采樣技術領域，具體而言，涉及一種開關電路及信號采集系統。

背景技術

信號采集通常是在集成電路中，通過開關實現的，通常情況下開關采用的是場效應管(MOSFET)，由于各種非理想因素，MOSFET開關斷開時，開關輸入端到輸出端的阻抗Rs不是無窮大，因此，當開關輸入和輸出之間存在電壓差Vdiff時，會引入一個與電壓差Vdiff和開關阻抗Rs相關的開關漏電電流Ileak進入到AFE的輸入端。請參閱圖1，圖1所示為現有的信號采集系統的電路原理圖。假設開關輸入端電壓為Vin(t)，開關輸出端即AFE異相輸入端電壓為Vcia(t),AFE同相輸入端電壓為VCOM，由于運放的虛短作用，Vcia(t)＝VCOM，即AFE異相輸入端的電壓不會發生改變，因此，開關漏電電流Ileak引入到AFE的異相輸入端的電荷/電流通過反饋電容CF，直接影響AFE的輸出電壓。當輸入信號為電荷或者電流時，Ileak成為一個噪聲源，降低了輸入模擬信號的信噪比(SNR)。在信號采集階段，引入噪聲電荷Qn的大小與采集時間T相關，引入的噪聲電荷為

這個噪聲電荷在AFE輸出端引入的噪聲電壓為Vn,out，且因此，有效降低因開關造成的漏電流是亟待解決的技術問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種開關電路及信號采集系統，以有效緩上述問題。

為實現上述目的，本實用新型實施例采用如下技術方案：

一種開關電路，應用于包括運放電路的信號采集系統，所述開關電路包括第一子開關、第二子開關以及電壓反饋電路；

所述第一子開關的第一端作為所述開關電路的輸入端與外部設備連接、第二端與所述第二子開關的第一端連接，所述第二子開關的第二端作為所述開關電路的輸出端并與所述運放電路的反相輸入端連接，所述運放電路的同相輸入端與一電源連接，所述電壓反饋電路的輸入端與所述電源連接、輸出端連接于所述第一子開關與所述第二子開關之間，以在進行信號采集并將所述開關電路斷開時，即將第一子開關和第二子開關斷開時，在所述電壓反饋電路的作用下，使所述第一子開關與第二子開關之間的電壓與所述運放電路的同相輸入端的電壓相同，以使通過所述第二子開關進入所述運放電路的反相輸入端的漏電流被消除。

可選的，在上述開關電路中，所述電壓反饋電路包括第三子開關和偏置產生電路，所述第三子開關的第一端連接于所述第一子開關的第二端與所述第二子開關的第一端之間、第二端與所述偏置產生電路的第一端連接，所述偏置產生電路的第二端與所述電源連接。

可選的，在上述開關電路中，所述偏置產生電路包括第一運算放大器，所述第一運算放大器的異相輸入端與輸出端連接、同相輸入端與所述電源連接、輸出端連接于所述第一子開關與第二子開關之間。

可選的，在上述開關電路中，所述第三子開關為電子開關，且該電子開關的控制端與所述信號采集系統中的控制器電連接，以在該控制器的作用下連通或斷開該第三子開關的第一端與第二端之間的連接。

可選的，在上述開關電路中，所述第一子開關和第二子開關分別為電子開關，且所述電子開關的控制端與所述信號采集系統中的控制器電連接，以在該控制器的作用下連通或斷開所述第一子開關的第一端與第二端之間的連接，以及連通或斷開所述第二子開關的第一端與第二端之間的連接。