模式切换的电路结构制造技术

本公开涉及电流检测模块，其能够区分和量化由传感器响应于特定目标源对来自除目标源(环境源)之外的源的贡献的刺激而产生的电流信号的贡献。只要来自目标源的贡献包括脉冲信号，模块就使其自身与脉冲同步，使得在脉冲和由模块的各个阶段执行的功能之间存在预定的相位关系。该模块可以被重新用于通过将这些作用作为触发模块的同步的脉冲呈现给模块来检测和量化来自环境源的贡献。为此，本文公开的检测系统基于这种电流检测模块的使用，并且允许模式切换，其中取决于所选择的操作模式，模块被配置为执行不同的测量。

Circuit structure for mode switching

The present disclosure relates to a current detection module that is capable of distinguishing and quantifying the contribution of a current signal produced by a sensor in response to a specific target source's stimulus from the contribution of a source other than a target source (an environmental source). As long as the contribution from the target source includes a pulse signal, the module makes itself synchronized with the pulse so that a predetermined phase relationship exists between the pulse and the function performed by each stage of the module. The module can be re used to detect and quantify the contributions from the environment source by presenting these functions as synchronized pulses of the trigger module to the module. To this end, the detection system disclosed herein is based on the use of such a current detection module, and allows mode switching, depending on the selected operation mode, that the module is configured to perform different measurements.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模式切换的电路结构相关申请的交叉引用本申请要求2014年7月25日提交的、题为“CircuitArchitectureforModeSwitch”的美国临时专利申请序列号No.62/029,361的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及集成电路领域，特别涉及电流检测器。
技术介绍
光电二极管(也称为“光电检测器”)是能够将光转换成电流或电压的传感器的类型。通常，光电二极管是具有PIN或PN连接结构的半导体器件。当足够能量的光子撞击光电二极管时，其激发电子，产生自由电子和带正电荷的电子空穴。空穴朝向阳极移动，电子朝向阴极移动，并且产生与光电二极管上的入射光的量成比例的光电流。其它类型的传感器包括例如、热电、压电或电容传感器。所有这些传感器是常见的，因为它们包括一对电极，并且当被它们各自的刺激刺激时，跨电极的电荷状态改变。然后可以使用由跨越电极的改变的电荷状态产生的电流来检测和量化刺激。例如，当光入射在光电二极管上时，光电二极管在其电极两端产生电荷状态的变化。换句话说，光电二极管在存在光的情况下产生电流(其可以称为“光电流”)，其中电流与入射在光电二极管上的光的量成比例。类似地，热电传感器在加热或冷却时在其电极两端产生电荷状态的变化，压电传感器响应于其机械取向的变化而在其电极上产生电荷状态的变化(例如，应变)，而电容传感器是其中环境中的变化改变感测元件的有效电容，其又改变保持电荷的容量的传感器。对于这种传感器以及根据检测电荷状态的变化的类似原理操作的其它传感器，可能期望能够检测和量化源自特定感兴趣源的刺激以及源自所有的刺激除了感兴趣的来源之外的其他来源。例如，在光电二极管的上下文中，可能期望检测和量化对由光电二极管产生的电流的贡献，这是由于检测由感兴趣的特定光源(例如光源)产生的光，特定的发光二极管(LED)，以及检测和量化由于除了感兴趣的光源之外的所有其它光源产生的光的检测而对光电流的贡献。
技术实现思路
本公开涉及电流检测模块，其能够区分和量化由传感器产生的电流信号的贡献，该电流信号是由来自感兴趣的源(目标源)以外的源的贡献的刺激的结果(环境源)。只要来自目标源的贡献包括脉冲信号，模块就使其自身与脉冲同步，使得在脉冲和由模块的各个级执行的功能之间存在预定的相位关系。该模块可以被重新使用以通过将来自环境源的贡献作为一个或多个脉冲提供给电流检测模块来提供对来自环境源的传感器生成的电流信号的贡献的高精度检测和量化，其接着触发模块的同步。为此，提供了一种检测系统，其实现如本文所述的电流检测模块，并且允许模式切换，其中取决于所选择的操作模式，电流检测模块被配置为执行不同种类的测量。因此，在本公开的一个方面中，检测系统包括被配置为生成电流信号的传感器，其中电流信号包括至少第一部分，该第一部分包括对来自预定义源(即，感兴趣的源)和/或包括对来自除预定源之外的一个或多个源的电流信号的贡献的第二部分，这样的其他源在本文中被称为“环境源”。检测系统还包括电流检测模块接收由传感器产生的电流信号，并产生指示电流信号的第一部分的数字值和/或指示电流信号的第二部分的数字值。此外，检测系统还包括模式开关，其被配置为将电流检测模块设置为以第一模式，第二模式和第三模式中的至少一个模式操作。在第一模式中，电流检测模块与预定义源同步，并且被配置为生成指示第一部分的数字值(即，电流检测模块被配置为检测来自感兴趣源的对电流信号的贡献，而在电流检测模块的噪声之下消除，减少或渲染对来自除了感兴趣的源之外的源的电流信号的贡献)。在第二模式中，电流检测模块被配置为当对电流检测模块的对第二部分的贡献小于阈值时产生指示至少第二部分的数字值(即，电流检测模块被配置为仅检测来自环境源的对电流信号的贡献)来自除所述预定义源之外的所述一个或多个源的电流信号在第一值范围内。在第三模式中，电流检测模块被配置为当对电流检测模块的对第二部分的贡献小于阈值时产生指示至少第二部分的数字值(即，电流检测模块被配置为仅检测来自环境源的对电流信号的贡献)来自除所述预定源之外的所述一个或多个源的电流信号处于第二值范围内，所述第二值范围具有高于所述第一值范围的上端的上端(即，环境源导致更大的电流)。应当注意，在各种实施例中，第一和第二部分两者不需要总是存在(例如，感兴趣的源可以是关闭的，或者可以没有或可以忽略来自环境源的贡献)如果两者都存在，并不总是需要测量。此外，在第二和第三模式的一些实施例中，电流检测模块可以被配置为生成不仅指示第二部分而且指示第一部分的数字值(即，电流检测模块被配置为检测对来自感兴趣的源和环境源的电流信号)。如本领域技术人员将理解的，本公开的各方面可以以各种方式实现，例如，作为方法，系统，计算机程序产品或计算机可读存储介质。因此，本公开的各方面可以采取完全硬件实施例，完全软件实施例(包括固件，常驻软件，微代码等)或者可以全部统称为软件和软件实施例的软件和硬件方面的实施例的形式在本文中称为“电路”，“模块”或“系统”。在本公开中描述的功能可以被实现为由一个或多个处理单元执行的算法，例如，一个或多个计算机的一个或多个微处理器。在各种实施例中，本文所述的每个方法的不同步骤和步骤的部分可以由不同的处理单元执行。此外，本公开的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质优选地是非暂时的，具有在其上实现(例如存储)的计算机可读程序代码。在各种实施例中，这样的计算机程序可以例如被下载(更新)到现有的设备和系统(例如，到现有的电流检测模块或这样的模块的控制器等)或者在制造这些设备时被存储，以及系统。本公开的其它特征和优点从以下描述和权利要求中显而易见。附图说明在为了提供对本公开及其特征和优点的更完整的理解，参考结合附图进行的以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：图1是根据本公开的一些实施例的电流检测模块的电路架构的简化电路图；图2是示出根据本公开的一些实施例的与电路架构相关联的测量的示例细节的简化图；图3是根据本公开的一些实施例的与电路架构相关联的测量的其他示例细节的简化图；图4是根据本公开的一些实施例的与电路架构相关联的测量的又一示例细节的简化图；图5是根据本公开的一些实施例的与电路架构相关联的应用的示例细节的简化图；图6是电路架构的另一实施例的简化框图；图7是根据本公开的一些实施例的电路架构的实施例的应用的示例细节的简化框图；和图8是电路架构的另一实施例的简化电路图；图9是根据本公开的一些实施例的具有模式切换的检测系统的简化图；图10是根据本公开的一些实施例的传感器的简化图；图11是根据本公开的一些实施例的模式切换的简化图；图12是根据本公开的其他实施例的模式开关的简化图；图13是根据本公开的一些实施例的具有模式切换的电路架构的简化电路图；图14是示出根据本公开的一些实施例的随时间输入到模式开关的LED脉冲的曲线图；图15A-15D示出根据本公开的一些实施例的具有模式切换的检测系统的四种操作模式的时序图；和图16是根据本公开的一些实施例的总结具有模式切换的检测系统的四种操作模式的表格。具体实施方式示例性电流检测模块本公开的实施例基于电流检测模块的使用，该电流检测模块能够区分和量化(即测量)由感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测系统，包括：被配置为生成电流信号的传感器，所述电流信号包括至少包括来自目标源的贡献的第一部分和/或包括来自除所述目标源之外的一个或多个源的贡献的第二部分；电流检测模块，被配置为接收由所述传感器产生的电流信号，并产生指示所述电流信号的第一部分的数字值和/或指示所述电流信号的第二部分的数字值；和模式开关，被配置为将所述电流检测模块设置为以第一模式、第二模式和第三模式中的一种模式操作，其中：在第一模式中，所述电流检测模块被配置为生成指示第一部分的数字值，在第二模式中，所述电流检测模块被配置为当来自除目标源之外的一个或多个源的贡献处于第一值范围中时，产生指示至少第二部分的数字值，以及在第三模式中，所述电流检测模块被配置为当来自除目标源之外的一个或多个源的贡献在第二值范围中时，产生指示至少第二部分的数字值，第二值范围其具有高于所述第一值范围的上端的上端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.25 US 62/029,361;2015.07.24 US 14/808,1481.一种检测系统，包括：被配置为生成电流信号的传感器，所述电流信号包括至少包括来自目标源的贡献的第一部分和/或包括来自除所述目标源之外的一个或多个源的贡献的第二部分；电流检测模块，被配置为接收由所述传感器产生的电流信号，并产生指示所述电流信号的第一部分的数字值和/或指示所述电流信号的第二部分的数字值；和模式开关，被配置为将所述电流检测模块设置为以第一模式、第二模式和第三模式中的一种模式操作，其中：在第一模式中，所述电流检测模块被配置为生成指示第一部分的数字值，在第二模式中，所述电流检测模块被配置为当来自除目标源之外的一个或多个源的贡献处于第一值范围中时，产生指示至少第二部分的数字值，以及在第三模式中，所述电流检测模块被配置为当来自除目标源之外的一个或多个源的贡献在第二值范围中时，产生指示至少第二部分的数字值，第二值范围其具有高于所述第一值范围的上端的上端。2.根据权利要求1所述的检测系统，其中，所述模式开关和所述目标源被同步，使得所述模式开关被配置为当所述目标源产生对所述电流信号的贡献时，将所述电流检测模块设置为在所述第一模式下操作，并且被配置为当所述目标源不产生对所述电流信号的贡献时，将所述电流检测模块设置为在所述第二模式或所述第三模式下操作。3.根据权利要求1或2所述的检测系统，其中，所述模式开关还被配置为将所述电流检测模块设置为在第四模式下操作，其中在所述第四模式中，所述模式开关被配置为：在所述目标源不产生对所述电流信号的贡献的情况下，将所述电流检测模块设置为在所述第二模式下操作第一时间段，以在没有所述第一部分的情况下产生指示所述第二部分的第一数字值，在所述目标源正在生成对所述电流信号的贡献以生成指示所述第一部分和所述第二部分的总和的第二数字值的同时，将所述电流检测模块设置为在所述第二模式下操作第二时间段，以及电流检测模块被配置为通过从第二数字值减去第一数字值来产生指示第一部分的数字值。4.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统，其中，在所述第二模式中，所述模式开关被配置为在第一时间间隔的持续时间内启用在所述传感器的一个或多个电容元件上的电荷累积，随后在第二时间间隔的持续时间内放电所述传感器的一个或多个电容性元件到所述电流检测模块，从而向所述电流检测模块提供脉冲电流信号。5.根据权利要求4所述的检测系统，其中，所述传感器的一个或多个电容性元件在第一时间间隔的持续时间内累积电荷，随后在第二时间间隔的持续时间将所述传感器的所述一个或多个电容性元件放电到所述电流检测模块，从而向电流检测模块提供脉冲电流信号。6.根据之前权利要求的任何一个所述的检测系统，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·德立瓦拉，S·J·德克尔，G·T·科克尔，D·M·温伯格，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国,US