用于测量宽范围的电流的放大器系统技术方案

本文提供用于测量宽范围电流的放大器系统。在某些实施方案中，放大器系统包括：可控传感电路；第一放大器，包括被配置为通过可控传感电路驱动被测器件(DUT)的输出；和第二放大器，包括耦合到所述可控传感电路的输入，并且可操作以产生指示DUT的测量的电流量的测量信号。放大器系统还包括控制电路，可操作以控制适用于特定类型的DUT的可控传感电路的配置或模式。

Amplifier system for measuring wide range current

【技术实现步骤摘要】
用于测量宽范围的电流的放大器系统相关申请的交叉引用本申请要求2018年10月17日提交的题为“用于测量宽范围的电流的放大器系统”的美国临时专利申请No.62/746,726的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本专利技术的实施方案涉及电子系统，更具体地说，涉及放大器。
技术介绍
某些电子设备采用放大器来处理信号。当操作开环时，这种放大器接收输入信号并产生与输入信号相比具有增益的输出信号。放大器的示例包括但不限于运算放大器、跨阻抗放大器和跨导放大器。某些放大器以多级配置实现，以增强其增益和/或性能。
技术实现思路
本文提供用于测量宽范围电流的放大器系统。在某些实施方案中，放大器系统包括：可控传感电路；第一放大器，包括被配置为通过可控传感电路驱动被测器件(DUT)的输出；和第二放大器，包括耦合到所述可控传感电路的输入，并且可操作以产生指示DUT的测量的电流量的测量信号。放大器系统还包括控制电路，可操作以控制适用于特定类型的DUT的可控传感电路的配置或模式。以这种方式实现放大器系统允许测量来自各种DUT的宽范围电流。例如，放大器系统可以作为可重新配置的模拟前端(AFE)操作，适用于测量具有各种阻抗的DUT跨越数十年的电流范围。例如，可控传感电路可以包括电阻器、电容器和/或其他可选和/或可控部件，从而为不同类型的负载提供可配置性，例如一系列不同阻抗值的DUT。在一方面，提供一种具有可控电流测量特性的放大器系统。放大器系统包括：负载端子，被配置为向DUT输出电流；可控传感电路；第一放大器，包括通过所述可控传感电路电连接到所述负载端子的输出；第二放大器，包括耦合到所述可控传感电路的输入；和控制电路，可操作以控制所述可控传感电路的阻抗。所述第二放大器可操作以产生指示从所述负载端子输出的检测的电流量的测量信号。在另一方面，提供一种具有可控电流测量特性的电子模块。电子模块包括：模块基板；和附接到所述模块基板的放大器管芯。放大器管芯包括：负载引脚，被配置为输出电流；第一放大器；可控传感电路，电连接在所述第一放大器的输出和所述负载引脚之间；第二放大器，包括电连接到所述第一放大器的输出的第一输入和电连接到所述负载引脚的第二输入，所述第二放大器可操作以产生指示从所述负载引脚输出的检测的电流量的测量信号；和控制电路，可操作以控制所述可控传感电路的阻抗。在另一方面，提供一种在放大器系统中的可控电流测量方法。该方法包括：使用控制电路控制可控传感电路的阻抗；提供从输出端子到DUT的电流；使用第一放大器通过所述可控传感电路驱动所述输出端子；响应于所述电流跨越所述可控传感电路产生电压；和基于使用第二放大器放大跨越所述可控传感电路的电压来产生测量信号，以便测量电流。在另一方面，提供一种具有可控电流测量特性的放大器系统。放大器系统包括：第一负载端子和第二负载端子；放大器，包括与所述第一负载端子电连接的反相输入和与所述第二负载端子电连接的非反相输入；第一可控传感电路，电连接在所述放大器的非反相输出和所述放大器的反相输入之间；第二可控传感电路，电连接在所述放大器的反相输出和所述放大器的非反相输入之间；和控制电路，可操作以控制所述第一可控传感电路的阻抗和所述第二可控传感电路的阻抗。附图说明图1A是根据一个实施方案的放大器系统的示意图。图1B是根据另一实施方案的放大器系统的示意图。图1C是根据另一实施方案的放大器系统的示意图。图2是根据另一实施方案的放大器系统的示意图。图3A是示出图2的放大器系统的操作的第一示例配置的示意图。图3B是示出图2的放大器系统的操作的第二示例配置的示意图。图3C是示出图2的放大器系统的操作的第三示例配置的示意图。图3D是示出图2的放大器系统的操作的第四示例配置的示意图。图4是根据另一实施方案的放大器系统的示意图。图5A是包括由处理控制的放大器系统的电子系统的一个实施方案的示意图。图5B是包括由处理控制的放大器系统的电子系统的另一实施方案的示意图。图6是根据一个实施方案的多芯片模块的示意图。具体实施方式以下对实施方案的详细描述呈现了本专利技术的特定实施方案的各种描述。然而，本专利技术可以以多种不同方式实施。在本说明书中，参考附图，其中相同的附图标记可表示相同或功能相似的元件。应该理解，图中所示的元件不一定按比例绘制。此外，应当理解，某些实施方案可以包括比图中所示的元件更多的元件和/或图中所示的元件的子集。此外，一些实施方案可以结合来自两个或更多个附图的特征的任何合适组合。本文提供用于测量宽范围电流的放大器系统。在某些实施方案中，放大器系统包括：可控传感电路；第一放大器，包括被配置为通过可控传感电路驱动被测器件(DUT)的输出；和第二放大器，包括耦合到所述可控传感电路的输入，并且可操作以产生指示DUT的测量的电流量的测量信号。放大器系统还包括控制电路，可操作以控制适用于特定类型的DUT的可控传感电路的配置或模式。以这种方式实现放大器系统允许测量来自各种DUT的宽范围电流。例如，放大器系统可以作为可重新配置的模拟前端(AFE)操作，适用于测量具有各种阻抗的DUT跨越数十年的电流范围。例如，可控传感电路可以包括电阻器、电容器和/或其他可选和/或可控部件，从而为不同类型的负载提供可配置性，例如一系列不同阻抗值的DUT。在某些实施方式中，可控传感电路可连接在第一放大器的输出和第一放大器的反相输入之间，从而控制提供给第一放大器的反馈量。例如，可以控制到第一放大器的电阻和/或电容反馈量，以实现特定DUT和/或应用的所需操作特性。因此，提供了放大器系统的增强的灵活性，用于测量来自各种可能类型的DUT或负载的电流。因此，不是需要用于特定类型的DUT的专用部件(例如，特定的芯片设计)，本文的放大器系统可以结合在适于测量来自一系列不同阻抗的DUT的电流的半导体芯片上。在某些实施方式中，第一放大器被实现为运算放大器，诸如通过可控传感电路驱动DUT的多级运算放大器。在某些实施方式中，第二放大器被实现为测量放大器，从而放宽对输入阻抗匹配的约束和/或提供增强的测量精度。当与负反馈连接时，这里的放大器系统稳定地操作。例如，可控传感电路还可以被配置为提供反馈和/或补偿以维持稳定性。相反，没有这种可配置性的放大器系统在某些负载条件下会表现出振荡和/或其他不稳定的行为。为了进一步增强可配置性，放大器系统可以用开关实现，用于选择性地向第一放大器提供本地反馈。在某些实施方式中，放大器系统耦合到接口或总线，例如内部集成电路(I2C)总线、通用输入输出(GPIO)总线和/或其他合适的接口。另外，放大器系统的控制电路从总线接收用于控制放大器系统的配置或设置的数字数据。例如，放大器系统可以制造在半导体管芯或芯片上，并且用户可以使用总线对可控传感电路的期望配置或模式进行数字编程。以这种方式实现放大器系统为用户可配置性提供了方便且灵活的机制。这里的放大器系统可以用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有可控电流测量特性的放大器系统，该放大器系统包括：/n负载端子，被配置为向被测器件(DUT)输出电流；/n可控传感电路；/n第一放大器，包括通过所述可控传感电路电连接到所述负载端子的输出；/n第二放大器，包括耦合到所述可控传感电路的输入，其中所述第二放大器可操作以产生指示从所述负载端子输出的检测的电流量的测量信号；和/n控制电路，可操作以控制所述可控传感电路的阻抗。/n

【技术特征摘要】
20181017 US 62/746,726;20181030 US 16/174,8301.一种具有可控电流测量特性的放大器系统，该放大器系统包括：
负载端子，被配置为向被测器件(DUT)输出电流；
可控传感电路；
第一放大器，包括通过所述可控传感电路电连接到所述负载端子的输出；
第二放大器，包括耦合到所述可控传感电路的输入，其中所述第二放大器可操作以产生指示从所述负载端子输出的检测的电流量的测量信号；和
控制电路，可操作以控制所述可控传感电路的阻抗。


2.权利要求1所述的放大器系统，其中所述第一放大器是运算放大器，并且所述第二放大器是测量放大器。


3.权利要求1所述的放大器系统，其中所述第二放大器的输入跨越所述可控传感电路差分连接。


4.权利要求1所述的放大器系统，其中所述可控传感电路包括均可由所述控制电路选择的电阻器和电容器。


5.权利要求4所述的放大器系统，其中所述控制电路可在第一模式下操作，其中选择所述电阻器并且不选择所述电容器，可在第二模式下操作，其中选择所述电容器并且不选择所述电阻器，以及可在第三模式下操作，其中其中都选择所述电阻器和所述电容器。


6.权利要求4所述的放大器系统，其中所述控制电路还包括由所述控制电路选择性地激活的复位积分开关，以控制存储在所述电容器上的电荷量。


7.权利要求4所述的放大器系统，其中所述电阻器的电阻量或所述电容器的电容量中的至少一种可由所述控制电路控制。


8.权利要求1所述的放大器系统，还包括反馈开关，耦合在所述第一放大器的反相输入和所述第一放大器的输出之间，并由所述控制电路控制。


9.权利要求1所述的放大器系统，还包括耦合在所述第一放大器的反相输入和所述负载端子之间的反馈开关。


10.权利要求1所述的放大器系统，其中所述控制电路还被配置为通过接口接收数字数据，并基于所述数字数据控制所述可控传感电路。


11.权利要求1所述的放大器系统，还包括第三放大器，包括电耦合到所述负载端子的输入，所述第三放大器被配置为产生指示所述负载端子的电压的偏置测量信号。


12.一种具有可控电流测量特性的电子模块，该电子模块包括：
模块基板；和
附接到所述模块基板的放大器管芯，所述放大器管芯包括：
负载引脚，被配置为输出电流；
第一放大器；
可控传感电路，电连接在所述第一放大器的输出和所述负载引脚之间；
第二放大器，包括电连接到所述第一放大器的输出的第一输入和电连接到所述负载引脚的第二输入，所述第二放大器可操作以产生指示从所述负载引脚输出的检测的电流量的测量信号；和
控制电路，可操作以控制所述可控传感电路的阻抗。


13.权利要求12所述的电子模块，其中所述可控传感电路包括均可由所述控制电路选择的电阻器和电容器。


14.权利要求13所述的电子模块，其中所述控制电路还包括由所述控制电路选择性地激活的复位积分开关，以控制所述电容器的电荷量。


15.权利要求12所述的电子模块，还包括处理管芯，附接到所述模块基板并且被配置为控制到所述第一放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·N·F·巴西利科，楠田义则，C·L·惠恩，G·卡罗，G·卡斯特罗，S·P·科瓦利克，M·C·W·科尔恩，S·A·汉特，
申请(专利权)人：亚德诺半导体无限责任公司，
类型：发明
国别省市：百慕大;BM