一种开关电容方式的可编程的传感器信号处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种开关电容方式的可编程的传感器信号处理装置。本发明专利技术包括第一可编程开关电容组、第二可编程开关电容组、可编程主全差分运算放大器、第一可编程从全差分运算放大器和第二可编程从全差分运算放大器、输出多路选择器、输出控制模块；本发明专利技术采用了全差分的开关电容的工作方式，全差分电路具有高共模抑制比、信号摆幅大、线性度高的优点，能有效地抑制共噪声、提高信噪比和降低谐波失真，特别适合于传感器信号的读出。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电容方式的可编程的传感器信号处理装置
本专利技术属于可编程模拟器件结构
，具体涉及一种开关电容方式的可编程的传感器信号处理单元结构，该结构适用于多种传感接口电路，一般信号放大、加减、微积分和滤波等应用电路，以及可编程模拟信号处理阵列结构设计。
技术介绍
随着现代社会科技日益飞速发展，人们对智能化电子的需求越来越高，而智能化电子产品离不开传感器对外界微弱的模拟信号的实时采集，使得传感技术成为本世纪最具发展潜力的新技术之一。传感器采集到的模拟量很微弱，需要通过传感器接口电路进一步进行放大、滤波等处理才能传送到数字芯片中进行逻辑处理反馈给用户。当今的传感器件多种多样，且上市速度非常迅速，而传统的可对多种传感信号进行处理的硬件接口电路，一般都采用不同的通道分别对不同的传感信号进行处理，这样会造成硬件接口电路面积大、成本高、功耗且参数不可变等缺点。如果传感器的参数有变化，接口电路随之需要重新设计进行流片，造成设计成本和制造成本的提高。因此如何快速实现传感信号硬件读出电路并降低其设计和制造成本成为传感技术中的关键和挑战。<br>现场可编程模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电容方式的可编程的传感器信号处理装置，其特征在于包括第一可编程开关电容组、第二可编程开关电容组、可编程主全差分运算放大器、第一可编程从全差分运算放大器和第二可编程从全差分运算放大器、输出多路选择器、输出控制模块；/n所述第一可编程开关电容组，包括第一至第四输入端，第一至第五输出端；第一可编程开关电容组内部具有多个可编程开关和电容，第一输出端IN11R接收来自外部的正传感器差分信号IN+；/n所述第二可编程开关电容组，具有第一至第四输入端，第一至第四输出端；第二可编程开关电容组内部具有多个可编程开关和电容；第四输出端接收来自外部的负传感器差分信号IN-；/n所述可编程主全差分运算放大...

【技术特征摘要】
1.一种开关电容方式的可编程的传感器信号处理装置，其特征在于包括第一可编程开关电容组、第二可编程开关电容组、可编程主全差分运算放大器、第一可编程从全差分运算放大器和第二可编程从全差分运算放大器、输出多路选择器、输出控制模块；
所述第一可编程开关电容组，包括第一至第四输入端，第一至第五输出端；第一可编程开关电容组内部具有多个可编程开关和电容，第一输出端IN11R接收来自外部的正传感器差分信号IN+；
所述第二可编程开关电容组，具有第一至第四输入端，第一至第四输出端；第二可编程开关电容组内部具有多个可编程开关和电容；第四输出端接收来自外部的负传感器差分信号IN-；
所述可编程主全差分运算放大器，具有六个数据端，分别为外接差分正输入端IN3+、外接差分负输入端IN3-、内接差分正输入端INN3+、内接差分负输入端INN3-、第三差分正输出端OUT3+和第三差分负输出端OUT3-；外接差分正输入端IN3+和外接差分负输入端IN3-分别直接接收来自外部的正、负传感器差分信号IN+、IN-，并分别连接到第一可编程开关电容组的第三输入端和第二可编程开关电容组的第二输入端；内接差分正输入端INN3+与第一可编程开关电容组的第一输入端相连；内接差分负输入端INN3-与第二可编程开关电容组的第四输入端相连；第三差分负输出端OUT3-与第一可编程开关电容组的第三输出端相连；第三差分正输出端OUT3+与第二可编程开关电容组的第二输出端、第一可编程开关电容组的第五输出端相连后接输出多路选择器；
可编程主全差分运算放大器的内部具有多个可编程开关和电容；可编程主全差分运算放大器，用于对来自外部的正、负传感器差分信号IN+、IN-做低噪声放大、一级滤波、加减、微积分信号处理，生成并由第三差分正输出端OUT3+、第三差分负输出端OUT3-输出信号处理后的主全差分信号；
所述第一可编程从全差分运算放大器，具有第一差分正输入端IN4+、第一差分负输入端IN4-、第一差分正输出端OUT4+和第一差分负输出端OUT4-；第一差分正输入端IN4+与第一可编程开关电容组的第四输入端相连，第一差分负输入端IN4-与第二可编程开关电容组第一输入端相连，第一差分负输出端OUT4-与第一可编程开关电容组的第四输出端相连，第一差分正输出端OUT4+与第二可编程开关电容组的第一输出端相连；第一可编程从全差分运算放大器内部具有可编程开关和电容，用于对传感器差分信号做次级放大、缓冲、加减、微积分、滤波处理，生成并由第一差分正输出端和第一差分负输出端输出从全差分信号；
所述第二可编程从全差分运算放大器，具有第二差分正输入端IN5+、第二差分负输入端IN5-、第二差分正输出端OUT5+和第二差分负输出端OUT5-；所述第二差分正输入端IN5+和第二差分负输入端IN5-分别与第一可编程开关电容组的第二左输如端和第二可编程开关电容组的第三输入端相连，第二差分负输出端OUT5-和第二差分正输出端OUT5+分别与第一可编程开关电容组的第二输出端和第二可编程开关电容组的第三输出端相连；第二可编程从全差分运算放大器内部具有可编程开关和电容，用于对传感器差分信号做次级放大、缓冲、加减、微积分、滤波处理，生成并由第二差分正输出端和第二差分负输出端输出从全差分信号；
所述输出多路选择器，用于从可编程主全差分运算放大器、第一可编程从全差分运算放大器、第二可编程从全差分运算放大器所述的差分正输出端、差分负输出端中选择一路差分输出信号并由差分正输出端、差分负输出端输出；
所述输出控制模块用于接收输出多路选择器输出的差分信号，通过输出控制模块内部的开关编程对多路选择器输出的差分信号进行正负反相处理或调制处理，生成并由输出控制模块的差分正输出端和差分负输出端输出正负反相或调制的差分输出信号。


2.根据权利要求1所述的一种开关电容方式的可编程的传感器信号处理装置，其特征在于所述输出控制模块是由第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4构成，其中第一开关的一端和第二开关的一端相连后作为输出控制模块的差分负输...

【专利技术属性】
技术研发人员：周含旭，欧阳一凡，桂培培，李炜易，鲍靖尔，朱镕亿，郭家瑞，陆潇晓，陈阿青，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33