减少多级电流感测放大器中的偏移和增益误差的方法和装置与流程

专利检索2025-01-20  36


本说明书大体上涉及放大器,更具体地涉及减少多级电流感测放大器中的偏移和增益误差的方法和装置。


背景技术:

1、串联电流感测通常通过确定待确定电流测量的电路中电阻器两端的电压差来实现。附加电路,诸如控制器电路,将电阻器两端的电压差除以电阻器的电阻,以确定流过电阻器的电流。通常,串联电流感测包括仪器放大器和相对小的电阻器。仪器放大器是一种差分放大器,它包括相对较大的输入电阻以降低输入电流。在串联电流感测的示例中,仪器放大器通过第一参考输入和第二参考输入耦合到相对小的电阻器。仪器放大器将参考输入之间的电压差从差分电压转换为参考公共电位(例如,接地)的单端电压。例如,当第一参考输入为六十加千分之五伏(v)时,仪器放大器的输出为五毫伏(mv),而当仪器放大器的增益为一时,第二参考输入为60伏(v)。在这样的示例中,当相对小的电阻的电阻为1毫欧(mω)时,控制器电路确定通过相对小的电阻器的电流为5安培(a),并且应用欧姆定律来求解电流。


技术实现思路

1、对于用于减少多级电流感测放大器中的偏移和增益误差的方法和装置,一种示例装置包括跨导级,所述跨导级由全差分放大器制成,所述全差分放大被配置为基于差分电压输入产生差分电流;以及晶体管,所述晶体管被配置为由所述全差分放大器的输出控制并且从所述全差分放大器的输入获取电流;以及耦合到所述跨导级的跨阻抗级,所述跨阻抗级包括:电阻器电路,所述电阻器电路被配置为将所述差分电流转换为单端电压,所述单端电压表示所述电压输出。



技术特征:

1.一种装置,包括:

2.根据权利要求1所述的装置,进一步包括耦合到所述第一可变电阻器、所述第二可变电阻器、所述第三可变电阻器和所述第四可变电阻器的控制器电路,所述控制器电路包括用于将所述第一可变电阻器设置为第一电阻、将所述第二可变电阻器设置为第二电阻、将所述第三可变电阻器设置为所述第一电阻并且将所述第四可变电阻器设置为第三电阻的电路。

3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述控制器电路包括用于在由所述第一电阻器和所述第二电阻器向所述第一放大器供应正电压时设置所述第一电阻和所述二电阻以校正增益误差的电路。

4.根据权利要求2所述的装置,其中,所述控制器电路包括用于在由所述第一电阻器和所述第二电阻器向所述第一放大器供应负电压时设置所述第三电阻以校正增益误差的电路。

5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一电阻器包括第一电阻,所述第二电阻器包括第二电阻,所述第一可变电阻器包括第三电阻,并且所述第三可变电阻器包括第四电阻,所述第一电阻等于所述第二电阻并且所述第三电阻等于所述第四电阻。

6.根据权利要求1所述的装置,进一步包括第三晶体管,所述第三晶体管包括第五电流端子和第六电流端子,所述第五电流端子耦合到所述第二电流端子,所述第六电流端子耦合到所述第三非反相端子。

7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一放大器是全差分放大器,并且所述第二放大器是差分放大器。

8.一种仪器放大器,包括:

9.根据权利要求8所述的仪器放大器,其中,所述晶体管为第一晶体管,所述输入为第一输入,且所述输出为第一输出,所述跨导级进一步包括被配置为由所述全差分放大器的第二输出控制,并且从所述全差分放大器的第二输入获得电流的第二晶体管。

10.根据权利要求8所述的仪器放大器,其中,所述跨导级进一步包括将所述电压输入耦合到所述全差分放大器的第一电阻器和第二电阻器。

11.根据权利要求8所述的仪器放大器,其中,所述电阻器电路包括第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器,所述第一电阻器包括所述第一电阻、所述第二电阻器包括所述第二电阻、所述第三电阻器包括所述第三电阻并且所述第四电阻器包括所述第二电阻。

12.根据权利要求8所述的仪器放大器,进一步包括控制器电路,所述控制器电路被配置为基于在所述电压输入为负时的第一增益且基于在所述电压输入为正时的第二增益来确定所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻。

13.根据权利要求8所述的仪器放大器,其中,所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻是被配置为减少增益误差的可变电阻。

14.根据权利要求8所述的仪器放大器,其中,所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻是被配置为减少偏移误差的可变电阻。

15.一种方法,包括:

16.根据权利要求15所述的方法,进一步包括确定所述第一微调代码的每最低有效位即lsb的所述负增益的变化。

17.根据权利要求16所述的方法,进一步包括将微调代码调整添加到所述第一微调代码以产生所述经修改的第一微调代码,所述微调代码调整等于负增益误差除以所述第一微调代码的每lsb的所述负增益的所述变化。

18.根据权利要求15所述的方法,进一步包括:

19.根据权利要求18所述的方法,进一步包括将微调代码调整添加到所述第二微调代码以产生所述经修改的第二微调代码,所述微调代码调整基于所述第三微调代码的每lsb的所述正增益的所述变化、参考增益误差、所述第三微调代码的每lsb的所述参考增益的所述变化、正增益误差、所述第三微调代码的每lsb的所述正增益的所述变化、所述第二微调代码的每lsb的所述参考增益的所述变化以及所述第二微调代码的每lsb的所述正增益的所述变化。

20.根据权利要求18所述的方法,进一步包括将微调代码调整添加到所述第三微调代码以产生所述经修改的第三微调代码,所述微调代码调整基于所述第二微调代码的每lsb的所述参考增益的所述变化、正增益误差、所述第二微调代码的每lsb的所述正增益的所述变化、参考增益误差、所述第三微调代码的每lsb的所述正增益的所述变化以及所述第三微调代码的每lsb的所述参考增益的所述变化。


技术总结
本申请涉及减少多级电流感测放大器中的偏移和增益误差的方法和装置。一种示例装置包括:跨导级(180),该跨导级包括:全差分放大器(232),该全差分放大器被配置为基于电压输入(V<subgt;diff</subgt;)产生差分电流(I<subgt;out</subgt;);以及晶体管(236),该晶体管被配置为由全差分放大器(232)的输出(+)控制并且从所述全差分放大器的输入(‑)获取电流;以及耦合到跨导级(180)的跨阻抗级(185),该跨阻抗级(185)包括:电阻器电路(256‑268),该电阻器电路被配置为使用第一电阻(256)、第二电阻(260)和第三电阻(264和268的电阻)将差分电流转换为差分电压;以及差分放大器(252),该差分放大器被配置为将差分电压转换为表示所述电压输入的单端电压(212处的V<subgt;out</subgt;)。

技术研发人员:A·康纳,D·特里方诺夫,P·S·巴苏,C·普利西
受保护的技术使用者:德克萨斯仪器股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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