[实用新型]一种低功耗电桥阵列信号处理电路有效

专利信息
申请号: 201621116950.1 申请日: 2016-10-11
公开(公告)号: CN206146987U 公开(公告)日: 2017-05-03
发明(设计)人: 李晓 申请(专利权)人: 芯海科技(深圳)股份有限公司
主分类号: G01R17/00 分类号: G01R17/00
代理公司: 深圳市凯达知识产权事务所44256 代理人: 刘大弯
地址: 518067 广东省深圳市南山*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 功耗 电桥 阵列 信号 处理 电路
【说明书】:

技术领域

本实用新型属于信号处理技术领域,特别涉及一种电桥阵列的信号处理电路。

背景技术

电桥电路被广泛应用于各种高精度传感器中,特别是电阻式的电桥传感器,例如压敏电阻电桥电路。

专利申请201510801427.6公开了一种消除导线电阻影响的半桥惠斯通电桥应变测量系统,包括半桥惠斯通电桥、触点开关K1、触点开关K2以及两个标定电阻R0;半桥惠斯通电桥的第一输入端A通过导线与触点开关K1的静触点S0连接,第一输入端A还通过标定电阻R0与触点开关K1的静触点S1连接,触点开关K1的动触点S2接电源E;半桥惠斯通电桥的第二输入端B通过导线与触点开关K2的静触点S4连接,第二输入端B还通过标定电阻R0与触点电开关K2的静触点S3连接,触点开关K2的动触点S5接地;能够有效消除导线电阻对应变测量结果的影响,大大提高应变测量的精度。

通常电桥有四个端口,分别为激励源E+、E-,以及输出信号端S+、S-。参见图1所示,所述电桥单元104由四个电阻性元件RS01~RS04组成,其中RS01和RS03为压敏电阻。电桥的激励E+一般接参考电压VS,激励E-接地。因此,整个电桥的功耗由VS和电桥的内阻决定。假设上述四个电阻性元件阻值相等,且为R0,则该电桥单元104的内阻即为R0,消耗电流为VS/R0。常见的配置,例如VS=3V,R0=1Kohm,电桥单元消耗电流为3mA。则对于附图1所述的电桥整列电路100而言,若有M×N电桥单元,则整体消耗电流为M×N×3mA。若M=N=4,则消耗电流高达48mA。这对于很多便携式电子设备应用场合都是一个难以接受的值。

为了解决功耗问题,一种可行的做法是给每个电桥配上开关,并各自可以独立控制,如图2中所示。电桥单元203配合开关SW203,只在转换器201转换该电桥单元203的信号时,才将SW203闭合,从而达到节省整体功耗的目的。但这样做的问题是,增加了很多的开关,以及控制信号线,如4x4的阵列需要16个开关,以及相应数量的控制信号线。这使得成本增加,且不利于电子设备内部的布线和小型化。

发明内容

基于此,因此本实用新型的首要目地是提供一种低功耗电桥阵列信号处理电路,该电路可以在保证信号质量的前提下,大幅降低电桥阵列的功耗,并减少开关和控制线的数量,降低成本。

为实现上述目的,本实用新型的技术方案为:

一种低功耗电桥阵列信号处理电路,其包括:

若干电桥单元,排列成M行N列的阵列,其中每行电桥单元的激励正端短接,每列电桥单元的激励负端短接;

若干开关,其中M个开关其一端分别连接M行电桥单元的激励正端,其另一端连接正激励电压;N个开关其一端连接N列电桥单元的激励负端,其另一端连接负激励电压。

所述低功耗电桥阵列信号处理电路还包括有时序控制器,所述时序控制器连接于开关或电桥单元上,可以控制M个开关中的任意一个和N个开关中的任意一个两两组合,同时闭合,从而开启M×N电桥单元中的任意一个。

进一步,所述低功耗电桥阵列信号处理电路还包括有模数转换器,所述电桥构成的阵列连接于模数转换器,可以实现模拟信号到数字信号的转换,并且和时序控制器配合,实现对当前开启的电桥单元输出信号的数据转换。

进一步,所述电桥单元可以包括多个电桥,所述多个电桥的激励正端短接在一起作为电桥单元的激励正端,所示多个电桥的激励负端短接在一起作为电桥单元的激励负端。

本实用新型所实现的低功耗电桥阵列信号处理电路,通过开关与电桥阵列的有机组合,可以显著降低整个电桥阵列的系统成本和功耗,同时不增加布线和开关的数量,降低设计难度和成本。

附图说明

图1是现有技术实施方式一的电路图。

图2是现有技术实施方式二的电路图。

图3是本实用新型所实施方式一的电路图。

图4是本实用新型所实施方式二的电路图。

图5是图4中电桥单元的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

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