[发明专利]用于确定有源负载的电流消耗的方法及相关电子电路

说明书

本发明的实施例涉及用于确定有源负载的电流消耗的方法及相关电子电路。专用于测量低电流的第一电阻器(R1)和专用于测量高电流的第二电阻器(R2)被布置成与电压源(S1)串联。当由有源负载汲取的电流超过对应于该第一电阻器(R1)的端子上的最大可允许电压降的电流阈值时，将电流递送至这两个电阻器的公共节点(NC)，其方式为使得该有源负载的端子上的电压稳定在阈值处。并且，当存在这种高电流时，可以在第二电阻器(R2)中测量由该有源负载消耗的电流。

技术领域

本发明的实施例涉及电子电路并且非常具体地涉及用于对有源负载(例如，处理单元)的电流消耗进行测量的那些电子电路。

背景技术

常规地，有可能通过测量例如连接在电压源与处理单元之间的电阻器的端子上的电压来对电子设备的电流消耗进行测量。这些电阻器一般连接至运算放大器，该运算放大器将电阻器的端子上的电压递送作为输出。

然而，一些应用要求使用有源负载(例如，处理单元)，该有源负载消耗的电流值在非常短的时间过程中可能变化非常大。例如，处理单元有可能在几秒内消耗平均值为0.3微安的电流，于是，由于具体运行的实现，在0.5毫秒内消耗了3毫安电流。

因此必须能够以高频率测量具有宽动态范围的电流，以便不会错过对极短暂事件(如，电流消耗峰值)的测量。

目前不可能利用连接至放大器的单个电阻器来执行这种测量。实际上，能够以高频率运行的放大器产生过高的噪声而不适于测量非常低的电流。

还存在包括两个电阻器和切换系统的装置，这两个电阻器各自连接至一个放大器，其中一个专用于测量低电流，另一个专用于测量高电流，该切换系统允许读取这两个电阻器中的一者或另一者上的电压；然而，转换进行得不够快速，并且在切换过程中有可能损失了一些样本。

发明内容

因此，在此提出了一种方法和一种测量设备，其允许以高频率测量由有源负载(例如，处理单元(如微处理器或微控制器))消耗的电流，该有源负载消耗具有宽动态范围的电流。根据一个方面，提出了一种方法，该方法用于确定由有源负载(例如，处理单元)消耗的电流值，该有源负载由第一电压源(例如，3伏特)馈电，其中：

-第一电阻器和第二电阻器串联布置在该电压源与该有源负载的第一端子之间，该第一电阻器的值(例如，1000欧姆)大于该第二电阻器的值(例如，2欧姆)，

-考虑到该第一电阻器的值对在该第一电阻器的端子上的最大可允许电压降(例如100mV，对应于最大可允许电流，在此为100微安)进行限定，并且，如果该第一端子上的电压小于阈值(例如，2.9伏特)，则该有源负载的第一端子上的电压稳定在该阈值处，该阈值等于由该第一电压源递送的电压的值减去该可允许电压降，

-同时测量该第一电阻器的端子上的第一电势差和该第二电阻器的端子上的第二电势差，

-如果该第一电势差小于该最大可允许电压降，则基于该第一电势差来确定所消耗的电流的值，

-并且，如果该电压大于或等于该最大可允许电压降，则基于该第二电势差来确定所消耗的电流的值。

因此，根据此方面，专用于测量低电流的第一电阻器和专用于测量高电流的第二电阻器被布置成与电压源串联。

可以通过该第一电阻器来测量由该有源负载汲取的低电流，该第一电阻器在其端子上递送可读电势差，该可读电势差与该第二电阻器的端子上的电势差进行比较。

该有源负载的端子上的电压在电流增加过程中下降，这主要归因于该第一电阻器的端子上的电压降。