[发明专利]用于多信道传感器接口的方法和装置

说明书

技术领域

描述了一种用于集成传感器接口的方法和装置，并且具体而言描述了一种提供用于一个或多个输入信号的信道的可编程校准和信号调理的传感器接口。

背景技术

许多作用力和压力传感器利用应变仪或惠斯通桥式电路。桥中的电阻元件响应于感测到的条件中(诸如在压力或加速度或机械应变方面)的变化而改变电阻，这进而导致电输出(例如，电压或电流)发生对应于感测到的条件中的变化的改变。

典型的桥式传感器具有差分输出信号(Vo+和Vo-)。理想地，无负载的桥输出为零(Vo+和Vo-完全相同)。然而，不准确的电阻值会导致Vo+和Vo-之间的差异。这种桥偏移电压可能很大并在传感器之间变化，从而导致降低的系统准确度。

不同的设计和方法已被开发，以通过更准确地校准桥式传感器来提高桥式传感器的灵敏度。一些方法包括提供对传感器信号的偏移校正和增益控制。一些设计尝试通过使板载微处理器实现可编程补偿和校准来应对传感器数据的宽范围。然而，由于小型便携式设备(诸如智能手机)的部署越来越广泛以及用户对在小型便携式设备上具有更多功能和特征(因此具有更多传感器)的要求不断增加，因此本领域中在占用面积(footprint)和功能两者方面仍存在针对用于高度集成和通用传感器调理器或接口设计的解决方案的需求。

发明内容

本发明公开了针对以上所讨论的问题的解决方案。本发明涉及用于为一个芯片上的多个信号信道提供可编程增益、偏移和偏置的高度集成的可编程传感器接口的方法和装置。具体而言，根据本发明的可编程传感器接口为一个或多个差分输入信道提供数字偏移校正。本发明使用片上电压调节器为每信道提供可编程偏移、可编程增益、参考电压和传感器偏置。根据本发明的一个方面，多个输入被多路复用，并且每个输入被施加到连接至输出的可变增益仪表放大器。给定信道的偏移由具有多个数字存储寄存器的片上DAC控制，从而允许每个信道具有唯一的被储存的偏移。偏移和增益被外部地编程。根据本发明的另一方面，传感器可通过使用精密电压调节器来被偏置。

附图说明

通过结合附图审阅下面对本发明的特定实施例的描述，本发明的这些及其他方面和特征对本领域普通技术人员而言将变得显而易见，附图中：

图1是展示本发明的一实施例的应用的框图。

图2是例示根据本发明的一实施例的组件的框图。

图3是根据本发明的传感器接口上的I2C接口的START(启动)条件和STOP(停止)条件的时序图。

图4是根据本发明的另一方面的传感器接口的一实施例的框图。

具体实施方式

现在将参照附图对本发明作详细描述，这些附图作为说明性示例被提供以使本领域内技术人员能够实践本发明。值得注意的是，下面的附图和示例并不意味着将本发明的范围限制为单个实施例，而是可通过交换所描述或所例示的元素中的一些或全部来使得其他实施例成为可能。

此外，在本发明的某些元素可使用已知组件来被部分或全部地实现的情况下，仅对这些已知组件中对理解本发明所必需的那些部分进行描述，并且将省略对这些已知组件的其他部分的详细描述以不至混淆本发明。

被描述成用软件实现的实施例不应该被限制于此，而是可以包括用硬件或者软件和硬件的组合实现的实施例，反之亦然，这对本领域技术人员将是显而易见的，除非另有说明。在本说明书中，示出单一组件的实施例不应当被视为是限制性的；相反，本发明旨在涵盖包含多个相同组件的其他实施例，反之亦然，除非在本文中明确声明并非如此。此外，申请人无意使说明书或权利要求书中的任何术语被归为不常见或特殊的含义，除非明确阐明的确如此。此外，本发明涵盖本文中通过解说的方式提及的已知组件的当前和未来已知的等同物。