[发明专利]一种电流-电压积分器、电流数字转换器及其工作方法

权利要求书

1.一种电流-电压积分器，包括运算放大器和采样保持电容Cs，其特征在于，所述积分器还包括buffer和反馈电容Cint，其中，所述运算放大器和buffer级联构成两级放大器，所述运算放大器的反相输入端作为电流输入端，所述buffer输出端的电压为积分输出电压，所述反馈电容Cint连接在所述buffer的输出端与所述运算放大器的反相输入端之间，所述采样保持电容Cs一端与buffer输入端连接，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的积分器，其特征在于，还包括buffer1，通过buffer1预先将采样保持电容Cs充电到接近运算放大器输出端的电压。

3.根据权利要求2所述的积分器，其特征在于，还包括电容CL，所述运算放大器的反相输入端连接开关SW1，所述运算放大器的同相输入端接地，所述运算放大器的输出端与buffer1的输入端连接，所述buffer1的输出端通过开关SW3与buffer输入端连接，所述buffer输出端通过开关SW5与反馈电容Cint一端连接，反馈电容Cint另一端与运算放大器输入端连接；所述电容CL一端与buffer1输入端连接，另一端接地；所述运算放大器的输出端通过开关SW2连接在开关SW5与反馈电容Cint的公共连接端上，所述运算放大器的输出端通过开关SW4连接在开关SW3与buffer输入端的公共连接端上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的积分器，其特征在于，所述反馈电容Cint两端并联有RST复位电路，所述RST复位电路用于将反馈电容Cint两端电压复位到参考电压。

5.根据权利要求1-3任一项所述的积分器，其特征在于，所述buffer采用由一个NMOS管和一个PMOS管构成的源极跟随电路。

6.根据权利要求5所述的积分器，其特征在于，所述源极跟随电路采用单电源或正负电源实现。

7.根据权利要求1-3任一项所述的积分器，其特征在于，所述保持电容Cs采用大电容值电容。

8.一种电流数字转换器，其特征在于，包括多个上述权利要求1-7任一项所述的积分器、MUX开关和ADC；多个积分器的输出端均与MUX开关的输入端连接，所述MUX开关的输出端与ADC输入端连接，每一个积分器输入一路电流信号，每一个积分器输出都由自带的buffer来驱动ADC。

9.根据权利要求6所述的电流数字转换器，其特征在于，所述MUX开关为多选一开关。

10.权利要求8-9任一项所述的电流数字转换器的工作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将反馈电容的两端电压复位到参考电压；

(2)复位结束后，控制运算放大器对输入的电流进行积分，在积分的同时，采样保持电容Cs上保持的上一次积分电压经过buffer驱动ADC，多个buffer输出经过MUX开关顺序被ADC转换成数字信号；

(3)所有通道的buffer输出都经过AD转换后，通过控制buffer1预先将采样保持电容Cs充电到接近运算放大器输出端的电压；

(4)控制实现采样保持电容Cs上的电压跟踪运算放大器输出端的电压；

(5)积分结束后，控制buffer的输入电压保持在采样保持电容Cs上，等待下一次AD转换；

(6)每个积分器通道依次通过MUX开关和ADC连接，采样保持电容Cs上保持的电压通过buffer驱动ADC，实现AD转换。