[发明专利]一种可重构多模态传感器接口电路

权利要求书

1.一种可重构多模态传感器接口电路，其特征在于：包括可重构测量电路，所述可重构测量电路的输入端与连接接口相连，输出端与基线补偿电路的一端相连，所述基线补偿电路的另一端与可重构测量电路的输入端相连，所述连接接口与传感器相连，所述可重构测量电路用于根据传感器的输出类型，通过开关控制重构两种测量电路，统一转换为电压输出，第一种测量电路对应输出类型为电阻/电压/电流的传感器，第二种测量电路对应输出类型为电容的传感器，所述基线补偿电路用于对第一种测量电路进行电阻补偿，对第二种测量电路进行电容补偿，通过增加额外的电阻和电容将测量结果的误差补偿回来，从而降低可重构测量电路的测量结果的误差；

所述可重构测量电路包括放大器，所述放大器的反相输入端与依次通过误差电容C_DS、开关S2、输入电阻R_V、开关S1与连接接口相连，所述输入电阻R_V通过开关En1连接在一起，所述放大器的正相输入端与参考电压Vamp相连，所述参考电压Vamp用于确保放大器的正常工作，输出端与三条并联支路的输入端相连，所述三条并联支路的输出端分别通过开关S4连接到误差电容C_DS和放大器之间的支路上，通过开关S6连接到开关S2和误差电容C_DS的支路上，基准电压Vref也连接到开关S2和误差电容C_DS的支路上，所述三条并联支路分别为依次串联的开关En2、反馈电容C_F、开关En3，依次串联的开关EnB1、反馈电阻R_F、开关EnB2，以及开关S5，所述放大器的输出端还通过开关S3、电容C接地，所述电容C两端通过开关S7连接在一起，在所述开关S1和连接接口的支路上还依次通过开关En4、开关S8接地，所述开关En4用于控制第一种测量电路和第二种测量电路的切换，所述开关S8用于在第二种测量电路工作时，将输入电容C_in存储的电荷放电清零。

2.根据权利要求1所述的可重构多模态传感器接口电路，其特征在于：所述可重构测量电路还包括降噪电路，所述降噪电路采用相关双采样原理，通过开关控制电路误差电容C_DS充放电，先切断与连接接口的连接，对此时的电路噪声进行采样存储，再迅速恢复与连接接口的连接，从而达到降噪的作用。

3.根据权利要求2所述的可重构多模态传感器接口电路，其特征在于：所述第一种测量电路利用输入电阻R_V和反馈电阻R_F结合放大器组成比例放大器，将输出类型为电阻/电压/电流的传感器的输入信号放大并转换成电压输出；所述第二种测量电路利用输入电容C_in和反馈电容C_F结合放大器组成比例电荷放大器，将输出类型为电容的传感器的输入信号放大并转换成电压输出。

4.根据权利要求1所述的可重构多模态传感器接口电路，其特征在于：所述基线补偿电路包括N比特的数字逻辑控制电路、N比特控制的电容电阻阵列及比较器，所述比较器的正相输入端与放大器的输出端相连，所述比较器的反相输入端与基准电压Vref，输出端与数字逻辑控制电路的输入端连接，所述数字逻辑控制电路的输出端与电容电阻阵列的输入端连接，所述电容电阻阵列的输出端通过开关S9与开关S6相连，通过开关S10与开关S1相连，所述开关S9用于控制基线补偿电路是否接入电路，所述开关S10用于控制电容电阻阵列是否接入电路；

所述数字逻辑控制电路用于将比较器的输出结果转换成N比特数字信号，所述电容电阻阵列用于根据N比特数字信号控制对应电阻或者电容接入电路，完成对可重构测量电路的补偿。

5.根据权利要求4所述的可重构多模态传感器接口电路，其特征在于：所述数字逻辑控制电路包括多个一一对应的寄存器和组合逻辑，每一位数字信号的输出由一个寄存器和一个组合逻辑电路构成；所述电容电阻阵列包括并联的多个电容、串联的多个电阻，每个电阻的两端均通过开关连接在一起，每个电容均与开关串联。