[发明专利]电流电压信号转换器

说明书

本公开涉及电流电压信号转换器。本公开提供可以在调节的电压下操作的电流电压信号转换器。电流‑电压转换器包括跨阻放大器，该跨阻放大器将电流输入转换为电压输出。电压输出可在不希望的预定电压附近工作，因此必须对其进行调整，以使其适合于任何下游信号处理电路，例如ADC。这样，减法器电路耦合到跨阻放大器的输出。在减法器电路的输入端，采用电压调整电路，以调整输入到减法器电路的电压。这样，减法器的输入在第一预定电压阈值和第二预定电压阈值之间调节，并且减法器电路可以是低压分量。

技术领域

本公开涉及电流电压信号转换器。特别地，本发明涉及一种其中可以调节工作电压从而可以使用低压组件的电路。

背景技术

在许多应用中，必须将电流信号转换为电压信号。一种方法是使用跨阻放大器。

在光学传感技术领域，跨阻抗放大器可以将来自光电二极管的输出电流转换为电压信号，以准备由模数转换器(ADC)转换。对于某些应用，跨阻放大器的输出电压范围会进一步调整，使其适合于ADC转换。例如，通过使信号的动态范围与ADC的动态范围匹配。

光学光电二极管通常被电压基准偏置，并且光学光电二极管的输出电流信号将取决于所使用的电压基准。因此，可以直接调节参考电压以偏置输出电流信号。然而，如果不考虑电压基准，则这可能导致过多的分量，并且经常会影响原始光信号的表示精度。

发明内容

本公开提供可以在降低的电压下操作的电流电压信号转换器。电流-电压转换器包括跨阻放大器，可将电流输入转换为电压输出。电压输出可以在第一预定电压以上或第二预定电压以下(其中第一预定电压大于第二预定电压)操作，并且因此必须进行调节以便使其适合于任何下游信号处理电路，例如ADC。这样，减法器电路耦合到跨阻放大器的输出。在减法器电路的输入端，采用电压调整电路，以调整输入到减法器电路的电压。这样，减法器的输入在第一预定电压阈值和第二预定电压阈值之间调节，因此减法器电路可以是低压分量。

根据第一方面，提供电流电压信号转换器，包括：第一级，被配置为将输入电流信号转换为第一电压信号；包括放大器的模拟减法器电路，其中所述模拟减法器电路电耦合至所述第一级，以将所述第一电压信号转换为第二电压信号；和电压调整布置，耦合到所述放大器的至少一个输入，并且被配置为使得在所述放大器的至少一个输入处的电压在第一预定电压阈值和第二预定电压阈值之间。

电压调整布置可以允许改善的是系统成本(减小的组件尺寸、功耗)和改善的系统性能。这可以使放大器成为低压放大器和/或单极放大器，这可以带来进一步的优势。

低压放大器的电源电压比放大器低。对于集成电路(IC)，这是一个相对的概念，取决于铸造工艺。在铸造过程中，可以选择不同的电压范围，有些较低，有些较高。IC可以包括许多不同的离散电压电平，例如20V、10V、5V、3.3V、1.8V、1.3V等。为了区分两种类型的放大器，IC中的放大器可以在电源电压下工作，该电源电压可以是该IC支持的最高电压电平。IC中的低压放大器可以在低于该IC支持的最高电压电平的电源电压下工作。例如，在一个IC上，支持的最高电压电平可以是10V，因此低压放大器可以5V的电源电压工作。在另一示例中，在一个IC上，支持的最高电压电平可以是5V，因此，低压放大器可以在1.8V的电源电压下工作。

这可以为低压放大器带来精度和功率优势。因此，低压放大器可以在IC支持的电压电平(小于支持的最大电压电平)下工作(或具有电源电压)。替代地，低压放大器可以以IC支持的最低电压电平(或具有电源电压)运行。

类似地，放大器可以在不对称电源电压下工作，因此正电源电压可以是该IC支持的最高电压电平，而负电源电压可以是0V。由不对称电源电压提供的放大器动态范围的减小也可能导致精度和功耗优势。

还可以安排电压调整布置以偏置电压电平，以使放大器的输入为正电压值。这允许放大器由单极性电源电压供电，即负电压轨设置为接地。这使系统能够以更高的功率效率运行。