[发明专利]交流小信号驱动信息拾取电路

说明书

交流小信号驱动信息拾取电路，晶体管漏极和源极其中一端接地，另一端连接反馈网络输入端、高通支路输入端和低通支路输出端，低通支路输入端接交流小信号；反馈网络输出端输出信号连接晶体管栅极，通电后瞬时电流以及电路中存在的热噪声电流含有丰富的谐波成分，反馈选频网络将其进行选频并耦合送到晶体管栅极进行放大，被放大的频率成分再通过反馈选频网络进行选频并耦合送到晶体管栅极进行再放大，经过有限次后趋于稳定状态，稳定后的信号经过高通支路和输出选频网络后输出信息拾取电路；令反馈选频网络谐振角频率跟随外界物理量的变化，使得信息拾取电路输出的信号包含外界物理量的变化信息。

技术领域

本发明属于电子电力技术领域和传感器技术领域，具体涉及一种以电容为敏感元件、利用交流小信号直接进行驱动的信息拾取电路，该信息拾取电路基于阈值电压以下晶体管的寄生电容和第一电感构成谐振选频网络。

背景技术

当今世界已经进入了信息时代，在利用信息的过程中，首先要解决的问题就是如何获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各种各样的传感器。

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成。敏感元件直接感受被测量的信息，并输出与被测量的信息有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制，转换元件和变换电路一般还需要辅助直流电源供电。但由于电池电量的限制，需要间隔一定时间更换传感器电池；而且在电池电量不足时，传感器测量精度也会变差；同时电池本身存在高温爆燃的风险，所以利用直流电池供电的传感器在某些特殊的场合很受局限，例如高压侧温等。

发明内容

针对上述基于直流电源进行供电导致传感器的局限性问题，本发明提出了一种信息拾取电路代替传统的传感器，直接利用交流电代替直流电源为信息拾取电路供电，同时利用反馈选频网络获取外界物理量的变化，使得本发明的信息拾取电路输出的信号能够加载外界物理量的变化信息。

本发明在晶体管的阈值电压以下，利用交流小信号（如工频信号）对晶体管的等效电抗进行时变驱动，利用该时变驱动实现参量放大，使单只晶体管在半个工频周期内实现放大工作，利用两只晶体管能够实现全工频周期放大，具有交流直接驱动和能耗低的特点。

本发明采用单只晶体管实现半周期交流小信号直接驱动进行信息拾取的技术方案为：

交流小信号驱动信息拾取电路，所述信息拾取电路包括晶体管、第一电感、输出选频网络、反馈网络和馈电网络，所述馈电网络包括高通支路和低通支路，所述晶体管的漏极和源极其中一端接地，另一端连接反馈网络的输入端、高通支路的输入端和低通支路的输出端；所述反馈网络的输出端连接晶体管的栅极；所述低通支路的输入端连接所述交流小信号；所述输出网络的输入端连接高通支路的输出端，其输出端作为所述信息拾取电路的输出端；

利用阈值电压以下晶体管的寄生栅源电容、栅漏电容或漏源电容与第一电感串联或并联构成谐振选频网络，设置晶体管的寄生栅源电容、栅漏电容或漏源电容的电容值C和第一电感的电感值L满足，为所述反馈网络的初始谐振角频率，设置所述输出选频网络的工作频率等于；当所述反馈网络的谐振角频率与外界物理量的变化有关时，则所述信息拾取电路输出端输出的信号包含了所述外界物理量的变化信息；

所述信息拾取电路在所述交流小信号工作周期的半周期内工作，所述交流小信号的频率小于所述反馈选频网络初始谐振频率的十分之一。