[发明专利]Σ-Δ模数转换器

摘要

一种恒电势器包括电压调节器、电流镜、电容器、比较器、电流源和计数器。电压调节器保持电化学传感器的工作电极上的电压。电流镜产生与来自工作电极的输入电流成镜像的镜像电流。电容器交替地被镜像电流充电从而使得电容器电压以与电流的大小相关的速率增加以及被控制电流放电从而使得电容器电压减小。比较器基于电容器电压的变化输出包括向上转变和向下转变的波形。电流源基于波形产生控制电流。计数器对在预定采样时段期间在波形中的向上转变或向下转变的数量进行计数以产生数字输出。所述数字输出代表输入电流的大小。

主权项

1.一种用于模数转换的系统，包括：电化学传感器的工作电极，其中，所述工作电极被配置为产生输入电流；电流镜，耦合到所述工作电极，其中，所述电流镜被配置为产生与所述输入电流成镜像的镜像电流；电压调节器，耦合到所述工作电极和电流镜，其中，所述电压调节器被配置为基于参比电压保持工作电极上的电压；电流源，被配置为提供控制电流；电容器，耦合到电流镜和电流源，其中，所述电容器被配置为响应于所述镜像电流和控制电流产生电容器电压；比较器，耦合到所述电容器，其中，所述比较器被配置为基于所述电容器电压相对于比较电压的变化来输出波形；以及计数器，耦合到比较器，其中，所述计数器被配置为检测从所述比较器输出的波形中的一个特征并基于在预定采样时段期间所述波形中的特征出现的次数提供数字输出，其中，所述电流镜包括：在电压供应源和所述工作电极之间的第一电流路径；在所述电压供应源和所述电容器之间的第二电流路径；在所述第一电流路径中串联的第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；以及在所述第二电流路径中串联的第三场效应晶体管和第四场效应晶体管，其中，所述电压调节器包括差分放大器，所述差分放大器具有连接到所述参比电压的反相输入、连接到所述工作电极的非反相输入和连接到第一场效应晶体管的栅极和第三场效应晶体管的栅极的输出。