CN103822647B - 使用跨导线性网的传感器信号处理 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及使用跨导线性网的传感器信号处理。提供了装置和方法，其中输入信号被供应给跨导线性网(11)。在一些实施例中，跨导线性网(11)的输出被调节为期望的值。
Description
技术领域
本申请涉及信号的处理，例如由传感器传送的信号。
背景技术
传感器通常用于把将被捕获的某一特性，比如移动，转换为电信号。例如，一些种类的移动传感器使用光元件或磁元件来检测旋转或线性移动。由此类传感器输出的电信号的强度通常依赖于测量期间的各种情况，从而使得信号幅度等可能改变。然而，对于此类信号的进一步处理，通常期望为信号提供规定的信号强度，例如信号的幅度或在一个期望的范围内的其他特性。因此，本发明的目的是提供能够提供这样一个恒定信号强度的装置和方法。
发明内容
提供了如独立权利要求所限定的装置和方法。从属权利要求进一步限定了其他实施例。
附图说明
将参考附图解释说明性的实施例，其中：
图1是根据实施例的装置的示意性框图；
图2是图示了可用在一些实施例中的传感器布置的示意图；
图3是图示了可用在一些实施例中的传感器布置的示意图；
图4A-4C是用于图示可用在一些实施例中的传感器布置的行为的图；
图5是根据实施例的装置的示意图；
图6是示出了信号波形的图；
图7是一些实施例的跨导线性网的电路图；
图8是根据一些实施例的跨导线性网的电路图；
图9是根据实施例的装置的电路图；
图10是根据实施例的装置的电路图；以及
图11是图示出了根据实施例的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述示例性实施例。应当强调的是，所描述的实施例仪出于说明的目的，并且不被解释为限制本申请的范围。
下面描述的各种实施例的特征可以相互之间组合，除非以其他方式特别地指出。此外，用多个特征描述实施例将不被解释为表明所有那些特征对于实践本发明是必要的，因为相比附图中描述的或示出的特征，其他的实施例可以包括更少的特征和/或可替换特征。此外，在不背离本发明的范围的情况下，本领域技术人员已知的附加特征、元件或单元也可以并入明确描述的实施例中。
附图被认为仅仅是示意性的，并且各种元件不必相互之间按照比例显示。
下面描述的一些实施例中，跨导线性网被用于为传感器信号提供自动增益控制，尤其是相关的一对传感器信号，从而使得当一个信号增加时，另一个就降低，并且反之亦然。在一些实施例中，经由控制回路或其他控制机制，传感器信号的共模电流被调节成期望的水平。
在一些实施例中，提供一种装置，包括：
传感器布置或信号输入以从例如传感器布置接收信号，
跨导线性网，所述跨导线性网的输入耦合到所述传感器布置的传感器输出，以及
控制电路，用于将位于所述跨导线性网的输出处的信号调节成预定的信号强度。
所述传感器布置可以包括另外的传感器输出，其耦合到所述跨导线性网的另外输入，以及所述跨导线性网可以包括另外的输出。
所述控制电路可以被配置为把位于所述输出处的信号输出的共模分量以及所述跨导线性网的所述另外输出调节为预定的值。
所述传感器布置可以被配置为在所述传感器输出处输出第一信号以及在所述另外的传感器输出处输出第二信号，
其中当所述第二信号减小时所述第一信号增加，以及当所述第二信号增加时所述第一信号减小。
所述跨导线性网可以包括第一晶体管对和第二晶体管对，所述第一晶体管对包括第一晶体管，其相对于所述第一晶体管对的第二晶体管被放大(scaled)，并且其中所述第二晶体管对包括第三晶体管，其相对于所述第二晶体管对的第四晶体管被放大。
所述控制电路可以包括控制回路，所述控制回路包括差分放大器以将依赖于跨导线性网的输出的电压与参考电压比较。
所述控制电路可以包括至少一个电流镜。
所述传感器布置可以包括第一传感器阵列和第二传感器阵列，以与所述第二阵列的传感器交错的方式布置所述第一阵列的传感器。
所述传感器布置可以包括运动传感器。
所述传感器布置可以包括光传感器或磁传感器中的至少一个。
装置可以进一步包括信号调节电路。
在一些实施例中，提供一种装置，包括：
第一信号输入，
第二信号输入，
第一晶体管，其包括耦合到所述第一信号输入的第一端子，并且其中所述第一晶体管的第二端子耦合到第一信号输出，
第二晶体管，其包括耦合到所述第二信号输入的第一端子，和耦合到第二信号输出的第二端子，
其中所述第一晶体管的控制端子耦合到所述第二晶体管的控制端子，
第三晶体管，其包括耦合到所述第一信号输出的第一端子、耦合到第一偏置电压的第二端子，以及耦合到第二偏置电压的控制端子，以及
第四晶体管，其包括耦合到所述第二信号输入的第一端子、耦合到所述第一偏置电压的第二端子，以及耦合到所述第二偏置电压的控制端子。
所述第三晶体管可以相对于所述第一晶体管被放大N倍，以及所述第四晶体管可以相对于所述第二晶体管被放大N倍。
装置可以进一步包括耦合到所述第一信号输出的第一共源共栅晶体管布置以及耦合到所述第二信号输出的第二共源共栅晶体管布置。
装置可以进一步包括耦合到所述第一和第二晶体管的所述控制输入的第一偏置电流。
装置可以进一步包括耦合到所述第一信号输出的第一电流镜和耦合到所述第二信号输出的第二电流镜。
装置可以进一步包括并行耦合到所述第一电流镜的第三电流镜，以及并行耦合到所述第二电流镜的第四电流镜。
装置可以进一步包括耦合到所述第三和第四电流镜的电压端子的第二偏置电流。
所述第一电流镜可以包括第一晶体管对，所述第一晶体管对的第一晶体管相对于所述第一晶体管对的第二晶体管被放大M倍，以及所述第二电流镜可以包括第二晶体管对，所述第二晶体管对的第一晶体管相对于所述第一晶体管对的第二晶体管被放大M倍。
装置可以进一步包括差分跨导放大器，所述差分跨导放大器的第一输入耦合到所述第一信号输出，并且所述差分跨导放大器的第二输入耦合到所述第二信号输出，所述差分跨导放大器的第一输出耦合到第一电压输出，以及所述差分跨导放大器的第二输出耦合到第二电压输出。
装置可以进一步包括差分放大器，所述差分放大器的第一输入耦合到位于所述第一电压输出和第二电压输出之间的节点，所述差分放大器的第二输入耦合到参考电压，以及所述差分放大器的输出耦合到所述第一晶体管的所述控制输入以及所述第二晶体管的所述控制输入。
装置可以进一步包括第一电阻器，其耦合到所述差分跨导放大器的所述第一输入和所述差分跨导放大器的第一输出之间，以及第二电阻器，其耦合到所述差分跨导放大器的所述第二输入和所述差分跨导放大器的所述第二输出之间。
装置可以进一步包括传感器布置，所述传感器布置的第一输出耦合到所述第一信号输入，并且所述传感器布置的第二输出耦合到所述第二信号输入。
装置可以进一步包括至少一个可调整电流源，其耦合到所述第一信号输入和第二信号输入。
在一些实施例中，提供一种方法，包括：
向跨导线性网提供输入信号，以及
将所述跨导线性网的输出的共模分量调节为一个值。
提供输入信号可以包括使用运动传感器捕获运动，以及将对应于被捕获运动的输入信号提供给跨导线性网。
方法可以在以上讨论的任一装置中实现，而且是独立于装置的。
现在转向附图，图1中示出了根据实施例的装置示意框图。
图1的装置包括传感器布置10，例如包括移动传感器、霍尔传感器、其他磁传感器或任意其他种类的传感器的传感器布置，其输出信号s1，s2。在一些实施例中，信号s1，s2相互之间相关，从而使得当信号s1增加时(即信号s1的电压和/或电流等增加)，信号s2减小，并且反之亦然。
信号s1，s2可以具有共模分量，例如共模电流分量，以及差分分量。
信号s1和s2可以是电流信号，但在一些实施例中也可以是电压信号。在一些实施例中，在电压信号的情况下，可以提供电压到电流的转换以基于电压信号生成电流信号。
信号s1，s2被提供给在一些实施例中可以与控制回路13一起使用的跨导线性网11，以根据信号s1，s2在输出节点12处输出信号，其中，信号s1，s2的共模分量已经被调节到期望的参考信号水平。跨导线性网11是电路，其包括将信号的线性行为转换成对数或指数行为的元件。这样的元件可以包括双极晶体管和/或可以包括场效应晶体管，像操作在亚阈值区的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
在节点12处提供的信号可以然后被进一步处理。在一些实施例中，在将信号s1和s2馈送到跨导线性网11之前，也可以对它们进行处理，例如对它们进行调节。而且，在一些实施例中，代替单个输出节点12，可以提供两个输出节点用于输出两个输出信号，例如一个输出信号基于s1，而另一个输出信号基于s2。
应当注意的是，像图1中所示出的装置，其包括传感器布置10与像跨导线性网11的另外部件一起从而为系统的剩余部分或其他部件将传感器布置10的输出信号处理为在输出比如节点12处可用的对应的已处理输出信号，该装置有时也称为编码器，例如在传感器布置10包括运动传感器的情况下为运动编码器。
下面将更详细地描述图1的实施例的各种部件的实施方式示例。
运动编码器，例如图1中的装置，典型地依赖许多单元的传感器阵列，例如光电二极管，其中每一单个传感器单元可以被对应的发射极源比如发光二极管或其他光源所激励。
现在将参考图2描述本文所描述的一些实施例中可用的示例传感器布置。图2的传感器布置是运动传感器布置，用于检测轴23的旋转运动。为此，包括环形码带24的码盘22被安装到轴23的末端。码带24包括透明部分和不透明部分。一个或多个光源20发射出指向码带24的一束或多束光束25。落入码带24的透明部分的光束25继续到一个或多个传感器21。当码盘22与轴23一起旋转时，透明和不透明部分的位置改变了，其注册到一个或多个传感器21上，因此能够检测和量化旋转运动。应当注意的是，通常，代替透明和不透明部分，具有不同等级透明性的部分可以用在各种实施例中，只要对应的传感器能够检测不同等级的透明性。
应当注意的是，当在图2的情况下一个或多个光源20和传感器21是静止的，然而第三元件，在该情况下是码盘22，是运动的，因此调制由一个或多个光源20发射的光束。在其他实施例中，例如，传感器可以安装到码盘22上，或光源可以安装到码盘22上或与感兴趣的移动部分相关的其他移动元件上。
而且，在其他实施例中，代替如图2所示的光传感器，可以使用磁传感器。在运动传感器的情况下，磁体可以安装到码盘22，并且类似霍尔传感器的磁传感器可以毗邻码盘定位从而检测由码盘22及其磁体的移动所引起的磁场的变化。
在图3中示出了可用在实施例中的运动传感器布置，如图2所示的旋转运动传感器或线性运动传感器的更详细部分视图。在图3的传感器中，码带32被示出为具有可替换的透明部分(白色所示)和不透明部分(黑色所示)。码带32可以是位于类似图2的码盘22的码盘上的码带，或者也可以是耦合到线性移动元件以检测其线性运动的线性码带。图3的传感器布置进一步包括发光二极管30作为光源，其嵌入透镜31中。透镜31主要生成平行光束，如落到码带22上的由箭头所指示的。如图3所示意性示出的，落到码带32的透明部分的光线的仪一部分穿过码带32，并且落到光电二极管阵列33上。光电二极管阵列33包括在图3中由正方形符号表示的多个光电二极管，其因此能够检测透明部分(其中光落到光电二极管阵列33上)以及不透明部分(其中没有光落到光电二极管阵列33上)的位置，并且因此能够检测码带32的运动。
将参考图4A-4C进一步解释该运动检测。图4A-4C示出了像图3的传感器布置的传感器布置的一部分，尤其是两个光电二极管元件41，42。光电二极管元件41包括光电二极管43和由电流表44符号表示的、指示光电二极管43生成的光电流的估计。类似地，光电二极管布置42包括光电二极管45和由电流表46符号表示的估计。在图4A-4C中，示出了码带40的一部分，其位置对于图4A、4B和4C的每一情况是不同的。
在图4A中，码带40被定位，从而使得不透明部分位于光电二极管43的前面，而透明部分位于光电二极管45的前面。因此，如箭头指示的，光电二极管45被照亮，而光电二极管43未被照亮。因此，光电二极管43不生成电流，而光电二极管45生成高电流。
在图4B中，码带40的不透明部分位于光电二极管43和45之间的中间位置。因此，两个光电二极管经由相邻的透明部分接收一些光，并且光电二极管43和45二者都生成中间电流。最后，在图4C的情况下，码带40的不透明部分在光电二极管45的前面，而不透明部分在光电二极管43的前面。因此，在图4C的情形下，光电二极管43生成相对大的电流(与图4A中的光电二极管45相似)，而光电二极管45不生成电流。
当码带40连续移动时，如图4A-4C的示例明显看出当光电二极管43传送的电流增加时，光电二极管55传送的电流减小，并且反之亦然。
在一些情况下，为了采用这样的运动传感器布置来检测和测量运动和速度，使用至少两个交错的传感器阵列。使用这样的交错的传感器阵列的示例实施例在图5中被示意性地示出。
在图5的实施例中，传感器布置包括第一阵列的传感器50A-50D，共同称为传感器50或传感器阵列50，第二阵列的传感器51A-51D，共同称为传感器51或传感器阵列51。尽管在图5的示例中每个传感器阵列都包括四个传感器，但是这仅仅是作为示例，根据将被获取的分辨率可以提供任意期望数目的传感器。传感器50和51可以包括光传感器像光电二极管、光电晶体管，或磁传感器像霍尔传感器，如上所解释的那样。在图5的示例中，传感器50和51是依赖将被测量的量来生成电流的传感器，例如依赖落到传感器上的光或作用到传感器上的磁场。传感器50和51中的一个端子耦合到偏置电压52.
传感器50的第二端子耦合在一起从而计算输出电流的总和，并且类似地，传感器51的第二端子耦合在一起从而计算输出电流的总和。传感器50，51以交错的方式布置，从而使得在空间布置中，来自第一传感器阵列的传感器50跟在第二传感器阵列的传感器51之后。例如，当如上解释的码带或光源通过传感器布置的前面时，可替换地，第一阵列的传感器和第二阵列的传感器被照亮。
图5的实施例中，每个传感器50、51一旦其被激励就发出电流。例如，在给定的时间点，所有传感器50可以被光激励(例如由于码带的透明部分在它们前面)，并且因此提供最大的电流，同时传感器51没被照亮，例如由于它们前面的不透明部分，并且因此不发出电流。当码带移动时，发生了逐渐的改变，如已经参考图4解释的。传感器50和51生成的电流的确切形状可以依赖于传感器响应、现有元件的响应、系统的条件像机械属性、环境条件和两组之间的交叠程度。通常，第一传感器阵列50的输出电流I50可以被写为
I50＝IP(1-f(x(t))) (1)，
并且第二传感器阵列51的输出电流I51可以被写为
I51＝IPf(x(t)) (2)，
其中，x(t)描述了码带或发射极根据时间的位置，并且f描述了包含以上提到的响应和机械安装在内的功能关系。在传感器和发射极圆形放置的情况下，输出响应变为周期性，例如在如图2所示的圆形码带24的情况下，以上等式(1)和(2)中的周期p。IP代表最大电流，而在一些实施例中f满足条件
0≤f(x(t))≤1 (3)。
应当注意的是，已经参考图4描述了该情况，特别是在不透明部分直接放在对应的光电二极管前面的情况下的零电流发射，代表了一种理想的情况。这样的理想情况将对应于与图6中的线60，即周期性三角信号，相对应的电流行为。然而，在真实系统中，传感器完美的照亮和完美的失光也许是不可能的。例如，由于物理限制，将存在通常照亮所有传感器的一部分辐射，或一种背景辐射。这引起与该辐射的幅度成比例的连续乱真基线输出信号。通常，对传感器使用越强的辐射，基线也变得越强，而且有用的信号也同样程度地变得更大。每一传感器阵列或组，例如图1中传感器50和传感器51，总的输出可以被分为共模(基线)分量和差分分量，差分分量是实际上可用于运动编码的分量。
例如，在图6中，曲线61示意性地示出了真实信号，其通常不下降到零，而是保持为对应于上述基线的特定最低水平。应当注意的是，等式(1)和(2)仍然应用，因为共模和差分分量二者都可以由函数f(x(t))表示。根据系统的物理实施方式和限制，差分分量和共模分量之间的比率可以变化。然而，对于特定实施方式，这些分量之间的比率可以至少是近似固定的。因此，在这样的情况下，共模分量和差分模式分量两者可以单独地用作总体信号强度的测量。
应当注意的是，尽管在图5中传感器输出电流，以上说明还应用于输出电压的传感器。此外，通过本领域技术人员熟知的适当的电压到电流转换器，电压可以转换为电流，并且因此以下基于生成电流的传感器的说明也同样适用于结合对应的电压到电流转换器生成电压的传感器。
在图5的实施例中，传感器50和51的输出信号被馈送到电流调节框55，其可以通过放大、阻抗匹配、滤波等执行信号的处理从而使得信号更好地适于后续的部件使用。
此外，根据传感器布置的机械系统部分的实施方式以及它们随着时间的损耗，以及还根据环境条件，生成的信号的幅度可以随着时间变化。例如，当光源老化并且可能在几十dB范围内变化时，光源所生成的激励辐射的幅度可能降低，并且在一些情况下甚至共模分量和差分分量之间的比率可能一定程度地变化。然而，在一些情况下，可能要求编码器，例如图5的装置的信号输出具有在预定期望范围内的输出信号强度。因此，图5的实施例包括自动增益控制电路56，其调整输出信号水平至少近似于期望的水平。
在实施例中，自动增益控制电路56可以包括跨导线性网，例如具有控制回路的跨导线性网，如已经参考图1所说明的。在一些实施例中，一个因此实现的自动增益控制电路56可以有比常规解决方案更高的线性，这是所期望的，因为在一些情况下信号具有已经在传感器水平上引入的一些非线性(如图6所示，其中真实信号61相比信号60具有非线性)，从而使得有助于通过自动增益控制不引入额外的非线性。
根据实施例的跨导线性网的示例被示出在图7中。在图7的实施例中，跨导线性网基于N沟道MOSFET晶体管T1-T4。然而，在其他实施例中，可以使用其他种类的晶体管，像其他类型的场效应晶体管如PMOS场效应晶体管，或双极面结型晶体管如PNP或NPN晶体管。场效应晶体管的栅极端子和双极晶体管的基极端子可以共同称为控制端子，而偏置双极晶体管的集电极/发射极以及场效应晶体管的源极/漏极端子可以简单地称为端子。
在图7的实施例中，晶体管T3相对于晶体管T1被放大N倍(即，T3的尺寸像沟道宽度或沟道长度是N倍长)，并且晶体管T4以相似的方式相对于晶体管T2被放大N倍。传感器布置传送的输入电流标记为Iinf(x(t))以及Iin(1-f(x(t)))，对应于参考等式(1)和(2)讨论的输入电流，下标in仅表示其是输入电流。VB1到VB4表示偏置电压。晶体管T4和T3的栅电极被偏置偏置电压VB3，而晶体管T1和T2的栅电极经由偏置电压VB4加以偏置。对应的输出电流被标记图1中的Iout1和Iout2。图7的实施例中的VB3和VB4可以被选择从而使得晶体管T1到T4操作在弱反向区以得到期望的输入电流范围。在该情况下还有在使用双极晶体管的实施方式中，栅极源电压和对应的漏极电流(或在双极晶体管情况下，基极发射极电压和集电极电流之间的关系)的关系是成指数的。在这样的情况下，对于满足等式(3)的输入电流，当输出电流的总和保持恒定在值Iconst时，例如下面将进一步解释的，下面的关系是有效的：
Iout1+Iout2＝Iconst (4)
Iout1＝Iconst(1-f(x(t))) (5)
Iout2＝Iconstf(x(t)) (6)
其中关系是有效的对于：
Iconst<Iin。 (7)
尽管在实施例中NMOS晶体管T1到T4被设计和偏置以至于它们在整个操作范围内停留在弱反向，即对于所有输入电流，在其他实施例中对于输入电流的一些值而言弱反向可以被留下。在这样的情况下，电路的线性通常小于操作在弱反向的电路或基于双极晶体管的电路。然而，对于一些应用，降低的线性可以是可接受的或甚至期望的。
通过调整偏置电压VB4，相应地两个输出电流Iout1和Iout2的总和的幅度可以例如被调整。特别地，如图7的箭头所示意示出的，一部分输入电流Iin(1-f(x(t)))经由晶体管T1被转发以形成输出电流Iout1，然而另一部分经由晶体管T3被“转储”到VB2。以相似的方式，一部分输入电流Iinf(x(t))经由晶体管T2被转发以作为输出电流Iout2，然而另一部分经由晶体管T4被“转储”到VB2。通过调整VB4可以调整被转发到各自输出的部分以及被转储给VB2的部分之间的关系。因此，通过相应地调节VB4，两个输出电流Iout1和Iout2的总和可以被调整为期望的水平。
将注意的是，在以上描述的情形下，当例如使用如参考图2-4所讨论的传感器布置是，Iout1+Iout2是差分输出信号Iout2-Iout1的共模分量的两倍。因此，将两个输出电流Iout1和Iout2的总和调节为期望的值Iconst等于调节了输出共模分量(Iout1+Iout2)/2。如上所解释的，由于在许多传感器阵列中的系统的机械属性，共模分量和差分分量本质上具有固定的比率，并且因此将Iconst设置为期望的水平也确定了位于输出处的差分分量的幅度。因此，通过将Iconst调节为期望的水平，例如通过相应地设置图7中的偏置电压VB4(或相应地设置VB3)，或通过不同种类的调节，可以实现仅依赖于Iconst和输入信号的共模分量与差分分量之间的比率的自动增益控制。
如上提到的，在一些实施例中，共模分量被调节到期望的水平，因此也根据差分分量和共模分量之间的比率调节了差分分量。在一些实施例中，能够积极调整共模分量和差分分量之间的该比率是可以期望的。图8中示出了适合这样的调整的跨导线性网的示例。
图8的实施例的跨导线性网很大程度上对应于图7的实施例，并且对应的元件将不再次描述。
另外，图8的实施例包括可控制的电流源IGCTRL，其将与输入电流Iin(1-f(x))和Iinf(x)相同的电流馈送给跨导线性网。可控制电流源IGCTRL可以例如经由虚箭头线80所符号表示的控制信号来控制。通过调整由可控制电流源IGCTRL生成的电流，可以通过增加额外的共模电流或通过减少共模电流来修改输入电流的共模分量。因此，共模分量和差分分量之间的比率也可以被修改，并且因此增益也可以被修改。
可以应用不同的方法和概念将共模输出电流，即Iout1+Iout2，调节为期望的值，因此确定输出信号幅度。例如，如上所解释的偏置电压VB4或对应的电流可以被修改。现在将参考图9和10来描述用于调节的另外可能性。
在图9中，提供了跨导线性网，将共模输出电流Iout1+Iout2调节为期望值Iconst。图9的实施例包括已经参考图7描述的元件，尤其是晶体管T1到T4，其将不再次被详细描述。此外，图9的实施例包括晶体管T5到T16，其被耦合到晶体管T1到T4，如图9所详细示出的。晶体管T5相对于晶体管T6被放大N倍，并且晶体管T8相对于晶体管T7被放大N倍。T5到T8组成增加到图7的跨导性网的共源共栅，其在一些实施例中可能必须获取更好的匹配。共源共栅，如本领域技术人员已知的，是特定晶体管布置，其可以使用场效应晶体管和使用双极晶体管以及对应于图9所示的配置来加以实现。
此外，相对于在图9中标记的相应其他晶体管，晶体管T9和T10、T11和T12、T13和T14以及T15和T16每一个组成电流镜，被标记M的晶体管被放大M倍，其中M可以等于或不等于N。VB5组成用于偏置晶体管T5至T8的栅极的另外的偏置电压。输出电流Iout1和Iout2被当前电流镜反射成输出电流Iout_mir1和Iout_mir22。此外，在图9的实施例中，通过分别供应电流IB1和IB2的两个电流源IB1，IB2，共模输出电流Iout1+Iout2被调节为Iconst。IB2被耦合到栅极端子T1和T2，而IB2被耦合到T14，T15的端子。
在图9的实施例中，特别是Iout1+Iout2，即共模分量，被调节为由
给出的Iconst。
可以看出，通过偏置电流IB1和IB2确定Iconst，并且因此Iconst依赖于输入信号。因此，Iconst被调节为期望的值。那么镜像的输出流Iout_mir1和Iout_mir22为
Iout mir1＝MIconst(1-f(x(t))) (9)
Iout mir2＝MIconstf(x(t)) (10)，
根据等式(8)，等式(9)和(10)中的Iconst通过IB1和IB2确定。
图10中示出了另外的实施例。再一次，提供了包括晶体管T1到T4并且从如前所讨论的传感器布置接收输入电流的跨导线性网。差分跨导放大器101从晶体管T1，T2接收输出电流，并且将它们转换为电压信号Vout1，Vout2。并行于差分跨导放大器101反馈电阻器RFB被提供。差分输出电压是Vout2-Vout1。
共模电压在两个电阻器RCM_O之间被分接，并被馈送到差分放大器102的正输入。参考电压VREF被馈送到差分放大器102的负输入。差分放大器102的输出对晶体管T1和T2进行偏置(并且因此提供了对应于图7的偏置电压VB4的电压)。经由差分放大器102因此提供了控制回路，其将共模输出电压调节为VREF。该控制回路将流入电阻器RFB的共模电流，即Iconst/2＝(Iout1+Iout2)/2，设置为(VREF-VB2)/RFB。换言之，对于图10的实施例，下面的等式适用：
Vout1＝RFBIconst(1-f(x(t))) (12)
Vout2＝RFBIconstf(x(t)) (13)。
因此，在该情况下，输出电压Vout1和Vout2被调节成期望的水平。在需要输出电流的情况下，使用电压到电流转换器，Vout1和Vout2可以被转换为相应的电流。
在图11中，示出了图示出方法的实施例的流程图。尽管图11的方法被表示为一系列动作或事件，但应当注意的是所描述的动作或事件没有必要按照所示的顺序来执行，也可以以不同的顺序或相互之间同时执行。
在111处，例如从传感器布置提供一个或多个输入信号到跨导线性网。
在112处，跨导线性网的共模输出被调节为期望的值，例如使用控制回路。
图11的方法可以例如使用参考图1-10所描述的实施例加以实现。
如能够从上述详细描述中看出的那样，在不背离本发明的范围的情况下，各种修改和替换是可能的。因此，上述实施例不被认为以任何方式限制范围，而是仪意在提供说明性的实施方式示例。此外，对实施例之一而言描述的修改和替换也可以应用到描述的其他实施例，除非另外特别说明。
Claims (22)
1.一种用于信号处理的装置，包括：
信号输入，
跨导线性网（11；T1-T4），所述跨导线性网的输入耦合到所述信号输入，
传感器布置（10；21；33；50；51），所述传感器布置（10；21；33；50；51）的输出耦合到所述信号输入，其中所述传感器布置（10；21；33；50；51）包括第一传感器阵列和第二传感器阵列，以与所述第二传感器阵列的传感器交错的方式布置所述第一传感器阵列的传感器，以及
控制电路（13；T9-T16；101，102），被配置为将位于所述跨导线性网（11；T1-T4）的输出处的输出信号的共模分量调节成预定的值，
其中，所述控制电路是耦合到所述跨导线性网的所述输出的回路。
2.根据权利要求1的装置，其中所述跨导线性网的输入是差分输入，以及所述跨导线性网（11；T1-T4）的输出是差分输出。
3.根据权利要求1或2的装置，其中所述共模分量被调节为独立于位于所述信号输入处的共模分量的值（Iconst）。
4.根据权利要求1的装置，其中所述传感器布置（10；21；33；50；51）被配置为在所述传感器布置的输出处输出第一信号，以及在所述传感器布置的另外的输出处输出第二信号，
其中当所述第二信号减小时所述第一信号增加，以及其中当所述第二信号增加时所述第一信号减小。
5.根据权利要求1或2的装置，其中所述信号输入包括：
第一信号输入，以及
第二信号输入，以及
其中所述跨导线性网包括：
第一晶体管（T1），其包括耦合到所述第一信号输入的第一端子，耦合到第一信号输出的所述第一晶体管（T1）的第二端子，以及控制端子，
第二晶体管（T2），其包括耦合到所述第二信号输入的第一端子，耦合到第二信号输出的第二端子，以及控制端子。
6.根据权利要求5的装置，
其中所述第一晶体管（T1）的所述控制端子耦合到所述第二晶体管（T2）的所述控制端子。
7.根据权利要求6的装置，
第三晶体管（T3），其包括耦合到所述第一信号输入的第一端子、耦合到第一偏置电压的第二端子，以及耦合到第二偏置电压的控制端子，以及
第四晶体管（T4），其包括耦合到所述第二信号输入的第一端子、耦合到所述第一偏置电压的第二端子，以及耦合到所述第二偏置电压的控制端子。
8.根据权利要求7的装置，其中所述第三晶体管（T3）相对于所述第一晶体管（T1）被放大N倍，以及所述第四晶体管（T4）相对于所述第二晶体管（T2）被放大N倍。
9.根据权利要求5的装置，进一步包括耦合到所述第一信号输出的第一共源共栅晶体管布置（T5，T6）以及耦合到所述第二信号输出的第二共源共栅晶体管布置（T7，T8）。
10.根据权利要求5的装置，进一步包括耦合到所述第一（T1）和第二（T2）晶体管的所述控制端子的第一偏置电流（B2）。
11.根据权利要求5的装置，进一步包括耦合到所述第一信号输出的第一电流镜（T9，T10）和耦合到所述第二信号输出的第二电流镜（T11，T12）。
12.根据权利要求11的装置，进一步包括并行耦合到所述第一电流镜（T9，T10）的第三电流镜（T13，T14）以及并行耦合到所述第二电流镜（T11，T12）的第四电流镜（T15，T16）。
13.根据权利要求12的装置，进一步包括耦合到所述第三和第四电流镜（T13-T16）的电压端子的第二偏置电流（B1）。
14.根据权利要求11的装置，其中所述第一电流镜（T9，T10）包括第一晶体管对，所述第一晶体管对的第一晶体管（T9）相对于所述第一晶体管对的第二晶体管（T10）被放大M倍，以及其中所述第二电流镜（T11，T12）包括第二晶体管对，所述第二晶体管对的第一晶体管（T12）相对于所述第一晶体管对的第二晶体管（T11）被放大M倍。
15.根据权利要求5的装置，进一步包括差分跨导放大器（101），所述差分跨导放大器（101）的第一输入耦合到所述第一信号输出，以及所述差分跨导放大器的第二输入耦合到所述第二信号输出，所述差分跨导放大器的第一输出耦合到第一电压输出，以及所述差分跨导放大器的第二输出耦合到第二电压输出。
16.根据权利要求15的装置，进一步包括差分放大器（102），所述差分放大器（102）的第一输入耦合到位于所述第一电压输出和第二电压输出之间的节点，所述差分放大器（102）的第二输入耦合到参考电压，以及所述差分放大器的输出耦合到所述第一晶体管（T1）的所述控制端子以及所述第二晶体管（T2）的所述控制端子。
17.根据权利要求1或2的装置，进一步包括至少一个可调整电流源，其耦合到所述信号输入。
18.根据权利要求1或2的装置，其中所述共模分量是电压或电流。
19.根据权利要求15的装置，其中所述共模分量是所述跨导线性网的交错输出信号的共模电压。
20.根据权利要求15的装置，其中所述共模分量是交错输出信号的共模电压。
21.一种用于信号处理的方法，包括：
向跨导线性网（11；T1-T4）提供输入信号，以及
通过将回路的输入耦合到所述跨导线性网的输出并将所述回路的单个端输出耦合到所述跨导线性网的反馈输入，将所述跨导线性网的输出的共模分量调节为预定值。
22.根据权利要求21的方法，其中提供输入信号包括使用运动传感器捕获运动，以及将对应于被捕获运动的输入信号提供给所述跨导线性网（11；T1-T4）。
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