CN104697658B - 一种传感器电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器电路，包括：电流传感单元及其反馈单元；所述电流传感单元适于在输入的时钟信号的第一相位，将第一电流等于所述第一输入电流、第二电流等于第二输入电流；还适于在所述时钟信号的第二相位，将第一电流等于所述第二输入电流、第二电流等于所述第一输入电流；所述反馈单元包括适于在输入的时钟信号的第三相位输出第一反馈信号以调整所述第一输入电流和第二输入电流、在输入的时钟信号的第四相位输出第二反馈信号以调整所述第一输入电流和第二输入电流，以使所述第一输入电流和第二输入电流相匹配。本发明能够弱化传感器电路器件制作工艺对所述传感器电路输出精度的影响。

Description

一种传感器电路

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种传感器电路。

背景技术

随着IC工艺技术的发展，在相同工艺下实现智能传感器的集成是一个重要趋势。在标准CMOS工艺下将传感器和其他电路相结合，不仅能够减少电路的复杂程度，还能降低封装价格，实现低成本的大批量生产，具有更好的市场竞争能力。同时集成的信号处理(包括A/D转换等)和纠错诊断等电路也能够进一步增强传感器的功能。另外，集成系统在功耗、面积。可靠性上也比分散式系统更具优越性。

但是，在标准的CMOS集成工艺下实现的传感器电路可能存在失调现象，其内部器件还或许存在器件匹配问题；现有技术的传感器电路受制作工艺的影响，内部器件的失调电压和适配参数之间存在差异，导致传感器电路在灵敏度和精确度方面有所欠缺。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题为，如何弱化传感器电路器件制作工艺对所述传感器电路输出精度的影响。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种传感器电路，适于根据感应信号输出传感信号，包括：电流传感单元及其反馈单元；

所述电流传感单元包括第一节点至第四节点、第一温控节点和第二温控节点，所述第一节点连接至第一输入电流，所述第二节点连接至第二输入电流；所述电流传感单元适于根据所述第一输入电流和第二输入电流在第三节点输出第一电流、在第四节点输出第二电流，所述第一温控节点连接至所述第一电流以使所述第一温控节点产生第一温控电压，所述第二温控节点连接至所述第二电流以使所述第二温控节点产生第二温控电压，所述感应信号基于所述第一温控电压和第二温控电压；在输入的时钟信号的第一相位，所述第一电流等于所述第一输入电流，所述第二电流等于所述第二输入电流，在所述时钟信号的第二相位，所述第一电流等于所述第二输入电流，所述第二电流等于所述第一输入电流；

所述反馈单元包括第一反馈输入端、第二反馈输入端及反馈输出端，所述第一反馈输入端连接至所述第三节点，所述第二反馈输入端连接至所述第四节点，所述反馈输出端适于：

在输入的时钟信号的第三相位输出第一反馈信号以调整所述第一输入电流和第二输入电流、在输入的时钟信号的第四相位输出第二反馈信号以调整所述第一输入电流和第二输入电流，以使所述第一输入电流和第二输入电流相匹配。

可选的，所述电流传感单元还包括：电流镜单元、第一斩波单元、电阻单元、第一双极性晶体管和第二双极性晶体管；

所述电流镜单元输出所述第一输入电流的一端连接至所述第一节点，输出所述第二输入电流的一端连接至所述第二节点；

所述第一斩波单元包括第一斩波输入端、第二斩波输入端、第一斩波输出端和第二斩波输出端，所述第一节点连接至所述第一斩波输入端，所述第二节点连接至所述第二斩波输入端；所述第一斩波输出端连接至所述第三节点，所述第二斩波输出端连接至所述第四节点；

所述电阻单元的一端连接至所述第三节点，另一端连接至所述第一温控节点；

所述第一双极性晶体管和第二双极性晶体管各自为二极管连接；所述第一双极性晶体管的发射极连接至所述第一温控节点，集电极连接至对地电平；所述第二双极性晶体管的发射极连接至所述第二温控节点，集电极连接至对地电平；所述时钟信号的第一相位和第二相位与所述第一斩波单元的工作频率相关。

可选的，所述电流镜单元包括：第一PMOS管和第二PMOS管；

所述第一PMOS管和第二PMOS管形成电流镜结构，所述第一PMOS管和第二PMOS管的源极分别连接至电源电压；第一PMOS管的漏极连接至所述第一节点，栅极连接至所述反馈输出端；第二PMOS管的漏极连接至所述第二节点，栅极连接至所述反馈输出端。

可选的，所述反馈单元包括：第一运算放大器和第二斩波单元；

所述第一运算放大器包括第一正端、第一负端、第一正向输出端及第二负向输出端，所述第二斩波单元包括第一调制单元和第一解调单元，所述第一调制单元包括第一调制输入端、第二调制输入端、第一调制输出端和第二调制输出端，所述第一解调单元包括第一解调输入端、第二解调输入端、第一解调输出端和第二解调输出端；

所述第一调制输入端连接至所述第一反馈输入端，所述第二调制输入端连接至所述第二反馈输入端，所述第一调制输出端连接至所述第一负端，所述第二调制输出端连接至所述第一正端，所述第一正向输出端连接至所述第一解调输入端，所述第一负向输出端连接至所述第二解调输入端，所述第一解调输出端和第二解调输出端分别连接至所述反馈输出端；所述时钟信号的第三相位和第四相位与所述第二斩波单元的工作频率相关。

可选的，所述传感器电路还包括：选择单元；

所述选择单元包括第一选择节点、第二选择节点和第三选择节点，所述第一选择节点连接至所述第一温控节点，所述第二选择节点连接至所述第二温控节点；所述选择单元适于根据所述第一温控电压和第二温控电压在接收第一选择信号时在所述第三选择节点输出第一感应信号、在接收第二选择信号时在所述第三选择节点输出第二感应信号，所述第一选择信号和第二选择信号与所述时钟信号相关，所述传感信号基于所述第一感应信号和第二感应信号被输出。

可选的，所述传感器电路还包括：数模转换单元和计算单元；

所述数模转换单元包括第一数模转换输入端、第二数模转换输入端和数模转换输出端，所述计算单元包括计算输入端和计算输出端；

所述第一数模转换输入端连接至参考信号，所述第二数模转换输入端连接至所述第三选择节点，所述数模转换单元适于接收所述第一感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第一感应信号和参考信号的第一比值、接收所述第二感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第二感应信号和参考信号的第二比值；

所述计算输入端连接至所述数模转换输出端，所述计算单元适于将所述第一比值和第二比值作差，以在所述计算输出端输出所述传感信号。

可选的，所述传感器电路还包括：第一缓冲单元和第二缓冲单元；

所述第一缓冲单元包括第一缓冲输入端、第二缓冲输入端和第一缓冲输出端；所述第一缓冲输入端连接至所述参考信号，所述第二缓冲输入端连接至所述第一缓冲输出端，所述第一缓冲输出端连接至所述第一数模转换输入端；

所述第二缓冲单元包括第三缓冲输入端、第四缓冲输入端和第二缓冲输出端；所述第三缓冲输入端连接至所述第三选择节点，所述第四缓冲输入端连接至所述第二缓冲输出端，所述第二缓冲输出端连接至所述第二数模转换输入端。

可选的，所述第一缓冲单元包括第二运算放大器和第三斩波单元；

所述第二运算放大器包括第二正端、第二负端及第二正向输出端和第二负向输出端，所述第三斩波单元包括第二调制单元和第二解调单元，所述第二调制单元包括第三调制输入端、第四调制输入端、第三调制输出端和第四调制输出端，所述第二解调单元包括第三解调输入端、第四解调输入端、第三解调输出端和第四解调输出端；

所述第三调制输入端连接至所述第一缓冲输入端，所述第四调制输入端连接至所述第二缓冲输入端，所述第二正端连接至所述第三调制输出端，所述第二负端连接至所述第四调制输出端，所述第二正向输出端连接至所述第三解调输入端，所述第二负向输出端连接至所述第四解调输入端，所述第三解调输出端和第四解调输出端分别连接至所述第一缓冲输出端；

所述第二缓冲单元包括第三运算放大器；

所述第三运算放大器包括第三正端、第三负端及第三输出端，所述第三正端连接至所述第三缓冲输入端，所述第三负端连接至所述第四缓冲输入端，所述第三输出端连接至所述第二缓冲输出端。

可选的，所述反馈单元包括：第一运算放大器和第二斩波单元；

所述第一运算放大器包括第一正端、第一负端、第一正向输出端及第二负向输出端，所述第二斩波单元包括第一调制单元和第一解调单元，所述第一调制单元包括第一调制输入端、第二调制输入端、第一调制输出端和第二调制输出端，所述第一解调单元包括第一解调输入端、第二解调输入端、第一解调输出端和第二解调输出端；

所述第一调制输入端连接至所述第一反馈输入端，所述第二调制输入端连接至所述第二反馈输入端，所述第一调制输出端连接至所述第一负端，所述第二调制输出端连接至所述第一正端，所述第一正向输出端连接至所述第一解调输入端，所述第一负向输出端连接至所述第二解调输入端，所述第一解调输出端和第二解调输出端分别连接至所述反馈输出端；所述时钟信号的第三相位和第四相位与所述第二斩波单元的工作频率相关；

所述传感器电路还包括：选择单元、第一缓冲单元、第二缓冲单元、数模转换单元和计算单元；

所述选择单元包括第一选择节点、第二选择节点和第三选择节点，所述第一选择节点连接至所述第一温控节点，所述第二选择节点连接至所述第二温控节点；所述选择单元适于根据所述第一温控电压和第二温控电压在接收第一选择信号时在所述第三选择节点输出第一感应信号、在接收第二选择信号时在所述第三选择节点输出第二感应信号，所述第一选择信号和第二选择信号与所述时钟信号相关；

所述数模转换单元包括第一数模转换输入端、第二数模转换输入端和数模转换输出端，所述第一数模转换输入端连接至参考信号，所述第二数模转换输入端连接至所述第三选择节点，所述数模转换单元适于接收所述第一感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第一感应信号和参考信号的第一比值、接收所述第二感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第二感应信号和参考信号的第二比值；

所述计算单元包括计算输入端和计算输出端，所述计算输入端连接至所述数模转换输出端，所述计算单元适于将所述第一比值和第二比值作差，以在所述计算输出端输出所述传感信号；

所述第一缓冲单元包括第一缓冲输入端、第二缓冲输入端、第一缓冲输出端、第二运算放大器和第三斩波单元，所述第二运算放大器包括第二正端、第二负端及第二正向输出端和第二负向输出端，所述第三斩波单元包括第二调制单元和第二解调单元，所述第二调制单元包括第三调制输入端、第四调制输入端、第三调制输出端和第四调制输出端，所述第二解调单元包括第三解调输入端、第四解调输入端、第三解调输出端和第四解调输出端；

所述第一缓冲输入端连接至所述参考信号，所述第二缓冲输入端连接至所述第一缓冲输出端，所述第一缓冲输出端连接至所述第一数模转换输入端；所述第三调制输入端连接至所述第一缓冲输入端，所述第四调制输入端连接至所述第二缓冲输入端，所述第二正端连接至所述第三调制输出端，所述第二负端连接至所述第四调制输出端，所述第二正向输出端连接至所述第三解调输入端，所述第二负向输出端连接至所述第四解调输入端，所述第三解调输出端和第四解调输出端分别连接至所述第一缓冲输出端；

所述第二缓冲单元包括第三缓冲输入端、第四缓冲输入端、第二缓冲输出端和第三运算放大器，所述第三运算放大器包括第三正端、第三负端及第三输出端；

所述第三缓冲输入端连接至所述第三选择节点，所述第四缓冲输入端连接至所述第二缓冲输出端，所述第二缓冲输出端连接至所述第二数模转换输入端；所述第三正端连接至所述第二缓冲输出端，所述第三负端连接至所述第四缓冲输入端，所述第三输出端连接至所述第二缓冲输出端。

可选的，所述第二斩波单元的工作频率为所述第三斩波单元工作频率的两倍，所述第二斩波单元的工作频率大于或等于所述第一斩波单元的工作频率。

本发明技术方案的有益效果至少包括：

本发明技术方案不仅对反馈单元(也即带隙基准放大单元)进行斩波调制，可消除反馈单元的失调现象，还能够电流传感单元的输入电流和第二输入电流进行电流匹配，以减小对传感信号的精度影响。

在可选方案中，电流传感单元包括晶体管的电流输出结构，本发明技术方案通过第一斩波单元和反馈单元，能够克服晶体管之间的匹配差异，保证传感器电路输出传感信号的稳定性。

在可选方案中，反馈单元(也即带隙基准放大单元)包括第一运算放大器和第二斩波单元，所述第一运算放大器具备失调电压，本发明技术方案通过第二斩波单元和所述电流传感单元，能够克服反馈单元的失调现象。

在可选方案中，缓冲单元也具备失调电压，本发明技术方案还考虑了对所述缓冲单元进行斩波调制，以提高传感器电路的传感灵敏性和输出精度。

此外，本发明技术方案还考虑了斩波调制中的相位因素，为了实现更好的斩波方式，使传感器电路内部各单元之间的输入输出参数匹配，在输出端减少参数不匹配的影响，进一步对斩波单元的工作频率做出限定，使各斩波单元的相位关系更适于传感器电路的稳定效用。

附图说明

图1为本发明技术方案提供的一种传感器电路结构示意图；

图2为本发明技术方案提供的一种带隙基准放大单元的结构示意图；

图3为本发明技术方案提供的另一种传感器电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、特征和效果能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示的一种传感器电路1，为一种温度传感器电路，包括电流传感单元10及带隙基准放大单元20。传感器电路1能够通过感应信号输出传感信号，以温度传感器为例，感应信号即为温度的感应信号，其与电流传感单元10输入电流的变化有关，所述传感信号即为传感器电路1的输出信号。

从图1可知：所述电流传感单元10包括第一节点至第四节点(101至104)、第一温控节点105和第二温控节点106，第一节点101连接至第一输入电流I1，所述第二节点102连接至第二输入电流I2；所述电流传感单元10适于根据所述第一输入电流I1和第二输入电流I2在第三节点103输出第一电流i1、在第四节点104输出第二电流i2，所述第一温控节点105连接至所述第一电流i1以使所述第一温控节点105产生第一温控电压V1，所述第二温控节点106连接至所述第二电流i2以使所述第二温控节点106产生第二温控电压V2，所述感应信号基于所述第一温控电压V1和第二温控电压V2。

在输入的时钟信号的第一相位，所述第一电流i1等于所述第一输入电流I1，所述第二电流i2等于所述第二输入电流I2，在所述时钟信号的第二相位，所述第一电流i1等于所述第二输入电流I2，所述第二电流i2等于所述第一输入电流I1。上述规定原则主要是由于在集成电路领域中，输入电流一般由晶体管提供，在本发明技术方案的传感器电路中，一般由两路输入电流，以感应输入电流随外部传感对象(比如温度)的变化，而作为传感器电路的感应基准。考虑到上述输入电流是由晶体管器件提供，其电流大小涉及晶体管之间的匹配问题，这里实际给出了一种斩波调制方式，以克服提供输入电流的对应晶体管结构之间的匹配问题。

具体的，提供上述第一输入电流I1和第二输入电流I2的晶体管结构可以是外界设备、也可以是所述传感器电路的内部设备。在本实施例中，所述电流传感单元10还包括电流镜单元107、第一斩波单元108、电阻单元109、第一双极性晶体管110和第二双极性晶体管111。电流镜单元107用于提供所述第一输入电流I1和第二输入电流I2，其中，所述电流镜单元107包括：第一PMOS管171和第二PMOS管172。

第一PMOS管171和第二PMOS管172形成电流镜结构，第一PMOS管171和第二PMOS管172的源极分别连接至电源电压Vdd；第一PMOS管171的漏极连接至所述第一节点101；第二PMOS管的漏极连接至所述第二节点102，栅极与第一PMOS管171的栅极相连。

所述第一斩波单元108包括第一斩波输入端181、第二斩波输入端182、第一斩波输出端183和第二斩波输出端184，所述第一节点101连接至所述第一斩波输入端181，所述第二节点102连接至所述第二斩波输入端182；所述第一斩波输出端183连接至所述第三节点103，所述第二斩波输出端184连接至所述第四节点104。第一斩波单元108实际用于实现上述输入电流I1、I2和电流i1、i2之间的调制关系。所述第一斩波单元108的工作频率决定了所述时钟信号的上述第一相位和第二相位，对于一个完整的时钟信号来说，在时域上第一电流i1和第二电流i1的数值等效于其在第一相位和第二相位幅度的平均值。上述输入电流I1、I2和电流i1、i2之间调制关系实际利用第一斩波单元108实现了克服晶体管工艺及型号匹配影响的斩波调制。

继续参考图1，电阻单元109的一端连接至所述第三节点103，另一端连接至所述第一温控节点105。第一双极性晶体管110和第二双极性晶体管111各自为二极管连接，即第一双极性晶体管110的集电极与基极相连，第二双极性晶体管111的集电极与基极相连。第一双极性晶体管110的发射极连接至第一温控节点105，集电极连接至对地电平；第二双极性晶体管111的发射极连接至所述第二温控节点106，集电极连接至对地电平。

除了上述结构所限定的电流传感单元10外，本实施例的带隙基准放大单元20实质作为一反馈单元，通过该反馈单元和上述第一斩波单元108来进一步消除传感器电路1中电流镜的失配问题。

继续参考图1，带隙基准放大单元20，包括第一反馈输入端201、第二反馈输入端202及反馈输出端203，第一反馈输入端201连接至所述第三节点103，所述第二反馈输入端202连接至所述第四节点104，反馈输出端203则连接至第一PMOS管171的栅极和第二PMOS管172的栅极。所述反馈输出端203适于：

在输入的时钟信号的第三相位输出第一反馈信号以调整所述第一输入电流I1和第二输入电流I2、在输入的时钟信号的第四相位输出第二反馈信号以调整所述第一输入电流I1和第二输入电流I2，以使所述第一输入电流I1和第二输入电流I2相匹配。这里的匹配主要指第一输入电流I1和第二输入电流I2之间电流值接近相同。

上述反馈信号的输出实际是对所述带隙基准放大单元20内的失调电压进行斩波调制以消除传感器电路失调现象。参考图2，图2是本实施例提供的一种带隙基准放大单元20的具体结构示意图。

带隙基准放大单元20包括第一运算放大器204和第二斩波单元；

第一运算放大器204包括第一正端241、第一负端242、第一正向输出端243及第二负向输出端244，所述第二斩波单元包括第一调制单元251和第一解调单元252，所述第一调制单元251包括第一调制输入端u11、第二调制输入端u12、第一调制输出端u13和第二调制输出端u14，所述第一解调单元252包括第一解调输入端u15、第二解调输入端u16、第一解调输出端u17和第二解调输出端u18。

第一调制输入端u11连接至所述第一反馈输入端201，所述第二调制输入端u12连接至所述第二反馈输入端202，所述第一调制输出端u13连接至所述第一负端242，所述第二调制输出端u14连接至所述第一正端241，所述第一正向输出端243连接至所述第一解调输入端u15，所述第一负向输出端244连接至所述第二解调输入端u16，所述第一解调输出端u17和第二解调输出端u18分别连接至所述反馈输出端203。所述时钟信号的第三相位和第四相位与所述第二斩波单元的工作频率相关。

由电流传感单元10及带隙基准放大单元20所限定的传感器电路能够适于解决传感器电路因输入电流失配导致的传感器集成系统的精度误差。传感器电路的输入电流失配主要由于上述电流镜单元107失配和反馈时第一运算放大器204的失调因素。下面分析本发明技术方案基于上述结构消除上述影响因素的原理：

记一个时钟信号里，第一相位Φbgi为图1中左边PMOS管171电流流向电阻109和三极管110的部分，第二相位Φbgi_bar为PMOS管172电流流向三极管111的部分，第三相位Φbgop为第一解调输出端u17的信号连接至反馈输出端203输出的部分，第四相位Φbgop_bar为第二解调输出端u18的信号连接至反馈输出端203输出的部分，有：

Φbgop至Φbgi相位，I11＝(V2+Vos,op-V1)/R,I21＝(1+x)×I11；

Φbgop_bar至Φbgi相位，I12＝(V2-Vos,op-V1)/R,I22＝(1+x)×I12；

Φbgop至Φbgi_bar相位，I13＝(V2-Vos,op-V1)/R，I23＝I13/(1+x)；

Φbgop_bar至Φbgi_bar相位，I14＝(V2+Vos,op-V1)/R，I24＝I14/(1+x)；

其中，I11至I14分别为输入电流I1在上述四个相位下的电流值，I21至I24分别为输入电流I2上述四个相位下的电流值。Vos,op为第一运算放大器204的失调电压(如图2所示)，R为所述电阻单元109的等效电阻值，(1+x)为所述第一PMOS管171和第二PMOS管172之间因工艺制造等因素造成的匹配数值，一般可认为x远小于1。

在上述一个时钟信号的四个相位下，取I11至I14的平均值作为输入电流I1的电流值、取I21至I24的平均值作为输入电流I2电流值。由于x远小于1(x＜＜1)时，1/(1+x)＝1-x，可得到输入电流I1满足：

I1＝(V2-V1)/R；

输入电流I2满足：

I2＝(V2-V1)/R。

基于上述分析可知，输入电流I1和输入电流I2的电流值相等，这表明运放的失调和电流镜的不匹配的因素已经得到消除。

如图1及图2所示的传感器电路是对传感器电路的电流感应单元和带隙基准放大单元进行了结构的改进及限定，传感器电路的其他结构可参考现有技术的传感器集成系统，基于上述获取与温度相关的温控电压或电流，能够基于所述温控电压或电流输出传感信号。

在本实施例基于上述传感器电路，还提供了一种如图3所示的传感器电路2，其包括了如上所述的电流感应单元10和带隙基准放大单元20，还包括：选择单元30、第一缓冲单元40、第二缓冲单元50、数模转换单元60和计算单元70。

选择单元30包括第一选择节点301、第二选择节点302和第三选择节点303，所述第一选择节点301连接至所述第一温控节点105，所述第二选择节点302连接至所述第二温控节点106；所述选择单元30适于根据所述第一温控电压V1和第二温控电压V2在接收第一选择信号时在所述第三选择节点303输出第一感应信号、在接收第二选择信号时在所述第三选择节点303输出第二感应信号，所述第一选择信号和第二选择信号与所述时钟信号相关，所述传感信号基于所述第一感应信号和第二感应信号被输出。所述第一选择信号可以基于或为所述时钟信号的高电平信号，所述第二选择信号可以基于或为所述时钟信号的低电平信号；所述第一选择信号和第二选择信号互为反相信号，其受系统输入的时钟信号控制其转换频率。

数模转换单元60包括第一数模转换输入端601、第二数模转换输入端602和数模转换输出端603。数模转换单元60旨在将感应信号与参考信号(在温度传感器时为温度参考信号)的比值输出以获得模数转换后的传感信号。参考图3可知，第一数模转换输入端601通过第一缓冲单元40连接至参考信号Vbg，第二数模转换输入端602通过第二缓冲单元50连接至感应信号Vin，其中，感应信号Vin可为第一感应信号，也可为第二感应信号：

所述数模转换单元60适于在接收所述第一感应信号(Vin)时，在所述数模转换输出端603输出所述第一感应信号(Vin)和参考信号Vbg的第一比值；也适于在接收所述第二感应信号(Vin)时，在所述数模转换输出端603输出所述第二感应信号(Vin)和参考信号Vbg的第二比值。

继续参考图3，计算单元70包括计算输入端701和计算输出端702。

其中，所述计算输入端701连接至所述数模转换输出端603，所述计算单元70适于将所述第一比值和第二比值作差，以在所述计算输出端702输出所述传感信号u。这里，计算单元70是根据时钟频率，将获取到的第一比值和第二比值相减，以获得最终的传感信号u。

第一缓冲单元40和第二缓冲单元50主要在传感器系统内起数据同步的协调作用。一般缓冲单元可以利用运算放大器制作。具体的，

第一缓冲单元40包括第一缓冲输入端401、第二缓冲输入端402和第一缓冲输出端403。所述第一缓冲输入端401连接至参考信号Vbg，第二缓冲输入端402连接至所述第一缓冲输出端403，所述第一缓冲输出端403连接至所述第一数模转换输入端601。

第二缓冲单元50包括第三缓冲输入端501、第四缓冲输入端502和第二缓冲输出端503；所述第三缓冲输入端501连接至所述第三选择节点303，所述第四缓冲输入端502连接至所述第二缓冲输出端503，所述第二缓冲输出端503连接至所述第二数模转换输入端602。

当所述第一缓冲单元40和第二缓冲单元50均包括运算放大器时，其也会发生失调现象，如图3所示：

第一缓冲单元40包括第二运算放大器404，第二运算放大器404具备失调电压Vos,op2；第二缓冲单元50包括第三运算放大器504，第三运算放大器504具备失调电压Vos,op3。

图3所示的传感器电路通过如下结构克服缓冲单元的失调现象：

第一缓冲单元40还包括第三斩波单元；

第二运算放大器404包括第二正端441、第二负端442及第二正向输出端443和第二负向输出端444，所述第三斩波单元包括第二调制单元405和第二解调单元406，所述第二调制单元405包括第三调制输入端451、第四调制输入端452、第三调制输出端453和第四调制输出端454，所述第二解调单元406包括第三解调输入端461、第四解调输入端462、第三解调输出端463和第四解调输出端464。

第三调制输入端451连接至所述第一缓冲输入端401，所述第四调制输入端452连接至所述第二缓冲输入端402，所述第二正端441连接至所述第三调制输出端453，所述第二负端442连接至所述第四调制输出端454，所述第二正向输出端443连接至所述第三解调输入端461，所述第二负向输出端444连接至所述第四解调输入端462，所述第三解调输出端463和第四解调输出端464分别连接至所述第一缓冲输出端403。

第三运算放大器504包括第三正端541、第三负端542及第三输出端543，第三正端541连接至所述第三缓冲输入端501，所述第三负端542连接至所述第四缓冲输入端502，所述第三输出端543连接至所述第二缓冲输出端503。

基于上述结构，对所述第三斩波单元设置合适的工作频率，可以使得数模转换单元的输出端的比值k：在一个时钟信号的第五相位Φbuf得到比值k1，在该时钟信号的第六相位Φbuf_bar得到比值k2，在该时钟信号的比值k则为上述比值k1和比值k2的平均值，即：

在一个时钟信号的第五相位Φbuf，k1＝(Vin+Vos,op3)/(Vbg+Vos,op2)；

在该时钟信号的第六相位Φbuf_bar，k2＝(Vin+Vos,op3)/(Vbg-Vos,op2)；

其中，第五相位Φbuf和第六相位Φbuf_bar与第三斩波单元的工作频率相关。此时，可得k＝(Vin+Vos,op3)×Vbg/(Vbg^2-Vos,op2^2)。通常情况下，设置Vbg＝1.2V，Vos,op2＝5mv，Vos,op2远小于Vbg，此时，可近似k＝(Vin+Vos,op3)/Vbg。

由于经计算单元70输出的传感信号u是一比值k’和第二比值k”的差值，设第一比值为Vin1，第二比值为Vin2，有：

u＝|k’-k”|＝|(Vin1-Vin2)/Vbg|。

从上式可知，图3所示传感器电路输出的传感信号u，不仅能够克服晶体管失配影响和带隙基准放大单元的失调现象，还能够解决缓冲单元中的失调现象。

由于时钟信号的相位选择和上述斩波单元的工作频率是密切相关的，在上述推导中，第一相位Φbgi需与第三相位Φbgop匹配，第二相位Φbgi_bar需与第四相位Φbgop_bar匹配，因此，可知第一斩波单元108的工作频率需与第二斩波单元的工作频率相等。但在其他实施方式中，可以降低斩波单元的工作频率，上述推导公式也成立。因此，可以基于如下原则选择各斩波单元的工作频率：所述第二斩波单元的工作频率为所述第三斩波单元工作频率的两倍，所述第二斩波单元的工作频率大于或等于所述第一斩波单元的工作频率。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种传感器电路，适于根据感应信号输出传感信号，其特征在于，包括：电流传感单元及其反馈单元；

所述电流传感单元包括第一节点至第四节点、第一温控节点和第二温控节点，所述第一节点连接至第一输入电流，所述第二节点连接至第二输入电流；所述电流传感单元适于根据所述第一输入电流和第二输入电流在第三节点输出第一电流、在第四节点输出第二电流，所述第一温控节点连接至所述第一电流以使所述第一温控节点产生第一温控电压，所述第二温控节点连接至所述第二电流以使所述第二温控节点产生第二温控电压，所述感应信号基于所述第一温控电压和第二温控电压；在输入的时钟信号的第一相位，所述第一电流等于所述第一输入电流，所述第二电流等于所述第二输入电流，在所述时钟信号的第二相位，所述第一电流等于所述第二输入电流，所述第二电流等于所述第一输入电流；

所述反馈单元包括第一反馈输入端、第二反馈输入端及反馈输出端，所述第一反馈输入端连接至所述第三节点，所述第二反馈输入端连接至所述第四节点，所述反馈输出端适于：

在输入的时钟信号的第三相位输出第一反馈信号以调整所述第一输入电流和第二输入电流、在输入的时钟信号的第四相位输出第二反馈信号以调整所述第一输入电流和第二输入电流，以使所述第一输入电流和第二输入电流相匹配。

2.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述电流传感单元还包括：电流镜单元、第一斩波单元、电阻单元、第一双极性晶体管和第二双极性晶体管；

所述电流镜单元输出所述第一输入电流的一端连接至所述第一节点，输出所述第二输入电流的一端连接至所述第二节点；

所述第一斩波单元包括第一斩波输入端、第二斩波输入端、第一斩波输出端和第二斩波输出端，所述第一节点连接至所述第一斩波输入端，所述第二节点连接至所述第二斩波输入端；所述第一斩波输出端连接至所述第三节点，所述第二斩波输出端连接至所述第四节点；

所述电阻单元的一端连接至所述第三节点，另一端连接至所述第一温控节点；

所述第一双极性晶体管和第二双极性晶体管各自为二极管连接；所述第一双极性晶体管的发射极连接至所述第一温控节点，集电极连接至对地电平；所述第二双极性晶体管的发射极连接至所述第二温控节点，集电极连接至对地电平；所述时钟信号的第一相位和第二相位与所述第一斩波单元的工作频率相关。

3.如权利要求2所述的传感器电路，其特征在于，所述电流镜单元包括：第一PMOS管和第二PMOS管；

所述第一PMOS管和第二PMOS管形成电流镜结构，所述第一PMOS管和第二PMOS管的源极分别连接至电源电压；第一PMOS管的漏极连接至所述第一节点，栅极连接至所述反馈输出端；第二PMOS管的漏极连接至所述第二节点，栅极连接至所述反馈输出端。

4.如权利要求1至3任一项所述的传感器电路，其特征在于，所述反馈单元包括：第一运算放大器和第二斩波单元；

所述第一运算放大器包括第一正端、第一负端、第一正向输出端及第二负向输出端，所述第二斩波单元包括第一调制单元和第一解调单元，所述第一调制单元包括第一调制输入端、第二调制输入端、第一调制输出端和第二调制输出端，所述第一解调单元包括第一解调输入端、第二解调输入端、第一解调输出端和第二解调输出端；

所述第一调制输入端连接至所述第一反馈输入端，所述第二调制输入端连接至所述第二反馈输入端，所述第一调制输出端连接至所述第一负端，所述第二调制输出端连接至所述第一正端，所述第一正向输出端连接至所述第一解调输入端，所述第一负向输出端连接至所述第二解调输入端，所述第一解调输出端和第二解调输出端分别连接至所述反馈输出端；所述时钟信号的第三相位和第四相位与所述第二斩波单元的工作频率相关。

5.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，还包括：选择单元；

所述选择单元包括第一选择节点、第二选择节点和第三选择节点，所述第一选择节点连接至所述第一温控节点，所述第二选择节点连接至所述第二温控节点；所述选择单元适于根据所述第一温控电压和第二温控电压在接收第一选择信号时在所述第三选择节点输出第一感应信号、在接收第二选择信号时在所述第三选择节点输出第二感应信号，所述第一选择信号和第二选择信号与所述时钟信号相关，所述传感信号基于所述第一感应信号和第二感应信号被输出。

6.如权利要求5所述的传感器电路，其特征在于，还包括：数模转换单元和计算单元；

所述数模转换单元包括第一数模转换输入端、第二数模转换输入端和数模转换输出端，所述计算单元包括计算输入端和计算输出端；

所述第一数模转换输入端连接至参考信号，所述第二数模转换输入端连接至所述第三选择节点，所述数模转换单元适于接收所述第一感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第一感应信号和参考信号的第一比值、接收所述第二感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第二感应信号和参考信号的第二比值；

所述计算输入端连接至所述数模转换输出端，所述计算单元适于将所述第一比值和第二比值作差，以在所述计算输出端输出所述传感信号。

7.如权利要求6所述的传感器电路，其特征在于，还包括：第一缓冲单元和第二缓冲单元；

所述第一缓冲单元包括第一缓冲输入端、第二缓冲输入端和第一缓冲输出端；所述第一缓冲输入端连接至所述参考信号，所述第二缓冲输入端连接至所述第一缓冲输出端，所述第一缓冲输出端连接至所述第一数模转换输入端；

所述第二缓冲单元包括第三缓冲输入端、第四缓冲输入端和第二缓冲输出端；所述第三缓冲输入端连接至所述第三选择节点，所述第四缓冲输入端连接至所述第二缓冲输出端，所述第二缓冲输出端连接至所述第二数模转换输入端。

8.如权利要求7所述的传感器电路，其特征在于，所述第一缓冲单元包括第二运算放大器和第三斩波单元；

所述第二运算放大器包括第二正端、第二负端及第二正向输出端和第二负向输出端，所述第三斩波单元包括第二调制单元和第二解调单元，所述第二调制单元包括第三调制输入端、第四调制输入端、第三调制输出端和第四调制输出端，所述第二解调单元包括第三解调输入端、第四解调输入端、第三解调输出端和第四解调输出端；

所述第三调制输入端连接至所述第一缓冲输入端，所述第四调制输入端连接至所述第二缓冲输入端，所述第二正端连接至所述第三调制输出端，所述第二负端连接至所述第四调制输出端，所述第二正向输出端连接至所述第三解调输入端，所述第二负向输出端连接至所述第四解调输入端，所述第三解调输出端和第四解调输出端分别连接至所述第一缓冲输出端；

所述第二缓冲单元包括第三运算放大器；

所述第三运算放大器包括第三正端、第三负端及第三输出端，所述第三正端连接至所述第三缓冲输入端，所述第三负端连接至所述第四缓冲输入端，所述第三输出端连接至所述第二缓冲输出端。

9.如权利要求3所述的传感器电路，其特征在于，

所述反馈单元包括：第一运算放大器和第二斩波单元；

所述第一运算放大器包括第一正端、第一负端、第一正向输出端及第二负向输出端，所述第二斩波单元包括第一调制单元和第一解调单元，所述第一调制单元包括第一调制输入端、第二调制输入端、第一调制输出端和第二调制输出端，所述第一解调单元包括第一解调输入端、第二解调输入端、第一解调输出端和第二解调输出端；

所述第一调制输入端连接至所述第一反馈输入端，所述第二调制输入端连接至所述第二反馈输入端，所述第一调制输出端连接至所述第一负端，所述第二调制输出端连接至所述第一正端，所述第一正向输出端连接至所述第一解调输入端，所述第一负向输出端连接至所述第二解调输入端，所述第一解调输出端和第二解调输出端分别连接至所述反馈输出端；所述时钟信号的第三相位和第四相位与所述第二斩波单元的工作频率相关；

所述传感器电路还包括：选择单元、第一缓冲单元、第二缓冲单元、数模转换单元和计算单元；

所述选择单元包括第一选择节点、第二选择节点和第三选择节点，所述第一选择节点连接至所述第一温控节点，所述第二选择节点连接至所述第二温控节点；所述选择单元适于根据所述第一温控电压和第二温控电压在接收第一选择信号时在所述第三选择节点输出第一感应信号、在接收第二选择信号时在所述第三选择节点输出第二感应信号，所述第一选择信号和第二选择信号与所述时钟信号相关；

所述数模转换单元包括第一数模转换输入端、第二数模转换输入端和数模转换输出端，所述第一数模转换输入端连接至参考信号，所述第二数模转换输入端连接至所述第三选择节点，所述数模转换单元适于接收所述第一感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第一感应信号和参考信号的第一比值、接收所述第二感应信号并在所述数模转换输出端输出所述第二感应信号和参考信号的第二比值；

所述计算单元包括计算输入端和计算输出端，所述计算输入端连接至所述数模转换输出端，所述计算单元适于将所述第一比值和第二比值作差，以在所述计算输出端输出所述传感信号；

所述第一缓冲单元包括第一缓冲输入端、第二缓冲输入端、第一缓冲输出端、第二运算放大器和第三斩波单元，所述第二运算放大器包括第二正端、第二负端及第二正向输出端和第二负向输出端，所述第三斩波单元包括第二调制单元和第二解调单元，所述第二调制单元包括第三调制输入端、第四调制输入端、第三调制输出端和第四调制输出端，所述第二解调单元包括第三解调输入端、第四解调输入端、第三解调输出端和第四解调输出端；

所述第一缓冲输入端连接至所述参考信号，所述第二缓冲输入端连接至所述第一缓冲输出端，所述第一缓冲输出端连接至所述第一数模转换输入端；所述第三调制输入端连接至所述第一缓冲输入端，所述第四调制输入端连接至所述第二缓冲输入端，所述第二正端连接至所述第三调制输出端，所述第二负端连接至所述第四调制输出端，所述第二正向输出端连接至所述第三解调输入端，所述第二负向输出端连接至所述第四解调输入端，所述第三解调输出端和第四解调输出端分别连接至所述第一缓冲输出端；

所述第二缓冲单元包括第三缓冲输入端、第四缓冲输入端、第二缓冲输出端和第三运算放大器，所述第三运算放大器包括第三正端、第三负端及第三输出端；

所述第三缓冲输入端连接至所述第三选择节点，所述第四缓冲输入端连接至所述第二缓冲输出端，所述第二缓冲输出端连接至所述第二数模转换输入端；所述第三正端连接至所述第二缓冲输出端，所述第三负端连接至所述第四缓冲输入端，所述第三输出端连接至所述第二缓冲输出端。

10.如权利要求9所述的传感器电路，其特征在于，所述第二斩波单元的工作频率为所述第三斩波单元工作频率的两倍，所述第二斩波单元的工作频率大于或等于所述第一斩波单元的工作频率。