CN109923785A - 电流抵消电路、心率检测装置和可穿戴设备 - Google Patents

电流抵消电路、心率检测装置和可穿戴设备 Download PDF

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Abstract

一种电流抵消电路、心率检测装置和可穿戴设备，包括：电流电压转换电路及逐次逼近SAR模数转换器ADC，其中，所述SAR ADC包括数模转换器DAC、SAR逻辑电路和比较器；所述电流电压转换电路用于接收所述DAC输出的模拟电流以及光电传感器输出的干扰电流，且将所述模拟电流和所述干扰电流求差，并输出模拟电压，其中，所述干扰电流为所述光电传感器将干扰光信号进行光电转换得到；所述比较器用于接收所述电流电压转换电路输出的所述模拟电压，并根据所述模拟电压，输出比较结果；所述DAC用于根据所述SAR逻辑电路输出的对应于所述比较结果的数字信号，输出所述模拟电流，所述模拟电流用于抵消所述光电传感器输出的所述干扰电流。

Description

电流抵消电路、心率检测装置和可穿戴设备
技术领域
本申请实施例涉及电子技术领域，并且更具体地，涉及电流抵消电路、心率检测装置和可穿戴设备。
背景技术
光电容积描记(Photoplethysmograph，PPG)技术是一项进行人体运动心率检测的技术，具体地，可以利用光电传感器，检测经过人体血液和组织吸收后的反射光强度，进而描记出血管容积在心动周期内的变化，然后根据描记的脉搏波形计算人体心率。
在PPG检测中，如果存在过大的背景光会导致PPG检测电路的通道饱和进而导致检测失败，相关技术中采用额外的背景光抵消(BackGround light Cancel，BGC)电路来抵消背景光，以保障通道的正常工作，但是，BGC的使用会增加通道的噪声，并且采用BGC电路需要外部的算法电路的参与来消除背景光，增大了检测电路的复杂度和成本。
发明内容
本申请实施例提供一种电流抵消电路、心率检测装置和可穿戴设备，能够降低PPG检测电路的复杂度和成本。
电流电压转换电路及逐次逼近SAR模数转换器ADC，其中，所述SAR ADC包括数模转换器DAC、SAR逻辑电路和比较器；
所述电流电压转换电路用于接收所述DAC输出的模拟电流以及光电传感器输出的干扰电流，且将所述模拟电流和所述干扰电流求差，并输出模拟电压，其中，所述干扰电流为所述光电传感器将干扰光信号进行光电转换得到；
所述比较器用于接收所述电流电压转换电路输出的所述模拟电压，并根据所述模拟电压，输出比较结果；
所述DAC用于根据所述SAR逻辑电路输出的对应于所述比较结果的数字信号，输出所述模拟电流，所述模拟电流用于抵消所述光电传感器输出的所述干扰电流。
在一些可能的实现方式中，所述SAR逻辑电路具体用于：
确定所述数字信号，并根据所述数字信号控制所述DAC输出下一个模拟电流，以使所述下一个模拟电流更逼近所述干扰电流。
在一些可能的实现方式中，所述SAR逻辑电路根据二分法确定所述数字信号。
在一些可能的实现方式中，所述DAC具体用于：
根据当前的模拟电流和所述数字信号，输出下一个模拟电流，并将所述下一个模拟电流输入到所述电流电压转换电路。
在一些可能的实现方式中，所述DAC为电阻式DAC，所述电阻式DAC包括N个第一电阻，所述电流抵消电路还包括N个第一开关，所述N个第一电阻与所述N个第一开关一一对应，其中，所述N为所述SAR DAC输出的数字信号的位数；
所述SAR逻辑电路还用于：
根据所述数字信号控制对应的第一开关，以使所述第一开关对应的第一电阻连接至第一电压或第二电压。
在一些可能的实现方式中，所述SAR逻辑电路具体用于：
若所述数字信号为1，控制所述第一开关以使所述第一开关对应的第一电阻连接至所述第一电压；或
若所述数字信号为0，控制所述第一开关以使所述第一开关对应的第一电阻连接至所述第二电压。
在一些可能的实现方式中，所述DAC为单端电阻式DAC，所述电流电压转换电路为跨阻放大器TIA，其中，所述TIA包括第一输入端、共模输入端、第一输出端和第二输出端，所述单端电阻式DAC的输出端连接到所述TIA的第一输入端，所述光电传感器的输出端也连接到所述TIA的第一输入端，所述TIA的共模输入端用于输入共模电压，所述TIA的第一输出端连接到所述比较器的第一输入端，所述TIA的第二输出端连接到所述比较器的第二输入端，所述比较器的输出端连接所述SAR逻辑电路的输入端，所述SAR逻辑电路的输出端连接所述单端电阻式DAC的输入端。
在一些可能的实现方式中，所述DAC为差分电阻式DAC，所述差分电阻式DAC还包括N个第二电阻，所述电流抵消电路还包括N个第二开关，所述N个第二电阻与所述N个第二开关一一对应，所述SAR逻辑电路还用于：
根据所述数字信号的反向信号控制对应的第二开关，以使所述第二开关对应的第二电阻连接至所述第二电压或所述第一电压。
在一些可能的实现方式中，所述SAR逻辑电路具体用于：
若所述数字信号为1，控制所述第二开关以使所述第二开关对应的第二电阻至所述第二电压；或
若所述数字信号为0，控制所述第二开关以使所述第二开关对应的第一电阻至所述第一电压。
在一些可能的实现方式中，所述电流电压转换电路为差分TIA，所述差分TIA包括第一输入端、第二输入端、共模输入端、第一输出端和第二输出端，所述差分电阻式DAC的第一输出端和第二输出端分别连接到所述差分TIA的第一输入端和第二输入端，所述光电传感器的第一端和第二端分别连接到所述差分TIA的第一输入端和第二输入端，所述差分TIA的共模输入端用于输入共模电压，所述差分TIA的第一输出端和第二输出端分别连接到所述比较器的第一输入端和第二输入端，所述比较器的输出端连接到所述SAR逻辑电路的输入端，所述SAR逻辑电路的输出端连接所述单端电阻式DAC的输入端。
在一些可能的实现方式中，所述第一电压为参考电压，所述第二电压为接地电压或共模电压。
在一些可能的实现方式中，所述DAC的输出端与所述电流电压转换电路的输入端连接，所述电流电压转换电路的输入端同时连接所述光电传感器的输出端，所述电流电压转换电路的输出端与所述比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与所述SAR逻辑电路的输入端连接，所述SAR逻辑电路的输出端与所述DAC的输入端连接。
在一些可能的实现方式中，所述光电传感器为光电二极管。
第二方面，提供了一种心率检测装置，包括：
如第一方面或第一方面的任一可能的实现方式中的电流抵消电路。
在一些可能的实现方式中，所述心率检测装置还包括：
发射电路，用于发射用于心率检测的光信号；
接收电路，包括光电传感器和模数转换器ADC；
其中，所述光电传感器与所述电流抵消电路中的电流电压转换电路的输入端连接，用于接收所述光信号，并对接收的所述光信号进行光电转换得到电流信号；并将所述电流信号输入至所述电流电压转换电路的输入端；
所述ADC与所述电流电压转换电路的输出端连接，用于接收所述电流电压转换电路输出的模拟电压。
在一些可能的实现方式中，在第一阶段，所述发射电路不发射光信号，所述光电传感器接收干扰光信号，并将所述干扰光信号进行光电转换得到干扰电流，所述电流抵消电路根据所述干扰电流，确定所述电流抵消电路中的逐次逼近SAR模数转换器ADC输出的数字信号，并根据所述数字信号控制所述电流抵消电路中的数模转换器DAC输出对应的模拟电流，所述模拟电流用于抵消所述干扰电流；
在第二阶段，所述发射电路发射用于心率检测的光信号，所述光电传感器接收所述干扰光信号以及所述用于心率监测的光信号，并将所述干扰光信号以及所述用于心率监测的光信号进行光电转换得到混合电流，其中，所述混合电流包括所述干扰电流以及所述用于心率监测的光信号产生的信号电流，所述DAC输出所述模拟电流，所述电流电压转换电路接收所述混合电流和所述模拟电流，对所述混合电流和所述模拟电流求差，并向所述ADC输出模拟电压。
第三方面，提供了一种可穿戴设备，如第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的心率检测装置。
基于上述技术方案，本申请实施例的电流抵消电路，通过SAR DAC内部的SAR逻辑控制DAC输出的模拟电流，从而使得该模拟电流逐次逼近待抵消的干扰电流，而不需要额外的算法电路的参与，有利于简化电路结构，降低电路成本。
附图说明
图1是根据本申请实施例提供的电流抵消电路的示意性结构框图。
图2是采用单端电阻式DAC实现的一种DAC的示意性结构图。
图3是采用单端电阻式DAC实现的电流抵消电路的示意性结构图。
图4是采用差分电阻式DAC实现的电流抵消电路的示意性结构图。
图5是本申请实施例的电流抵消电路的一种应用场景的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例的技术方案进行描述。
图1是根据本申请实施例的电流抵消电路的示意性结构框图。
如图1所示，所述电流抵消电路10可以用于抵消光电传感器40将干扰光信号进行光电转换得到的干扰电流Ibg，具体地，所述电流抵消电路10可以包括：逐次逼近模数转换器(Successive Approximation Analog-to-digital converter，SAR ADC)20和电流电压转换电路30，所述SAR ADC 20可以包括DAC 700，SAR逻辑电路600和比较器500。
在一种实现方式中，所述DAC 700的输出端与所述电流电压转换电路30的输入端连接，所述光电传感器40的输出端与所述电流电压转换电路30的输入端连接，所述电流电压转换电路30的输出端与所述比较器的输入端连接，所述比较器500的输出端与所述SAR逻辑电路600的输入端连接，所述SAR逻辑电路600的输出端60与所述DAC 700的输入端连接。
可选地，在一些实施例中，所述光电传感器40可以为光电二极管，或者其他光电转换器件，本申请实施例对此不作限定。
可选地，在一些实施例中，所述干扰光信号可以为背景光信号，例如，所述光电传感器40可以将影响心率检测的背景光信号进行光电转换得到所述干扰电流，所述干扰电流即为待消除(cancel)的电流，即本申请实施例的电流抵消电路可以应用于心率监测中的背景光消除。当然，本申请实施例的电流抵消电路同样可以适用于其他需要进行干扰光信号消除的场景，例如，在指纹检测中，所述电流抵消电路可以用于消除影响指纹检测的背景光信号对指纹检测的影响，本申请实施例对此不作限定。
具体而言，所述SAR ADC 20用于将模拟信号转化为数字信号，例如将模拟电流或模拟电压转换为N位二进制编码，在一些实施例中，所述SAR ADC 20中的SAR逻辑电路600用于基于时钟信号的控制，依次输出所述N位二进制编码中的每个二进制编码，所述DAC 700用于根据所述SAR逻辑电路600输出的每个二进制编码，输出对应的模拟信号，例如，模拟电流或模拟电压，在本申请实施例中，为了抵消干扰光信号产生的干扰电流，所述DAC 700可以采用电流输出型DAC，例如，电阻式DAC，即所述DAC 700可以将数字信号转换为模拟电流。
进一步地，所述DAC 700将输出的所述模拟电流输入到所述电流电压转换电路30，从而所述电流电压转换电路30可以根据所述模拟电流以及从光电传感器40输出的所述干扰光电流Ibg，输出模拟电压，例如，可以将所述模拟电流和所述干扰电流Ibg求差，输出所述模拟电压。
在本申请实施例中，所述SAR逻辑电路600可以通过控制输出的所述N位二进制编码来控制所述DAC 700输出的模拟电流，可以理解，当模拟电流逐渐接近所述干扰电流时，所述电流电压转换电路30输出的模拟电压逐渐减小，当所述SAR ADC确定出所述N位二进制编码中的每一位二进制编码时，所述DAC 700输出的模拟电流达到稳定，此时，所述模拟电流等于或最接近于所述干扰电流，所述电流电压转换电路30输出的模拟电压为零或接近于零。
可选地，在本申请实施例中，所述电流电压转换电路30可以为跨阻放大器(Transimpedance Amplifier，TIA)，或者也可以为其他能够将电流信号转换为电压信号的电路，本申请实施例对此不作限定，以下，主要以电流电压转换电路为TIA为例进行说明，但不应对本申请构成任何限定。
应理解，在实际应用中，现有的PPG检测电路中通常包含TIA，在本申请实施例中，为了实现自动的干扰光消除可以复用该PPG检测电路中的TIA，进一步新增电阻型DAC，比较器和SAR逻辑电路，上述新增电路并不会增加太多的通道噪声和面积开销，并且通过SARADC中的SAR逻辑电路控制所述DAC输出的模拟电流逐次逼近干扰电流，从而达到抵消该干扰电流的目的，不需要额外的算法电路的参与，有利于满足系统的性能和成本的整体需求。
可选地，在本申请一个实施例中，所述SAR逻辑电路可以首先确定N位二进制编码的最高有效位(most significant bit，MSB)，简称为最高位，然后依次确定所述N位二进制编码的其他位中的每一位。
具体地，为了确定所述MSB，所述DAC 700向所述电流电压转换电路30输入第一个模拟电流，所述电流电压转换电路30可以对所述第一个模拟电流和所述干扰电流求差，确定第一个模拟电压，进一步地，所述比较器500根据所述第一个模拟电压输出第一个比较结果，并将所述第一个比较结果输出到所述SAR逻辑电路600，其中，所述第一个比较结果对应于所述MSB。然后，所述SAR逻辑电路600根据所述比较器500输出的所述第一个比较结果，确定所述MSB，并根据所述MSB控制所述DAC输出下一个模拟电流。
然后，所述电流电压转换电路30可以对所述下一个模拟电流和所述干扰电流求差，确定下一个模拟电压，所述比较器500可以根据所述下一个模拟电压输出下一个比较结果，所述下一个比较结果对应于所述N位二进制编码的下一位，即次高位，如此循环，得到所述N位二进制编码的每一位二进制编码。
可选地，在本申请一个实施例中，所述电流电压转换电路30输出的模拟电压的大小可以用于确定输入至DAC 700的下一个二进制编码。
可以理解，电流电压转换电路30输出的模拟电压的大小反映了DAC输出的模拟电流和干扰电流的大小关系，因此，可以根据当前的模拟电流和干扰电流的大小关系，确定下一个二进制编码，以使下一个模拟电流更逼近该干扰电流。
例如，若所述模拟电压大于零，此情况可以认为所述DAC 700输出的模拟电流小于所述干扰电流，需要增大DAC 700输出的模拟电流，因此，所述比较器可以输出比较结果1，进一步地，SAR逻辑电路600可以确定下一个二进制编码为1，以使下一个模拟电流大于所述干扰电流；或者，若所述模拟电压小于零，可以认为所述DAC 700输出的模拟电流大于所述干扰电流，需要减小DAC 700输出的模拟电流，所述比较器可以输出比较结果0，进一步地，SAR逻辑电路600可以确定下一个二进制编码为0，以使下一个模拟电流小于所述干扰电流。
可以理解，所述SAR逻辑电路600可以包括被配置为实现多种SAR计算中的任何一种电路。例如，SAR逻辑电路600可以被配置为实现二分SAR计算的电路，或者，所述SAR逻辑电路600也可以被配置为实现线性SAR计算的电路，本申请实施例对此不作限定。在一些实施例中，可以使用本领域技术人员已知的流程，设计和构建SAR逻辑电路600。以下，以二分法为例说明SAR逻辑电路的具体实现，但不应对本申请构成任何限定。
可选地，在本申请实施例中，所述DAC 700可以被配置实现将数字信号转换为模拟电流的任何一种电路，例如，DAC 700可以被配置为电阻式DAC，或者电阻电容式DAC，本申请实施例对此不作限定。以下，以DAC 700采用电阻式ADC为例进行说明，但不应对本申请构成任何限定。
图2是DAC 700采用单端电阻式DAC实现的一种示意性结构图，如图2所示，所述DAC700可以包括电阻器阵列(其中，包括N+1个2R电阻器和N-1个R电阻器)和开关阵列K1～KN，所述电阻器阵列中有N个电阻(2R电阻)分别通过N个开关中的一个开关连接到接地电压GND或参考电压VDD。所述SAR逻辑电路600可以根据所述N位二进制编码控制所述N个开关中的对应开关连接到第一电压或第二电压，以下，以第一电压为参考电压VDD，第二电压为接地电压GND为例进行说明。
例如，所述SAR逻辑电路600可以在二进制编码为1时，控制对应的开关连接到参考电压，或者在二进制编码为0时，控制对应的开关连接到接地电压GND，其中，所述N位二进制编码的最低位用于控制最左侧的开关KN，所述N位二进制编码的最高位用于控制最右侧的开关K1。
在图2所示的电路结构中，从任意一个节点向左看过去，等效电阻都为2R，则当每个开关单独闭合时，所述DAC能够输出的电流分别为:
其中，VDD/R为基准电流，即所述DAC 700能够输出的最大电流。因此，所述SAR逻辑电路600输出的N位二进制编码经DAC转换后可得到与所述N位二进制编码成正比的模拟电流，也就是说，所述SAR逻辑电路600通过控制所述N位二进制编码的不同输出，可以得到2N种模拟电流，这样，所述SAR逻辑电路600可以通过逐次逼近逻辑，确定出与所述干扰电流误差最小的模拟电流对应的一组N位二进制编码，即为所述SAR ADC的输出的N位二进制编码。
图3为DAC采用图2所示的单端电阻式DAC时所述电流抵消电路的示意性结构图，结合图2和图3，说明具体的工作原理。应理解，图3仅以7位DAC为例进行示例，当然，该DAC也可以为其他位数，例如8位，12位等。
具体地，所述TIA可以包括第一输入端301，共模输入端302，第一输出端303和第二输出端304，所述DAC 700的输出端连接到所述TIA的第一输入端302(例如，反向输入端)，所述TIA 30的第二输入端301用于输入共模电压，所述光电传感器40的一端401也连接到所述TIA的第一输入端301，所述光电传感器40的另一端402接地，所述TIA 30的第一输出端303连接到比较器500的第一输入端501，所述TIA 30的第二输出端304连接到比较器500的第二输入端502，所述比较器的输出端503连接SAR逻辑电路600的输入端601，所述SAR逻辑电路600的输出端602连接所述DAC700的输入端。
在具体实现中，所述SAR逻辑电路600可以首先确定所述N位二进制编码的最高位，具体地，在第一时间段内，将开关K1连接VDD，其他开关都接GND，此时DAC输出的模拟电流为I1，模拟电流I1和干扰电流Ibg输入到TIA 30，TIA30对所述模拟电流I1和干扰电流Ibg求差，输出模拟电压V1，所述比较器500接收模拟电压V1，并根据所述模拟电压V1确定比较结果，然后将所述比较结果反馈给SAR逻辑电路600，从而所述SAR逻辑电路600可以根据所述比较结果调节DAC输出的模拟电流，例如，若所述比较结果为1，所述SAR逻辑电路600认为所述干扰电流大于所述模拟电流I1，需要增大输出的模拟电流，从而确定该最高位为1，控制对应的开关K1连接到VDD，以保留模拟电流I1；或者若所述比较结果为0，所述SAR逻辑电路600认为是干扰电流小于是模拟电流I1，需要减小输出的模拟电流，从而确定该最高位为0，控制开关K1连接GND，以清除模拟电流I1。
然后，在第二时间段内，控制开关K2连接VDD，开关K3～KN连接GND，此时DAC输出的模拟电流为I1+I2，该I1+I2和干扰电流Ibg输入到TIA 300，TIA30对所述模拟电流I1+I2和干扰电流Ibg求差，输出模拟电压V2，进一步地，所述比较器500根据所述模拟电压V2，确定下一个比较结果，然后将所述下一个比较结果反馈给SAR逻辑电路600，从而所述SAR逻辑电路600可以根据是比较结果调节DAC输出的模拟电流，例如，若是比较结果为1，所述SAR逻辑电路600认为所述干扰电流大于所述模拟电流I1+I2，需要增大DAC输出的模拟电流，从而确定次高位为1，控制开关K2连接VDD，以保留模拟电流I2；或者若所述比较结果为0，所述SAR逻辑电路600认为所述干扰电流小于所述模拟电流I1+I2，需要减小DAC输出的模拟电流，从而确定该次高位为0，控制开关K2连接GND，以清除模拟电流I1。
循环执行上述过程，直到确定所述N位二进制编码中的每一位二进制编码，此时，所述DAC 700输出的模拟电流最接近所述干扰电流，因此，本申请实施例通过SAR ADC内部的SAR逻辑电路能够达到消除干扰电流的目的，不需要额外的算法电路的参与，有利于简化电路结构。
应理解，在图3所示的实施例中，仅以初始态为1000000开始进行逐次逼近，在其他替代实施例中，也可以以其他状态开始进行逐次逼近，例如，以初始态为0111111开始进行逐次逼近，这样只需调整SAR逻辑电路的逻辑实现即可，也就是说，初始态时，该N个开关可以连接到任一电压，具体原理类似，这里不再赘述。以上，结合图2和图3，介绍了该DAC采用单端电阻式DAC实现时的具体工作原理，以下，结合图4，介绍该DAC采用差分电阻式DAC实现时的具体工作原理，应理解，单端电阻式DAC和差分电阻式DAC的工作原理类似，相似描述请参考前述实施例，这里不再赘述。
图4示出了DAC采用差分电阻式DAC实现的电流抵消电路的一种示意性结构图，如图4所示，所述DAC 700可以包括对称的两个电阻器阵列，第一电阻器阵列和第二电阻器阵列，所述第一电阻器阵列的输出端701和所述第二电阻器阵列的输出端702为所述DAC 700的输出端，对应地，所述TIA30为差分TIA，具有第一输入端31(即正向输入端)、第二输入端32(即反向输入端)和共模输入端(未示出)，第一输出端33和第二输出端34。
具体地，所述第一电阻器阵列的输出端701和所述第二电阻器阵列的输出端702分别连接到所述差分TIA 30的第一输入端31和第二输入端32，同时光电传感器40的第一端41和第二端42也分别连接到TIA 30的第一输入端31和第二输入端32，所述差分TIA 30的共模输入端用于输入共模电压，所述差分TIA 30的第一输出端33和第二输出端34分别连接到所述比较器500的第一输入端501和第二输入端502，所述比较器500的输出503连接到所述SAR逻辑电路600的输入端601，所述SAR逻辑电路600的输出端602输入到所述DAC 700。
在该实施例中，所述第一电阻器阵列包括N个第一电阻，记为R11～R1N，所述N个第一电阻连接到N个第一开关，记为K11～K1N，每个第一开关用于控制对应的第一电阻连接到第一电压或第二电压；对称地，所述第二电阻器阵列中包括N个第二电阻，记为R21～R2N，所述N个第二电阻连接到N个第二开关，记为K21～K2N，每个第二开关用于控制对应的第二电阻连接到第一电压或第二电压。
应理解，在该实施例中，所述第一开关和对应的第二开关的控制信号相反，即在第一开关K1n连接第一电压时，对应的第二开关K2n连接第二电压，也就是说，在所述第一电阻R1n连接第一电压时，对应的所述第二电阻R2n连接第二电压。
所述N个第一开关的控制信号为所述SAR逻辑电路600确定的N位二进制编码，所述N个第二开关的控制信号为所述N位二进制编码的反向信号，具体地，N位二进制编码中的第n位Bn用于控制开关K1n，Bn的反向信号B'n用于控制开关K2n。
在一种控制方式中，在Bn为1时，控制K1n连接至第一电压，K2n连接至第二电压；或在Bn为0时，控制K1n连接至第二电压，K2n连接至第一电压。
可选地，在本申请实施例中，所述第一电压为VDD，所述第二电压为接地电压GND或共模电压，或者其他电压，以下，以第一电压为VDD，第二电压为接地为例进行说明。
以下，结合图4，详细说明该电流抵消电路的工作原理。
在第一阶段，所述DAC 700的第一电阻器阵列中的N个第一电阻和第二电阻器阵列中的N个第二电阻都接地，则所述DAC输出的模拟电流I0为0。此情况下，所述差分TIA 30输出的模拟电压V0都是由干扰电流Ibg产生的，然后，所述差分TIA 30将所述模拟电压V0输出到比较器500的第一输入端501和第二输入端502，所述比较器500根据所述第一输入端501和第二输入端502输入的电压的大小，确定比较结果。
在一种实现方式中，若所述模拟电压V0大于零，即所述比较器500的第一输入端501输入的电压大于所述比较器500的第二输入端502输入的电压，则所述比较器500输出比较结果1；或者，若所述模拟电压V0小于零，即所述比较器500的第一输入端501输入的电压小于所述比较器500的第二输入端502输入的电压，则所述比较器500输出比较结果0，所述比较结果可以对应于N位二进制编码中的最高位BN-1。
进一步地，所述SAR逻辑电路600可以根据所述比较结果，确定N位二进制编码中的最高位，然后根据所述最高位控制对应的第一开关和第二开关连接的电压。例如，若所述最高位为1，则所述SAR逻辑电路600可以控制第一开关K1N连接到VDD，第二开关K2N连接到GND，以使所述第一电阻R1N连接到VDD，所述第二电阻K2N连接到GND；或者，若所述最高位为0，则该SAR逻辑电路可以控制第一开关K1N连接到GND，第二开关K2N连接到VDD，以使第一电阻R1N连接到GND，第二电阻K2N连接到VDD。
在第二阶段，该DAC根据第一开关和第二开关连接到VDD或GND，输出下一个模拟电流I1，其中，所述模拟电流I1与模拟电流I0的差值为所述第一电阻R1N和第二电阻R2N连接到VDD或GND时所贡献的电流量，进一步地，所述差分TIA30可以对所述模拟电流I1和干扰电流Ibg求差，输出模拟电压V1，比较器500根据所述模拟电压V1，确定下一个比较结果，所述比较结果对应于N位二进制编码中的次高位，然后，所述SAR逻辑电路600可以根据所述比较结果，确定N位二进制编码中的次高位，进而可以根据所述次高位控制对应的第一开关和第二开关连接的电压。
循环执行上述过程，直到确定出N位二进制编码中的每一位二进制编码，并根据所述N位二进制编码控制对应的第一开关和第二开关连接到对应的电压，此时，所述DAC 700输出的模拟电流I7等于近似等于所述干扰电流Ibg，因此，本申请实施例通过逐次逼近逻辑能够使得DAC输出的模拟电流逼近于干扰电流，从而能够达到抵消或近似抵消干扰电流的效果。
应理解，在图4所示的实施例中，仅以初始态为0000000开始进行逐次逼近，在其他替代实施例中，也可以以其他状态开始进行逐次逼近，例如，以初始态为1111111开始进行逐次逼近，这样只需调整SAR逻辑电路的逻辑实现即可，也就是说，初始态时，该N个开关可以连接到任一电压，具体原理类似，这里不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例仅以第一电压为VDD，第二电压为接地电压为例进行描述，但不应对本申请实施例构成任何限定，在本申请实施例中，所述第一电压和所述第二电压可以为任意电平或任意电压，在第一电压和第二电压为其他电压的组合时，只需调整SAR逻辑电路的控制逻辑即可，实现原理类似，这里不再赘述。
可以理解，采用图3所示的单端电阻式DAC有利于降低所使用的电阻器的数量，进而能够简化电路结构。相对于采用图3所示的电阻式DAC，图4所示的电阻式DAC使用了差分结构的电阻器阵列，相应地提升了SAR ADC的精度。
应理解，在本申请实施例中，所述电流抵消电路还可以包括时钟电路，用于产生周期性的时钟信号，所述SAR逻辑电路用于基于所述时钟信号的控制将产生的二进制编码输出到所述DAC，所述比较器可以基于所述时钟信号的控制进行模拟电压的比较等。
还应理解，在进行干扰光消除时，在一些实施例中，也可以将干扰光信号转换为电压信号，此情况下，本申请实施例的电流抵消电路可以用于电压抵消，则DAC可以采用电压输出型DAC，例如，电容式DAC，通过SAR逻辑电路控制该DAC输出的模拟电压逐次逼近该干扰光信号产生的电压信号，进而达到消除干扰光的目的，实现原理类似，这里不再赘述。
应理解，在一些实施例中，所述电流抵消电路也可以包括前文所述的光电传感器，即所述光电传感器可以属于该电流抵消电路。
图5是本申请实施例的电流抵消电路的一种应用场景的示意性图，具体的，该电流抵消电路可以应用于各种基于红外检测技术的相关应用中，例如，基于PPG的心率检测。
以基于PPG技术的心率检测装置为例，该心率检测装置可以包括发射电路和接收电路，其中，该发射电路可以用于发射红外光，例如，可以通过发光二极管(Light EmittingDiode，LED)发射红外光。进一步通过接收电路的光电传感器，例如光电二极管，接收该红外光信号，并将该红外光信号进行光电转换为电信号，然后送入到后续的接收电路进行处理，确定经过人体血液和组织吸收后的反射光强度，进而确定人体的心率。
在本申请实施例中，所述光电传感器与所述电流抵消电路中的电流电压转换电路的输入端连接，用于接收所述红外光信号，并对接收的所述红外光信号进行光电转换得到电流信号；并将所述电流信号输入至所述电流电压转换电路的输入端；
所述接收电路还包括ADC，其中，所述ADC与所述电流电压转换电路的输出端连接，用于接收所述电流电压转换电路输出的模拟电压，并将所述模拟电压进行模数转换以确定人体的心率信息。
可选地，在本申请实施例中，进行心率检测主要包括两个过程：
在第一阶段，主要进行干扰光检测，即通过电流抵消电路确定干扰光信号带来的干扰电流的大小。在此阶段中，所述发射电路不发射光信号，光电传感器接收的光信号主要为干扰光信号，基于该干扰光信号转换得到的电流主要为干扰电流，采样本申请实施例的电流抵消电路，基于该干扰电流进行逐次逼近，可以确定所述电流抵消电路中的SAR ADC输出的数字信号，进一步地，通过所述数字信号可以控制所述电流抵消电路中的DAC输出对应的模拟电流，所述模拟电流与所述干扰电流相等或近似相等，具体实现请参考前文实施例的相关描述，这里不再赘述。
由于所述模拟电流与所述干扰电流相等或近似相等，所述电流电压转换电路将二者作差，输出的模拟电压近似为零，进一步地，所述ADC的输出也近似为零。
在第二阶段，即心率监测阶段，此阶段中，所述发射电路发射用于心率检测的光信号，所述光电传感器接收的光信号既包括所述干扰光信号也包括所述用于心率监测的红外光信号，这样，所述光电传感器输出的电流为包括所述干扰电流以及所述红外光信号产生的信号电流的混合电流，与此同时，所述DAC仍然输出所述模拟电流，所述电流电压转换电路接收所述混合电流和所述模拟电流，对所述混合电流和所述模拟电流求差，此时得到的差值电流基本都为信号电流，则向所述ADC输出的模拟电压基本都是信号电流产生的，也就是说，所述电流电压转换电路输出的模拟电压基本都为有用信号。进一步地，基于该模拟电压进行心率监测，能够提升心率检测的准确度。
本申请实施例还提供了一种可穿戴设备，该可穿戴设备可以包括该电流抵消电路，可选地，该可穿戴设备还可以包括光电传感器，或上文所述的ADC等，所述电流抵消电路可以为上述实施例中描述的电流抵消电路，该ADC可以为上文所述的ADC，该电流抵消电路可以用于抵消光电传感器将干扰光信号进行光电转换得到的干扰电流，从而使得ADC接收的信号皆为有用信号，进而能够提升PPG检测的准确度，具体实现请参考前文实施例的相关描述，为了简洁，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例的所述可穿戴设备可以为手环、耳机等，该可穿戴设备可以用于实现心率检测、运动记步等功能。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内，因此本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种电流抵消电路，其特征在于，包括：
电流电压转换电路及逐次逼近SAR模数转换器ADC，其中，所述SAR ADC包括数模转换器DAC、SAR逻辑电路和比较器；
所述电流电压转换电路用于接收所述DAC输出的模拟电流以及光电传感器输出的干扰电流，且将所述模拟电流和所述干扰电流求差，并输出模拟电压，其中，所述干扰电流为所述光电传感器将干扰光信号进行光电转换得到；
所述比较器用于接收所述电流电压转换电路输出的所述模拟电压，并根据所述模拟电压，输出比较结果；
所述DAC用于根据所述SAR逻辑电路输出的对应于所述比较结果的数字信号，输出所述模拟电流，所述模拟电流用于抵消所述光电传感器输出的所述干扰电流。
2.根据权利要求1所述的电流抵消电路，其特征在于，所述SAR逻辑电路具体用于：
确定所述数字信号，并根据所述数字信号控制所述DAC输出下一个模拟电流，以使所述下一个模拟电流更逼近所述干扰电流。
3.根据权利要求1或2所述的电流抵消电路，其特征在于，所述SAR逻辑电路根据二分法确定所述数字信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电流抵消电路，其特征在于，所述DAC具体用于：
根据当前的模拟电流和所述数字信号，输出下一个模拟电流，并将所述下一个模拟电流输入到所述电流电压转换电路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电流抵消电路，其特征在于，所述DAC为电阻式DAC，所述电阻式DAC包括N个第一电阻，所述电流抵消电路还包括N个第一开关，所述N个第一电阻与所述N个第一开关一一对应，其中，所述N为所述SAR DAC输出的数字信号的位数；
所述SAR逻辑电路还用于：
根据所述数字信号控制对应的第一开关，以使所述第一开关对应的第一电阻连接至第一电压或第二电压。
6.根据权利要求5所述的电流抵消电路，其特征在于，所述SAR逻辑电路具体用于：
若所述数字信号为1，控制所述第一开关以使所述第一开关对应的第一电阻连接至所述第一电压；或
若所述数字信号为0，控制所述第一开关以使所述第一开关对应的第一电阻连接至所述第二电压。
7.根据权利要求5或6所述的电流抵消电路，其特征在于，所述DAC为单端电阻式DAC，所述电流电压转换电路为跨阻放大器TIA，其中，所述TIA包括第一输入端、共模输入端、第一输出端和第二输出端，所述单端电阻式DAC的输出端连接到所述TIA的第一输入端，所述光电传感器的输出端也连接到所述TIA的第一输入端，所述TIA的共模输入端用于输入共模电压，所述TIA的第一输出端连接到所述比较器的第一输入端，所述TIA的第二输出端连接到所述比较器的第二输入端，所述比较器的输出端连接所述SAR逻辑电路的输入端，所述SAR逻辑电路的输出端连接所述单端电阻式DAC的输入端。
8.根据权利要求5或6所述的电流抵消电路，其特征在于，所述DAC为差分电阻式DAC，所述差分电阻式DAC还包括N个第二电阻，所述电流抵消电路还包括N个第二开关，所述N个第二电阻与所述N个第二开关一一对应，所述SAR逻辑电路还用于：
根据所述数字信号的反向信号控制对应的第二开关，以使所述第二开关对应的第二电阻连接至所述第二电压或所述第一电压。
9.根据权利要求8所述的电流抵消电路，其特征在于，所述SAR逻辑电路具体用于：
若所述数字信号为1，控制所述第二开关以使所述第二开关对应的第二电阻至所述第二电压；或
若所述数字信号为0，控制所述第二开关以使所述第二开关对应的第一电阻至所述第一电压。
10.根据权利要求8或9所述的电流抵消电路，其特征在于，所述电流电压转换电路为差分TIA，所述差分TIA包括第一输入端、第二输入端、共模输入端、第一输出端和第二输出端，所述差分电阻式DAC的第一输出端和第二输出端分别连接到所述差分TIA的第一输入端和第二输入端，所述光电传感器的第一端和第二端分别连接到所述差分TIA的第一输入端和第二输入端，所述差分TIA的共模输入端用于输入共模电压，所述差分TIA的第一输出端和第二输出端分别连接到所述比较器的第一输入端和第二输入端，所述比较器的输出端连接到所述SAR逻辑电路的输入端，所述SAR逻辑电路的输出端连接所述单端电阻式DAC的输入端。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的电流抵消电路，其特征在于，所述第一电压为参考电压，所述第二电压为接地电压或共模电压。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电流抵消电路，其特征在于，所述DAC的输出端与所述电流电压转换电路的输入端连接，所述电流电压转换电路的输入端同时连接所述光电传感器的输出端，所述电流电压转换电路的输出端与所述比较器的输入端连接，所述比较器的输出端与所述SAR逻辑电路的输入端连接，所述SAR逻辑电路的输出端与所述DAC的输入端连接。
13.根据权利要求1中12中任一项所述的电流抵消电路，其特征在于，所述光电传感器为光电二极管。
14.一种心率检测装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至13中任一项所述的电流抵消电路。
15.根据权利要求14所述的心率检测装置，其特征在于，所述心率检测装置还包括：
发射电路，用于发射用于心率检测的光信号；
接收电路，包括光电传感器和模数转换器ADC；
其中，所述光电传感器与所述电流抵消电路中的电流电压转换电路的输入端连接，用于接收所述光信号，并对接收的所述光信号进行光电转换得到电流信号；并将所述电流信号输入至所述电流电压转换电路的输入端；
所述ADC与所述电流电压转换电路的输出端连接，用于接收所述电流电压转换电路输出的模拟电压。
16.根据权利要求15所述的心率检测装置，其特征在于，
在第一阶段，所述发射电路不发射光信号，所述光电传感器接收干扰光信号，并将所述干扰光信号进行光电转换得到干扰电流，所述电流抵消电路根据所述干扰电流，确定所述电流抵消电路中的逐次逼近SAR模数转换器ADC输出的数字信号，并根据所述数字信号控制所述电流抵消电路中的数模转换器DAC输出对应的模拟电流，所述模拟电流用于抵消所述干扰电流；
在第二阶段，所述发射电路发射用于心率检测的光信号，所述光电传感器接收所述干扰光信号以及所述用于心率监测的光信号，并将所述干扰光信号以及所述用于心率监测的光信号进行光电转换得到混合电流，其中，所述混合电流包括所述干扰电流以及所述用于心率监测的光信号产生的信号电流，所述DAC输出所述模拟电流，所述电流电压转换电路接收所述混合电流和所述模拟电流，对所述混合电流和所述模拟电流求差，并向所述ADC输出模拟电压。
17.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：如权利要求14至16中任一项所述的心率检测装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110604559A (zh) * 2019-10-25 2019-12-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 环境光信号调节方法、芯片及电子装置
CN114384314A (zh) * 2021-12-31 2022-04-22 芯海科技（深圳）股份有限公司 信号检测电路、方法、集成电路、检测装置及电子设备

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11867557B2 (en) * 2021-07-30 2024-01-09 Analog Devices International Unlimited Company Automatic ambient light cancellation method for optical front-end methods and apparatus
CN116488623B (zh) * 2023-06-25 2023-10-20 广芯微电子(苏州)有限公司 一种电流比较器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234433A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Fujitsu Semiconductor Limited A/d converter
CN106788276A (zh) * 2015-12-29 2017-05-31 深圳市汇顶科技股份有限公司 转换电路及检测电路
CN107980208A (zh) * 2017-10-19 2018-05-01 深圳市汇顶科技股份有限公司 信号转换电路、心率传感器和电子设备
CN108141219A (zh) * 2017-12-12 2018-06-08 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于模数转换的方法和模数转换器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5008672A (en) * 1988-12-29 1991-04-16 At&T Bell Laboratories Signal conversion apparatus which reduces quantization errors for telecommunications applications
US7642946B2 (en) * 2008-04-07 2010-01-05 Broadcom Corporation Successive approximation analog to digital converter
JP2010109660A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Mitsumi Electric Co Ltd 逐次比較型ａｄ変換回路
US11029199B2 (en) * 2012-06-22 2021-06-08 Fitbit, Inc. Ambient light determination using physiological metric sensor data
US9577654B2 (en) * 2015-06-17 2017-02-21 Cypress Semiconductor Corporation Analog-digital converter and control method
TWI641231B (zh) 2016-01-26 2018-11-11 昇佳電子股份有限公司 應用於光感測裝置中的類比數位轉換模組
CN106725323A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 可穿戴式生物信号采集装置
WO2019050651A1 (en) * 2017-09-08 2019-03-14 Intel Corporation LOW NOISE FRONTAL APPLICATION FOR CARDIAC FREQUENCY MONITOR USING PHOTOPLETHYSMOGRAPHY

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110234433A1 (en) * 2010-03-24 2011-09-29 Fujitsu Semiconductor Limited A/d converter
CN106788276A (zh) * 2015-12-29 2017-05-31 深圳市汇顶科技股份有限公司 转换电路及检测电路
CN107980208A (zh) * 2017-10-19 2018-05-01 深圳市汇顶科技股份有限公司 信号转换电路、心率传感器和电子设备
CN108141219A (zh) * 2017-12-12 2018-06-08 深圳市汇顶科技股份有限公司 用于模数转换的方法和模数转换器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110604559A (zh) * 2019-10-25 2019-12-24 深圳市汇顶科技股份有限公司 环境光信号调节方法、芯片及电子装置
US11326940B2 (en) 2019-10-25 2022-05-10 Shenzhen GOODIX Technology Co., Ltd. Ambient light signal adjustment method, chip and electronic equipment
CN110604559B (zh) * 2019-10-25 2023-11-28 深圳市汇顶科技股份有限公司 环境光信号调节方法、芯片及电子装置
CN114384314A (zh) * 2021-12-31 2022-04-22 芯海科技（深圳）股份有限公司 信号检测电路、方法、集成电路、检测装置及电子设备
CN116430213A (zh) * 2021-12-31 2023-07-14 芯海科技（深圳）股份有限公司 信号检测电路、方法、集成电路、检测装置及电子设备

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