CN113544970B - 差分噪声消除 - Google Patents

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Abstract

在一个具体实施中，电路可包括参考引脚和运算放大器，该运算放大器可包括输出引脚、反相输入引脚和非反相输入引脚。反相输入引脚可经由第一阻抗电耦接到输出引脚，并且经由第二阻抗电耦接到参考引脚。非反相输入引脚可经由第三阻抗电耦接到参考引脚，并且可被配置为接收检测信号。参考引脚可被配置为接收与检测信号相关联的检测参考信号。

Description

差分噪声消除
背景技术
缓冲放大器(“缓冲器”)可转换信号电路和负载电路之间的电阻抗。例如，缓冲器可屏蔽信号电路免受负载电路中生成的电流(或电压)的影响。缓冲器可以是电压缓冲器或电流缓冲器。电压缓冲放大器能够将电压从具有高输出阻抗电平的信号电路传输到具有低输入阻抗电平的负载电路。电流缓冲器可将电流从具有低输出阻抗电平的信号电路传输到具有高输入阻抗电平的负载电路。缓冲放大器能够防止信号源受到负载可能产生的电压/电流的影响。
发明内容
在一个具体实施中，电路可包括参考引脚和运算放大器，该运算放大器可包括输出引脚、反相输入引脚和非反相输入引脚。反相输入引脚可经由第一阻抗电耦接到输出引脚，并且经由第二阻抗电耦接到参考引脚。非反相输入引脚可经由第三阻抗电耦接到参考引脚，并且可被配置为接收检测信号。参考引脚可被配置为接收与检测信号相关联的检测参考信号。
以下特征中的一个或多个特征可包括在任何可行组合中。
在一个具体实施中，输出引脚可被配置为电耦接到外部电路的第一引线，并且参考引脚可被配置为电耦接到外部电路的第二引线。运算放大器可被配置为将输出引脚处的输出信号与参考引脚处的参考信号隔离。在另一个具体实施中，运算放大器可被配置为基于包括第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗的反馈电路将输出信号与参考信号隔离。运算放大器和反馈电路可被配置为改变输出信号以遵循参考信号的波动。第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗可具有相同的阻抗值。
在一个具体实施中，输出引脚处的输出信号与参考引脚处的参考信号之间的第一差值可指示检测信号与检测参考信号之间的第二差值。在另一具体实施中，参考引脚可被配置为电耦接到输入电路的第三引线。第三引线可被配置为传输检测参考信号或指示检测参考信号的信号。在又一具体实施中，输出信号的隔离可包括抑制指示外部电路中的电压波动的噪声信号。参考信号可包括噪声信号。
在一个具体实施中，仪器装置包括外部电路，并且仪器装置被配置为分析检测信号。检测信号和检测参考信号可指示油气工业机器处的传感器测量结果。在另一具体实施中，电路还可包括滤波电路，其中参考引脚或非反相输入引脚可被配置为经由滤波电路接收检测参考信号。滤波电路可包括高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器中的一者。在又一具体实施中，运算放大器可包括一个或多个双极结型晶体管和/或一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。
在一个具体实施中，电路可包括参考引脚和运算放大器，该运算放大器可包括输出引脚、反相输入引脚和非反相输入引脚。反相输入引脚可经由第一阻抗电耦接到输出引脚，并且经由第二阻抗电耦接到参考引脚。反相输入引脚可被配置为接收检测信号。非反相输入引脚可经由第三阻抗电耦接到参考引脚。非反相引脚可被配置为接收与检测信号相关联的检测参考信号。
以下特征中的一个或多个特征可包括在任何可行组合中。
在一个具体实施中，输出引脚可被配置为电耦接到外部电路的第一引线，并且参考引脚可被配置为电耦接到外部电路的第二引线。运算放大器可被配置为将输出引脚处的输出信号与参考引脚处的参考信号隔离。在另一个具体实施中，运算放大器可被配置为基于包括第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗的反馈电路将输出信号与参考信号隔离。运算放大器和反馈电路可被配置为改变输出信号以遵循参考信号的波动。第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗可具有相同的阻抗值。
在一个具体实施中，输出引脚处的输出信号与参考引脚处的参考信号之间的第一差值可指示检测信号与检测参考信号之间的第二差值。在另一具体实施中，输出信号的隔离可包括抑制指示外部电路中的电压波动的噪声信号。参考信号可包括噪声信号。在又一具体实施中，仪器装置包括外部电路，并且仪器装置被配置为分析检测信号。
在一个具体实施中，检测信号和检测参考信号可指示油气工业机器处的传感器测量结果。在另一具体实施中，运算放大器可包括一个或多个双极结型晶体管和/或一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。在另一具体实施中，第一阻抗、第二阻抗和第三阻抗可具有预定的阻抗值。
在一个具体实施中，检测系统可包括传感器，该传感器被配置为检测油气工业机器的一个或多个属性，并且生成指示该检测的检测信号和检测参考信号。检测系统还可包括缓冲电路。缓冲电路可包括参考引脚和运算放大器，该运算放大器可包括输出引脚、反相输入引脚和非反相输入引脚。参考引脚可被配置为接收检测参考信号。反相输入引脚可经由第一阻抗电耦接到输出引脚，并且经由第二阻抗电耦接到参考引脚。非反相输入引脚可经由第三阻抗电耦接到参考引脚，并且可被配置为接收检测信号。检测系统可包括仪器装置，该仪器装置包括第一引线和第二引线。第一引线可电耦接到输出引脚，并且第二引线可电耦接到参考引脚。
以下特征中的一个或多个特征可包括在任何可行组合中。
在一个具体实施中，运算放大器可被配置为将输出引脚处的输出信号与参考引脚处的参考信号隔离。在另一具体实施中，仪器装置可被配置为分析检测信号。
所公开的这些和其他能力将在回顾下面的附图、具体实施方式和权利要求书之后被更全面地理解。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：
图1A示出了被配置为检测工业机器的一个或多个操作特性的检测系统的示例性示意图；
图1B示出了示例性运算放大器的等效电路；
图2示出了示例性非反相检测系统；并且
图3示出了示例性反相检测系统。
具体实施方式
缓冲器(或缓冲电路)可充当源电路(例如，输入电路)和接收电路(例如，输出电路)之间的连接装置。在一些具体实施中，缓冲电路可将信号(例如，电压信号、电流信号等)从源电路传送到接收电路，同时变换源电路的阻抗。当源电路和接收电路之间存在可损坏源电路的阻抗失配时，源电路阻抗的变换可能是期望的。例如，将传感器(例如，在油气工业机器处)电耦接到仪器装置的缓冲电路可使传感器免受仪器装置中的电流/电压的影响。现有缓冲电路将源电路的参考引线(例如，指示源电路接地电位)与接收电路的参考引线(例如，指示接收电路接地电位)直接连接。如果源电路和接收电路的接地电位不匹配，则电流可在源电路的参考引线和接收电路的参考引线(“接地回路”)之间流动，这可产生不期望的结果(例如，缓冲电路的输出信号的波动)。因此，提供了可防止和/或减少缓冲电路的输出波动的改进的缓冲电路和对应的方法。
图1示出了被配置为检测工业机器102的一个或多个操作特性的检测系统100的示例性示意图。检测系统100可包括输入电路104(例如，被配置为检测工业机器102的操作特性的传感器)、缓冲电路106和输出电路108(例如，仪器装置中的被配置为分析所检测到的工业机器102的特性的电路)。
输入电路104和缓冲电路106可经由第一电连接件110和第二电连接件112电连接。在一些具体实施中，第一电连接件110可传输输入电路信号(例如，指示传感器测量结果的电压信号或电流信号)，并且第二电连接件112可传输与输入电路相关联的第一参考信号。在一些具体实施中，输入电路信号与第一参考信号之间的差值可指示所检测到的工业机器102的特性。
输出电路104和缓冲电路106可经由第三电连接件114和第四电连接件116电连接。在一些具体实施中，第三电连接件114可传输输出信号(例如，指示工业机器102的传感器测量结果的电压信号或电流信号可由缓冲电路传输)，并且第四电连接件116可传输与输出电路相关联的第二参考信号。例如，第二参考信号可由输出电路108传输(例如，第二参考信号可为输出电路108的参考接地电位)并且由缓冲电路106接收。在一些具体实施中，来自缓冲电路106的输出信号与来自输出电路108的第二参考信号之间的差值可指示所检测到的工业机器102的特性。
缓冲电路106可变换输入电路相对于输出电路的阻抗。缓冲电路106可从输入电路104接收输入信号(例如，第一电连接件110和第二电连接件112上的信号之间的差值)，并且将输出信号(例如，第三电连接件114和第四电连接件116上的信号之间的差值)传输到输出电路108。缓冲电路106可包括运算放大器(op-amp)、双极结型晶体管(BJT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、电阻器、电容器、电感器等中的一者或多者。
运算放大器可包括三个外部引脚：输出引脚、反相输入引脚(由“-”符号指示)和非反相输入引脚(由“+”符号指示)。运算放大器可分别经由反相输入端和非反相输入端接收第一信号和第二信号。在一些具体实施中，运算放大器可放大与第一信号和第二信号相关联的电压之间的差值。在一些具体实施中，运算放大器可包括反馈电路。例如，运算放大器的输出端可经由一个或多个阻抗(例如，电阻器、电容器、电感器等)电连接到反相输入端和/或非反相输入端。基于反馈电路，运算放大器可执行多种操作(例如，电压跟随器、电压反相器、电压积分器、电压微分器、差分放大器等)。
图1B示出了示例性运算放大器的等效电路。运算放大器可包括可接收反相输入(V1)的反相输入端，以及可接收非反相输入(V2)的非反相输入端。运算放大器还可包括传输输出信号的输出引脚Vout。在一些具体实施中，输出信号可与反相输入端和非反相输入端之间的差值成比例(例如，当输出端经由阻抗[例如，电阻器、电容器、电感器或它们的组合]电连接到非反相输入端时)。在一些具体实施中，输出信号可与输入信号成反比(例如，当输出端经由阻抗[例如，电阻器]电连接到反相输入端时)。在一些具体实施中，跨越反相输入端和非反相输入端的运算放大器的阻抗可以非常高。在一些具体实施中，经由反相输入端和非反相输入端流入运算放大器的电流可以非常小(例如，零)。在一些具体实施中，具有反馈的运算放大器将尝试调整输出电压，使得反相输入端和非反相输入端处的电压相同。基于运算放大器的前述特性和运算放大器的期望操作，可确定反馈电路中的阻抗的值和布置。在一些具体实施中，缓冲电路106可包括电压跟随器电路(例如，输出信号与输入信号相同)、非反相器电路(例如，输出信号与输入信号成正比)、反相器电路(例如，输出信号与输入信号成反比)等。
现有缓冲电路将第二电连接件112(例如，传输与输入电路104相关联的第一参考信号)与第四电连接件116(例如，传输与输出电路106相关联的第二参考信号)耦接。在一些具体实施中，如果在第一参考信号和第二参考信号之间存在失配(例如，与第一参考信号和第二参考信号相关联的电压不同)，则电流可在缓冲电路106和输出电路108(也称为“接地回路”)之间流动。这可导致缓冲电路106的输出信号中的不期望的(例如，杂散的)波动。本申请中描述的改进的缓冲电路的具体实施可包括可抑制由接地回路产生的输出信号波动的反馈电路。在一些具体实施中，缓冲电路中的参考引脚(例如，电耦接到第二电连接件112和第四电连接件116)可经由阻抗(例如，电阻器、电容器、电感器或其变型)电耦接到缓冲电路106中的运算放大器的非反相输入端(或反相输入端)。缓冲电路可被设计成(例如，基于阻抗值)抑制输出信号波动。
图2示出了示例性检测系统200(例如，非反相检测系统)。检测系统200可包括输入电路204、缓冲电路206和输出电路208。输入电路204可包括例如传感器。传感器可包括电压(或电流)源230，该电压(或电流)源可生成指示工业机器(例如，油气工业机器)的特征特性的测量结果的电压(或电流)信号。输入电路204可包括第一引线232(其可传输检测信号)和第二引线234(其可传输检测参考信号)。缓冲电路206可电连接到输入电路204。例如，缓冲电路206可通过电连接件(例如，分别通过第一电连接件112和第二电连接件114)连接到第一引线232和第二引线234。缓冲电路206可包括运算放大器210，该运算放大器可包括非反相输入引脚212、反相输入引脚214和输出引脚216。检测信号或指示检测信号的信号可由非反相输入端212经由阻抗R3接收。
缓冲电路206可包括参考引脚218，该参考引脚可电连接到第二引线234。参考引脚218可从第二引线234接收指示检测参考信号的信号。在一些具体实施中，缓冲电路206可包括滤波电路220，该滤波电路可接收和修改检测参考信号，并且将修改的信号传输到参考引脚218。在一些具体实施中，滤波电路220可包括高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器等。滤波电路220可通过滤波/抑制高频分量、低频分量等来修改检测参考信号。在一些具体实施中，滤波电路220可电耦接在第一引线232和阻抗R3之间。在该配置中，其可修改由第一引线232传输的检测信号。
反相输入引脚214可经由第一阻抗R1电连接到输出引脚216，并且经由第二阻抗R2电连接到参考引脚218。非反相输入端212可经由第三阻抗R3电连接到第一引线232，并且经由第四阻抗R4电连接到参考引脚218。缓冲电路206可电连接到输出电路208(也称为“外部电路”)。在一些具体实施中，输出电路208可为仪器系统的一部分，该仪器系统被配置为分析由传感器(例如，包括在输入电路204中的传感器)检测到的工业机器(例如，工业机器102)的一个或多个特征特性。例如，仪器系统可以是诊断设备(例如，示波器、数字控制系统、数字万用表等)。在一些具体实施中，输出电路208可为显示装置的一部分，该显示装置被配置为显示由输入电路204检测到的特征特性数据。输出电路208可包括运算放大器、电阻器、电感器、电容器和其他电路元件中的一者或多者。输出电路208可包括第三引线242和第四引线244。输出电路208可电连接到缓冲电路206。例如，第三引线242和第四引线244可经由场布线分别电连接到输出引脚216和参考引脚218。场布线可以包括阻抗R6和R7(例如，分别将输出引脚216电耦接到第三引线242以及将参考引脚218电耦接到第四引线244)。
缓冲电路206可变换与输入电路204相关联的阻抗。缓冲电路206可从输入电路204接收信号(例如，指示由输入电路204中的传感器进行的与检测信号和检测参考信号之间的差值相关的检测的信号)，并且输出电路可从缓冲电路206接收信号(例如，其可与由缓冲电路接收的信号相关)。例如，输出信号(例如，在输出引脚216处)和参考信号(例如，在参考引脚218处)之间的差值可与缓冲电路206从输入电路204接收的信号成比例。在一些具体实施中，缓冲电路206的输出信号可为输入信号随时间推移的积分(例如，当阻抗R1为电容器并且阻抗R2为电阻器时)。在一些具体实施中，缓冲电路206的输出信号可为输入信号随时间推移的差分(例如，当阻抗R2为电容器并且阻抗R1为电阻器时)。
如上所述，参考引脚218可电耦接到输入电路204的第二引线234并且电耦接到输出电路208的第四引线244。在一些具体实施中，第二引线234和第四引线244是接地的(例如，处于接地电位)。这可使得参考引线218处于接地电位，并且电流可能不会在第二引线234(或第四引线244)和参考引线218之间流动。在一些具体实施中，第二引线234(或参考引线218)和第四引线244可不处于相同电位。这可导致电流在第二引线234和参考引线218之间流动，和/或在第四引线244和参考引线218之间流动。前述电流流动可由于输出电路208中(或包括输出电路208的仪器装置中)的不期望的电位波动而发生，这可导致参考引脚218处的参考信号波动。除此之外或另选地，由于热噪声、周围环境中的噪声、串扰等，参考信号中可能发生不期望的电位波动。例如，输出电路208可将噪声引入缓冲电路206中(例如，经由第四引线244到参考引脚218)。参考信号的波动可导致输出信号(例如，输出引脚216处的输出信号)的波动。
可防止和/或抑制输出信号的波动(例如，输出引脚216和参考引脚218处的信号之间的差值)(也称为输出信号的隔离)。在一些具体实施中，输出信号相对于参考引脚218中的参考信号的波动(例如，由于引线244传输的第二参考信号中的噪声)可由缓冲器中的反馈电路防止/抑制。反馈电路可改变输出引脚216处的输出信号以跟踪参考引脚218中的参考信号的波动(例如，由于引线244传输的第二参考信号中的噪声而引起)。在一些具体实施中，修改缓冲电路206以包括反馈电路可允许缓冲电路206与具有相当大噪声的输出电路之间的耦接，同时防止输出信号的不期望的波动(例如，输出引脚216和参考引脚218处的信号之间的差值)。在一些具体实施中，反馈电路可允许共模抑制(例如，基于反相输入引脚和非反相输入引脚处的信号)。共模抑制可允许基于参考信号处的噪声(例如，交流电[AC]噪声和直流电[DC]噪声的叠加)来抑制/防止输出信号中的噪声。
在一些具体实施中，第二参考信号中的噪声可通过两个增益级传输：电耦接到非反相输入引脚212的非反相级，以及耦接到反相输入引脚214的反相级。运算放大器210可消除来自两个级的噪声，从而减少输出引脚216处的噪声。例如，非反相输入引脚212可电连接到参考引脚218。这可例如通过经由阻抗R4电连接非反相输入引脚212和参考引脚218来完成。在一些具体实施中，可通过选择阻抗R1、R2和R4来抑制输出信号的波动，使得它们具有相同的阻抗值。另选地，可选择阻抗R1、R2、R3和R4，使得参考引脚218处的参考信号的波动对缓冲电路206的输出不具有影响(或具有减小的影响)(例如，通过确保改变输出引脚216处的输出信号以跟踪参考引脚218处的参考信号中的波动[例如，噪声信号])。
图3示出了示例性检测系统300(例如，反相检测系统)。检测系统300可包括输入电路304、缓冲电路306和输出电路308。输入电路304可包括例如传感器。传感器可包括电压(或电流)源330，该电压(或电流)源可生成指示工业机器(例如，油气工业机器)的特征特性的测量结果的电压(或电流)信号。输入电路304可包括第一引线332(其可传输检测信号)和第二引线334(其可传输检测参考信号)。缓冲电路306可电连接到输入电路304。例如，缓冲电路306可通过电连接件(例如，分别通过第一电连接件112和第二电连接件114)连接到第一引线332和第二引线334。缓冲电路306可包括运算放大器310，该运算放大器可包括非反相输入引脚312、反相输入引脚314和输出引脚316。
在一些具体实施中，第二参考信号中的噪声可通过两个增益级传输：电耦接到非反相输入引脚312的非反相级，以及耦接到反相输入引脚314的反相级。运算放大器310可消除来自两个级的噪声，从而减少输出引脚316处的噪声。例如，反相输入引脚314可经由第一阻抗R10电连接到输出引脚316，并且经由第二阻抗R11电连接到参考引脚318。反相输入引脚314可经由第三阻抗R12电连接到第一引线332。反相输入引脚314可从第一引线332接收检测信号(或指示检测信号的信号)。非反相输入端312可经由第四阻抗R13电连接到第二引线334，并且经由第五阻抗R14电连接到参考引脚318。非反相输入引脚312可从第二引线334接收指示检测参考信号的信号。
缓冲电路306可电连接到输出电路308(也称为“外部电路”)。在一些具体实施中，输出电路308可为仪器系统的一部分，该仪器系统被配置为分析由传感器(例如，包括在输入电路304中的传感器)检测到的工业机器(例如，工业机器102)的一个或多个特征特性。在一些具体实施中，输出电路308可为显示装置的一部分，该显示装置被配置为显示由输入电路304检测到的特征特性数据。输出电路308可包括运算放大器、电阻器、电感器、电容器和其他电路元件中的一者或多者。输出电路308可包括第三引线342和第四引线344。输出电路308可电连接到缓冲电路306。例如，第三引线342和第四引线344可经由场布线分别电连接到输出引脚316和参考引脚318。场布线可以包括阻抗R16和R17(例如，分别将输出引脚316电耦接到第三引线342以及将参考引脚318电耦接到第四引线344)。
缓冲电路306可变换与输入电路304相关联的阻抗。缓冲电路306可从输入电路304接收信号(例如，指示由输入电路304中的传感器进行的与检测信号和检测参考信号之间的差值相关的检测的信号)，并且输出电路可从缓冲电路306接收信号(例如，其可与由缓冲电路接收的信号相关)。例如，输出信号(例如，在输出引脚316处)和参考信号(例如，在参考引脚318处)之间的差值可与缓冲电路306从输入电路304接收的信号成反比。
如上所述，参考引脚318可经由阻抗R11电耦接到反相输入引脚314，并且电耦接到输出电路308的第四引线344。在一些具体实施中，参考引脚318和第四引线344接地(例如，处于接地电位)，并且电流可能不会在第四引线344和参考引线318之间流动。在一些具体实施中，参考引脚318和第四引线344可不处于相同的电位。这可导致电流在第四引线344与参考引线318之间流动。前述电流流动可由于输出电路308中(例如，包括输出电路308的仪器装置中)的不期望的电位波动而发生，这可导致参考引脚318处的参考信号波动。除此之外或另选地，由于热噪声、周围环境中的噪声、串扰等，参考信号中可能发生不期望的电位波动。参考信号的波动可导致输出信号(例如，输出引线316处的输出信号)的波动。
可防止/抑制输出信号的波动(例如，输出引脚316和参考引脚318处的信号之间的差值)(也称为输出信号的隔离)。在一些具体实施中，输出信号相对于参考引脚318中的参考信号的波动(例如，由于引线344传输的第二参考信号中的噪声)可由缓冲器中的反馈电路防止/抑制。反馈电路可改变输出引脚316处的输出信号以跟踪参考引脚318中的参考信号的波动(例如，由于引线344传输的第二参考信号中的噪声而引起)。在一些具体实施中，修改缓冲电路306以包括反馈电路可允许缓冲电路306与具有相当大噪声的输出电路之间的耦接，同时防止输出信号的不期望的波动(例如，输出引脚316和参考引脚318处的信号之间的差值)。在一些具体实施中，反馈电路可允许共模抑制(例如，基于反相输入引脚和非反相输入引脚处的信号)。共模抑制可允许基于参考信号处的噪声(例如，AC噪声和DC噪声的叠加)来抑制/防止输出信号中的噪声。
非反相输入引脚312和反相输入引脚314可电连接到参考引脚318。这可例如通过经由阻抗R14电连接非反相输入引脚312和参考引脚318以及经由阻抗R11电连接反相输入引脚314和参考引脚318来完成。在一些具体实施中，可通过选择阻抗R10、R11、R12、R13和R14来抑制输出信号的波动，使得它们具有相同的阻抗值。另选地，可选择阻抗R10、R11、R12、R13和R14，使得参考引脚318处的参考信号的波动对缓冲电路306的输出不具有影响(或具有减小的影响)(例如，通过确保改变输出引脚316处的输出信号以跟踪参考引脚318处的参考信号中的波动[例如，噪声信号])。
其他实施方案在所公开的主题的范围和精神内。例如，检测系统(例如，检测系统100、200、300等)可以是油田中油气工业机器的监测系统的一部分。监测和检测系统可被配置为检测各种油气工业机器的特征特性并相应地作出响应。在一些具体实施中，检测系统可包括位于油气工业机器近侧的感测系统和可电耦接到检测系统的仪器系统。例如，感测系统可包括传感器104(或输入电路204、304等)和缓冲电路106，并且仪器系统可包括输出电路108(或输出电路208、308等)。感测系统和仪器系统可通过场连接器(例如，包括第三电连接件114和第四电连接件116)电耦接。仪器系统可包括参考信号，仪器系统相对于该参考信号对感测系统的输出信号执行分析。不期望的噪声信号。将仪器系统耦接到感测系统可将噪声信号(例如，由于仪器系统中的电路噪声、瞬态、短路状态等)引入感测系统中(例如，经由仪器系统的参考信号)。在一些具体实施中，包括本专利申请中所述的反馈电路的缓冲电路可抑制由感测系统与仪器系统耦接而产生的不期望的影响。这可改善感测系统和仪器系统中的一者或两者的操作。
现在将描述某些示例性实施方案，以提供对本文所公开的系统、装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的全面理解。这些实施方案的一个或多个示例在附图中示出。本领域技术人员将理解的是，本文中具体描述且在附图中示出的系统、装置和方法是非限制性的示例性实施方案，并且本发明的范围仅由权利要求限定。结合一个示例性实施方案示出或描述的特征可与其他实施方案的特征组合。此类修改和变型旨在包括在本发明的范围内。此外，在本公开中，实施方案的相似命名的部件通常具有类似的特征，因此在具体实施方案内，不一定完全阐述每个相似命名的部件的每个特征。
本文所述的主题可在数字电子电路和/或计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构装置和其结构等同物)或它们的组合中实现。本文所述的主题可被实现为一个或多个计算机程序产品，诸如有形地体现在信息载体中(例如，体现在机器可读存储装置中)、或体现在传播的信号中，以用于由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机或多台计算机)执行或控制该数据处理设备的操作的一个或多个计算机程序。计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)可以任何形式的编程语言(包括编译语言或解释语言)编写，并且它可以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、部件、子例程或适用于计算环境中的其他单元部署。计算机程序不一定对应于文件。程序可存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中，存储在专用于所考虑的程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码的部分的文件)中。计算机程序可被部署成在一台计算机上或在多台计算机上执行，该多台计算机位于一个站点处或跨多个站点分布并且由通信网络互连。
本说明书中所述的过程和逻辑流程，包括本文所述主题的方法步骤，可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程处理器执行，以通过对输入数据进行操作并且生成输出来执行本文所述主题的功能。该过程和逻辑流程还可由专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))来执行，并且本文所述主题的设备可被实现为专用逻辑电路(例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路))。
以举例的方式，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器两者，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器以及一个或多个用于存储指令和数据的存储器装置。一般来说，计算机还将包括一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或可操作地耦接以从一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)接收数据或者/并且将数据传送至一个或多个用于存储数据的大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)。适于体现计算机程序指令和数据的信息载体包括所有形式的非易失性存储器，包括例如半导体存储器装置(例如，EPROM、EEPROM和闪存存储器装置)；磁盘(例如，内部硬盘或可移动磁盘)；磁光盘；以及光盘(例如，CD和DVD盘)。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或者并入专用逻辑电路中。
为了提供与用户的交互，本文所述的主题可在具有用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)以及键盘和指向装置(例如，鼠标或跟踪球)的计算机上实现，用户可通过该键盘和指向装置向计算机提供输入。还可使用其他种类的装置来提供与用户的交互。例如，提供给用户的反馈可为任何形式的感官反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)，并且可以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。
本文所述的技术可使用一个或多个模块来实现。如本文所用，术语“模块”是指计算软件、固件、硬件和/或它们的各种组合。然而，在最低程度上，模块不应被解释为未在硬件、固件上实现或记录在非暂态处理器可读存储介质上的软件(即，模块本身不为软件)。实际上，“模块”将被解释为始终包括至少一些物理的非暂态硬件，诸如处理器或计算机的一部分。两个不同的模块可共享相同的物理硬件(例如，两个不同的模块可使用相同的处理器和网络接口)。本文所述的模块可被组合、集成、分开和/或复制以支持各种应用。另外，代替在特定模块处执行的功能或除在特定模块处执行的功能之外，本文描述为在特定模块处执行的功能可在一个或多个其他模块处和/或由一个或多个其他装置执行。此外，模块可相对于彼此本地或远程地跨越多个装置和/或其他部件来实现。另外，模块可从一个装置移动并添加至另一个装置，以及/或者可包括在两个装置中。
本文所述的主题可在计算系统中实现，该计算系统包括后端部件(例如，数据服务器)、中间件部件(例如，应用程序服务器)或前端部件(例如，具有图形用户界面或网络界面的客户端计算机，用户可通过该图形用户界面或网络界面与本文所述主题的实施方式进行交互)，或此类后端部件、中间件部件和前端部件的任何组合。系统的部件可通过数字数据通信的任何形式或介质(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，例如互联网。
如本文在整个说明书和权利要求书中所用的，近似语言可用于修饰任何定量表示，所述定量表示可有所不同但不导致与其相关的基本功能的变化。因此，由一个或多个术语诸如“约”和“基本上”修饰的值不应限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量该值的仪器的精度。在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制可组合和/或互换，除非上下文或语言另外指明，否则此类范围被识别并包括其中所包含的所有子范围。

Claims (24)

1.一种电路，包括：
参考引脚；
运算放大器，所述运算放大器包括：
输出引脚；
反相输入引脚，所述反相输入引脚经由第一阻抗电耦接到所述输出引脚，并且经由第二阻抗电耦接到所述参考引脚；
非反相输入引脚，所述非反相输入引脚经由第三阻抗电耦接到所述参考引脚，并且被配置为接收检测信号，
其中所述参考引脚被配置为接收与所述检测信号相关联的检测参考信号。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述输出引脚被配置为电耦接到外部电路的第一引线，并且所述参考引脚被配置为电耦接到所述外部电路的第二引线，其中所述运算放大器被配置为将所述输出引脚处的输出信号与所述参考引脚处的参考信号隔离。
3.根据权利要求2所述的电路，其中所述运算放大器被配置为基于包括所述第一阻抗、所述第二阻抗和所述第三阻抗的反馈电路来将所述输出信号与所述参考信号隔离，其中所述运算放大器和所述反馈电路被配置为改变所述输出信号以遵循所述参考信号的波动。
4.根据权利要求3所述的电路，其中所述第一阻抗、所述第二阻抗和所述第三阻抗具有相同的阻抗值。
5.根据权利要求2所述的电路，其中所述输出引脚处的所述输出信号与所述参考引脚处的所述参考信号之间的第一差值指示所述检测信号与所述检测参考信号之间的第二差值。
6.根据权利要求5所述的电路，其中所述参考引脚被配置为电耦接到输入电路的第三引线，其中所述第三引线被配置为传输所述检测参考信号或指示所述检测参考信号的信号。
7.根据权利要求2所述的电路，其中所述输出信号的隔离包括抑制指示所述外部电路中的电压波动的噪声信号，其中所述参考信号包括所述噪声信号。
8.根据权利要求2所述的电路，其中仪器装置包括所述外部电路，并且所述仪器装置被配置为分析所述检测信号。
9.根据权利要求1所述的电路，其中所述检测信号和所述检测参考信号指示油气工业机器处的传感器测量结果。
10.根据权利要求1所述的电路，还包括滤波电路，其中所述参考引脚或所述非反相输入引脚被配置为经由所述滤波电路接收所述检测参考信号。
11.根据权利要求10所述的电路，其中所述滤波电路包括高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器中的一者。
12.根据权利要求1所述的电路，其中所述运算放大器包括一个或多个双极结型晶体管和/或一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。
13.一种电路，包括：
参考引脚；
运算放大器，所述运算放大器包括：
输出引脚；
反相输入引脚，所述反相输入引脚经由第一阻抗电耦接到所述输出引脚，并且经由第二阻抗电耦接到所述参考引脚，其中所述反相输入引脚被配置为接收检测信号；
非反相输入引脚，所述非反相输入引脚经由第三阻抗电耦接到所述参考引脚，
其中所述非反相输入引脚被配置为接收与所述检测信号相关联的检测参考信号。
14.根据权利要求13所述的电路，其中所述输出引脚被配置为电耦接到外部电路的第一引线，并且所述参考引脚被配置为电耦接到所述外部电路的第二引线，其中所述运算放大器被配置为将所述输出引脚处的输出信号与所述参考引脚处的参考信号隔离。
15.根据权利要求14所述的电路，其中所述运算放大器被配置为基于包括所述第一阻抗、所述第二阻抗和所述第三阻抗的反馈电路来将所述输出信号与所述参考信号隔离，其中所述运算放大器和所述反馈电路被配置为改变所述输出信号以遵循所述参考信号的波动。
16.根据权利要求15所述的电路，其中所述第一阻抗、所述第二阻抗和所述第三阻抗具有预定阻抗值。
17.根据权利要求14所述的电路，其中所述输出引脚处的所述输出信号与所述参考引脚处的所述参考信号之间的第一差值指示所述检测信号与所述检测参考信号之间的第二差值。
18.根据权利要求14所述的电路，其中所述输出信号的隔离包括抑制指示所述外部电路中的电压波动的噪声信号，其中所述参考信号包括所述噪声信号。
19.根据权利要求14所述的电路，其中仪器装置包括所述外部电路，所述仪器装置被配置为分析所述检测信号。
20.根据权利要求13所述的电路，其中所述检测信号和所述检测参考信号指示油气工业机器处的传感器测量结果。
21.根据权利要求13所述的电路，其中所述运算放大器包括一个或多个双极结型晶体管和/或一个或多个金属氧化物半导体场效应晶体管。
22.一种检测系统，包括：
传感器，所述传感器被配置为检测油气工业机器的一个或多个属性，并且生成指示所述检测的检测信号和检测参考信号；
缓冲电路，所述缓冲电路包括：
参考引脚，所述参考引脚被配置为接收所述检测参考信号；
运算放大器，所述运算放大器包括：
输出引脚，
反相输入引脚，所述反相输入引脚经由第一阻抗电耦接到所述输出引脚，并且经由第二阻抗电耦接到所述参考引脚，和
非反相输入引脚，所述非反相输入引脚经由第三阻抗电耦接到所述参考引脚，并且被配置为接收所述检测信号；和
仪器装置，所述仪器装置包括第一引线和第二引线，其中
所述第一引线电耦接到所述输出引脚，并且所述第二引线电耦接到所述参考引脚。
23.根据权利要求22所述的检测系统，其中所述运算放大器被配置为将所述输出引脚处的输出信号与所述参考引脚处的参考信号隔离。
24.根据权利要求22所述的检测系统，其中所述仪器装置被配置为分析所述检测信号。
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