CN113849032B - 失调电压校正电路、集成电路、系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种失调电压校正电路、集成电路、系统及方法，该电路包括：电流生成电路，用于生成至少包括失调电流的输入电流；失调电压存储电路，用于存储与所述失调电流对应的失调电压，并根据所述第一失调电压输出第一电流；失调电压预校正电路，用于根据所述第一电流生成校正电流，并通过所述校正电流对所述输入电流进行校正；电压输出电路，用于输出与校正后的电流相对应的电压。由此，失调电压校正电路可以直接输出校正后的电压，失调电压存在于电路中的时间较短，从而降低了对仪表放大器性能的影响，提高了经仪表放大器处理后的输出信号的动态范围。

Description

失调电压校正电路、集成电路、系统及方法

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其是指一种失调电压校正电路、集成电路、系统及方法。

背景技术

目前信号采集系统中处理的信号一般微小模拟信号，如生物电信号、压力传感器和温度传感器等输出的信号，然而现代大多数信号处理系统能快速处理的是数字信号，因此需要把上述的微小模拟信号经过放大之后进行模数转换，再把转换后的数字信号给控制器进行处理。

仪表放大器为经常用来进行微小模拟信号处理的关键电路。但当输入到仪表放大器的微小模拟信号包含漂移电压时，仪表放大器会放大该信号，从而导致仪表放大器输出的动态范围减小，更有甚者会使得仪表放大器不能正常工作。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种失调电压校正电路、集成电路、失调电压校正系统及方法，以解决上述问题。本发明实施例通过以下技术方案来实现上述目的。

第一方面，本申请提供一种失调电压校正电路，所述电路包括：

电流生成电路，用于生成至少包括失调电流的输入电流；失调电压存储电路，用于存储与所述失调电流对应的失调电压，并根据所述第一失调电压输出第一电流；失调电压预校正电路，用于根据所述第一电流生成校正电流，并通过所述校正电流对所述输入电流进行校正；电压输出电路，用于输出与校正后的电流相对应的电压。

第二方面，本申请还提供一种集成电路，包括上述第一方面的失调电压校正电路。

第三方面，本申请还提供一种失调电压校正系统，所述失调电压校正系统包括如第二方面所述的集成电路和传感器，所述传感器电连接于所述集成电路。

第四方面，本申请又提供一种失调电压校正方法，应用于失调电压校正电路，方法包括如下步骤：生成至少包括失调电流的输入电流；存储与所述失调电流对应的失调电压，并根据所述第一失调电压输出第一电流；根据所述第一电流生成校正电流，并根据所述校正电流对所述输入电流进行校正；输出与校正后的电流相对应的电压。

本发明实施例提供了一种失调电压校正电路、集成电路、失调电压校正系统及方法，通过控制电流生成电路先输出失调电流，失调电压存储电路存储与失调电流对应的第一失调电压，并根据第一失调电压输出与失调电流相对应的第一电流；失调电压预校正电路根据第一电流生成校正电流；当接收到有效输入信号时，电流生成电路生成包括失调电流和有效电流的输入电流，此时可利用失调电压预校正电路生成的校正电流对输入电流中的失调电流进行校正，以使流入电压输出电路的电流仅为有效电流，这样电压输出电路输出的电压即为与校正后的电流相对应的电压，其不包括失调电压。如此，当失调电压校正电路连接在仪表放大器前端时，则可在包含失调电压的输入信号传输到仪表放大器前，即对输入信号进行快速校正，使输入到仪表放大器的信号仅为有效信号，从而降低了对仪表放大器性能的影响，提高了经仪表放大器处理后的输出信号的动态范围。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构：

图1为本发明实施例提供的失调电压校正电路的模块框图；

图2为本发明实施例提供的失调电压校正电路的结构示意图；

图3为图2中的某一状态下的电路原理图；

图4为图2中的另一状态下的电路原理图；

图5为图2中的又一状态下的电路原理图；

图6为本发明实施例提供的失调电压校正系统与仪表放大器的组合示意图；

图7为本发明实施例提供的失调电压校正方法的流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

由于生产工艺等因素的影响，传感器会带有漂移电压，即本发明中的失调电压，该失调电压若传输至与其连接的仪表放大器，则会导致仪表放大器输出动态范围的减小、甚至影响仪表放大器中的性能。

经过发明人的长期研究与验证，提出本实施例的失调电压校正电路、集成电路、失调电压校正系统及方法，通过控制电流生成电路先输出失调电流，失调电压存储电路存储与失调电流对应的第一失调电压，并根据第一失调电压输出与失调电流相对应的第一电流；失调电压预校正电路根据第一电流生成校正电流；当接收到有效输入信号时，电流生成电路生成包括失调电流和有效电流的输入电流，此时可利用失调电压预校正电路生成的校正电流对输入电流中的失调电流进行校正，以使流入电压输出电路的电流仅为有效电流，这样电压输出电路输出的电压即为与校正后的电流相对应的电压，其中不包括失调电压。如此，则可在包含失调电压的输入信号传输到仪表放大器前，即对输入信号进行快速校正，同时也缩短了失调电压的校正时间，使输入到仪表放大器的信号仅为有效信号，从而降低了对仪表放大器性能的影响，提高了经仪表放大器处理后的输出信号的动态范围。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的失调电压校正电路的模块框图。本实施例提供了一种失调电压校正电路，该电路包括：

电流生成电路100，连接于电路的总输入端，该总输入端即失调电压校正电路的输入端，可用于连接传感器或其他电路，以接收传感器或其他电路生成的电信号。电流生成电路100用于生成至少包括失调电流的输入电流；失调电压存储电路200，连接于电流生成电路100，用于存储与失调电流对应的第一失调电压，并根据第一失调电压输出第一电流；失调电压预校正电路300，分别连接于电流生成电路100和失调电压存储电路200，用于根据第一电流生成校正电流，并通过校正电流对输入电流进行校正；电压输出电路400，连接于电流生成电路100，用于输出与校正后的电流相对应的电压。

在一些应用场景中，压力传感器、温度传感器等传感器会输出小信号和/或生物电信号，这些传感器输出的模拟信号通常在经过仪表放大器放大之后，再进行模数转换，转换后的数字信号再被传输至控制器进行处理。本实施例中，失调电压校正电路可以应用于上述这种含有传感器的电路。作为一种实施方式，失调电压校正电路可以连接在传感器与仪表放大器之间，即失调电压校正电路的总输入端可以连接于传感器的输出端；失调电压校正电路的输出端(即电压输出电路的输出端)可以连接于仪表放大器的输入端。作为另一种实施方式，失调电压校正电路也可以连接在仪表放大器与模数转换器之间。

在一些实施例中，输入电流可以仅包括与失调电压相对应的失调电流，也可以同时包括失调电流和有效电流。其中，当失调电压校正电路所接收的输入信号中包括失调电压时，电流生成电路所生成的电流中将包括与该失调电压对应的失调电流。当失调电压校正电路所接收的输入信号中同时包括失调电压和有效电压时，电流生成电路所生成的电流中将包括与该失调电压对应的失调电流以及与该有效电压对应的有效电流。本实施例中，有效电压是传感器或失调电压校正电路前端的其他电路所产生的与实际输入相关的电压信号，而失调电压则包括与输入无关的信号。以压力传感器为例，如果压力传感器发生失调，则其在未受到作用力(即没有输入)的情况下也将产生一定的电压，该电压即为失调电压；如果该压力传感器受到作用力，其产生的电压中将包括上述失调电压以及与作用力大小相关的有效电压。本实施例中，失调电压校正电路所接收的输入信号中的失调电压可以包括由传感器失调引起的失调电压和/或由仪表放大器的失调引起的失调电压。失调电压会导致仪表放大器等电学元件输出动态范围减小，甚至会使得仪表放大器等电学元件不能正常工作。

本实施例通过电流生成电路先输出失调电流，通过失调电压存储电路存储与失调电流对应的第一失调电压，并根据第一失调电压输出与失调电流相对应的第一电流；失调电压预校正电路根据第一电流生成校正电流；当接收到有效输入信号时，电流生成电路生成包括失调电流和有效电流的输入电流，此时可利用失调电压预校正电路生成的校正电流对输入电流中的失调电流进行校正，以使流入电压输出电路的电流仅为有效电流，这样电压输出电路输出的电压即为与校正后的电流相对应的电压，其中不包括失调电压。如此，当该失调电压校正电路连接在仪表放大器前端时，则可在包含失调电压的输入信号传输到仪表放大器前，即对输入信号进行快速校正，使输入到仪表放大器的信号仅为有效信号，从而降低了对仪表放大器性能的影响，提高了经仪表放大器处理后的输出信号的动态范围。由于本电路能够在接收包含有效信号的输入信号之前，提前生成用以抵消失调电流的校正电流，因此能在接收到包含有效电压的输入电压时立即对其中的失调信号进行校正，从而有效缩短失调电压的校正时间。

为了便于区分，本实施例将失调电压校正电路的输入电压中所包含的失调电压称为第二失调电压，将失调电压存储电路根据失调电流而存储的电压称为第一失调电压。

在一些实施例中，电流生成电路100的输入端连接一传感器，该传感器可以是压力传感器、温度传感器、湿度传感器等等。电压输出电路400的输出端连接仪表放大器。

请参阅图2，图2为本发明实施例提供的失调电压校正电路的结构示意图。

在一些实施例中，电流生成电路100包括第一跨导放大器Gm及第一开关 S1，第一跨导放大器Gm的第一输入端和第二输入端分别连接于第一开关S1的两端，第一跨导放大器Gm的输出端分别连接于失调电压存储电路200、失调电压预校正电路300和电压输出电路400。其中，第一跨导放大器Gm可将输入的电压转化为电流，并由输出端输出该电流。

在一些实施例中，通过控制第一开关S1的连接状态可以控制输入至第一跨导放大器Gm的电压，从而控制从第一跨到放大器Gm输出的电流。当第一开关S1导通时，第一跨导放大器Gm根据第二失调电压生成第一输入电流，其中，第一输入电流包括失调电流。第二失调电压即第一跨导放大器Gm的两个输入端之间的失调电压，也可称为漂移电压。当第一开关S1关断时，第一跨导放大器Gm根据输入至第一跨导放大器Gm的有效电压和第二失调电压生成第二输入电流，此时第二输入电流包括失调电流和有效电流。其中，有效电压，是指需要被采集的电压，其为传感器等电学元器件用于表征采集到的生物、环境特征等输出的电压。

具体地，作为一种示例，当第一开关S1导通时，第一跨导放大器Gm的第一输入端和第二输入端之间的电压差为漂移电压，即第二失调电压。此时，第一跨导放大器Gm将第二失调电压转化为第一输入电流，则第一输入电流包括失调电流。该第一输入电流将输入至失调电压存储电路200。失调电压存储电路 200存储与第一输入电流对应的第一失调电压，并根据第一失调电压输出第一电流；失调电压预校正电路300则根据第一电流生成校正电流。当第一开关S1关断时，第一跨导放大器Gm的第一输入端和第二输入端之间的电压差为第二失调电压与有效电压的叠加。此时，第一跨导放大器Gm将第二失调电压和有效电压一同转化为第二输入电流，则第二输入电流包括失调电流与有效电流。而失调电流可被失调电压预校正电路300生成的校正电流校正，使得传输至电压输出电路400的电流中不包括失调电流，因此电压输出电路400可根据输入电压中的有效电压进行输出，免受第二失调电压的影响。

作为一种实施方式，第一跨导放大器Gm的第一输入端和第二输入端可以分别为正输入端和负输入端。

作为另一种实施方式，第一跨导放大器Gm的第一输入端和第二输入端可以分别为负输入端和正输入端。

在一些实施例中，失调电压存储电路200包括：第一电容C1、第二电容C2、第二开关S5、第三开关S6及第二跨导放大器Gmoc；作为一种实施方式，第二跨导放大器Gmoc为全差分跨导放大器，第二跨导放大器Gmoc的第一输入端连接第一电容C1的一端，第二输入端连接第二电容C2的一端，第一输出端连接第一跨导放大器Gm的输出端，第二输出端连接失调电压预校正电路300；第一电容C1的另一端与第二电容C2的另一端分别接地；第一开关S5的两端分别连接于第二跨导放大器Gmoc的第一输入端和第一输出端；第三开关S6的一端连接于第二跨导放大器Gmoc的第二输入端，第三开关S6的另一端用于连接基准电压；其中，基准电压可以为外部的电压，也可以是电路中某个节点的电压。作为一种实施方式，可以通过基准电路生成基准电压。

作为一种实施方式，第二跨导放大器Gmoc的第一输入端和第二输入端可以分别为正输入端和负输入端。

作为另一种实施方式，第二跨导放大器Gmoc的第一输入端和第二输入端可以分别为负输入端和正输入端。

在一些实施例中，通过分别控制第二开关S5与第三开关S6的连接状态可以控制失调电压存储电路200对失调电流(即第一输入电流)的处理方式。在第二开关S5与第三开关S6导通时，第二电容C2用于接入基准电压，第一跨导放大器Gm输出的第一输入电流(包括失调电流)对第一电容C1充电，使得第一电容C1存储与失调电流对应的失调电压，存储后的电压即为第一失调电压。在第二开关S5关断、第三开关S6导通时，第二跨导放大器Gmoc根据第一失调电压和基准电压生成第一电流，并将第一电流输出至失调电压预校正电路 300。

作为一种示例，如图2所示，在第二开关S5与第三开关S6均导通时，第一输入电流会经由第二开关S5对第一电容C1充电，从而通过第一电容C1存储与失调电流对应的失调电压。

作为一种示例，如图2所示，第二跨导放大器为全差分跨导放大器，包括两个输入端和两个输出端，第二跨导放大器的第一输出端与第一跨导放大器的输出端相连接，即第二跨导放大器的第一输出端的电流与第一跨导放大器的输出电流相同，由此得到第二跨导放大器所存储的失调电压与失调电流之间的关系如下：

Ios＝Vos*Gm＝△V*Gmoc； (1)

其中，Ios表示第一输入电流，即失调电流；Vos表示输入到第一跨导放大器Gm的失调电压，Gm表示第一跨导放大器的跨导，Gmoc表示第二跨导放大器的跨导。△V是第二跨导放大器Gmoc的第一输入端的电压与基准电压Vref 之间的电压差，即第一电容C1上存储的失调电压Vos与基准电压Vref之间的电压差。由公式(1)可以看出，当Gm＝Gmoc时，△V＝Vos，此时根据△V转换得到的第一电流与失调电流Ios相等。

为了方便比对失调电压与基准电压，可以使第一电容C1与第二电容C2的电容相等。

当第二开关S5关断、第三开关S6导通时，第一电容C1存储的失调电压与基准电压之差△V将通过第二跨导放大器转换为第一电流，并通过第二输出端将第一电流传输至失调电压预校正电路。其中第一电流可以与失调电流大小相等。

作为一种实施方式在失调电压存储电路200将全部的失调电压存储后，控制第二开关S5关断、第三开关S6导通，此时，经由失调电压存储电路200输出的失调电流大小则完全等于由第一跨导放大器Gm根据失调电压生成的第一输入电流的大小，如此，可以完成对全部失调电压的校正。

在一些实施例中，请参阅图3及图4，电流生成电路100与失调电压存储电路200中，其开关配合的关系可包括：

当第一开关S1导通时，第一跨导放大器Gm生成第一输入电流，此时第一输入电流包括失调电流Ios；此时，第二开关S5与第三开关S6导通，第一输入电流对第一电容C1充电，第一电容C1存储与第一输入电流对应的第一失调电压，而第二电容C2则接入基准电压。其中，第一失调电压为第二跨导放大器 Gmoc根据失调电流输出的电压，而失调电流与输入至第一跨导放大器Gm的第二失调电压相关，因此第一失调电压与第二失调电压可以相同，或者存在一定的函数关系。

第一电容C1充电完成之后，第二开关S5关断、第三开关S6导通，第二跨导放大器Gmoc根据第二失调电压和基准电压生成第一电流，并将第一电流输出至失调电压预校正电路300，失调电压预校正电路300则根据第一电流生成校正电流。其中，第一电流与失调电流可以相等或者存在其他函数关系，例如比例关系。

随后，第一开关S1关断，此时第一跨导放大器Gm根据有效电压和第二失调电压生成第二输入电流，第二输入电流中包括与第二失调电压对应的失调电流以及与有效电压对应的有效电流，其中失调电流被失调电压预校正电路300 生成的校正电流校正，使得输出至电压输出电路400中的电流不包括失调电流，也即电压输出电路400的输入电压中不包括失调电压。

在一些实施例中，失调电压预校正电路300包括：电流调整电路、电流传感器以及电流比较器；其中，电流传感器连接于第二跨导放大器Gmoc的第二输出端，用于将第一电流传输至电流比较器；电流比较器的第一输入端和输出端分别连接于电流传感器，电流比较器的第二输入端连接于电流调整电路的一端，电流调整电路的另一端连接于第一跨导放大器Gm的输出端。电流调整电路用于生成校正电流，并根据第一电流调整所述校正电流；电流传感器将第一电流传输至电流比较器，电流比较器将第一电流与校正电流进行比较，并在校正电流与第一电流相等时，关断电流传感器。

作为一种实施方式，上述电流传感器可以通过镜像电路实现，用于将第一电流镜像输出至电流比较器的第一输入端。

具体地，作为一种示例，请参阅图4，当第一开关S1、第二开关S5关断、第三开关S6导通时，电流调整电路生成校正电流，校正电流流入电流比较器的第一输入端；与此同时，电流传感器从第二跨导放大器Gmoc的第二输出端中获取第一电流，第一电流经由电流传感器输入至电流比较器的第二输入端。电流调整电路还用于调整校正电流的大小，直至校正电流与第一电流的大小相同。电流比较器将校正电流与第一电流进行比较。当电流比较器判断出第一电流与校正电流的大小相同时，通过电流比较器输出控制信号以使电流传感器关断。此时的校正电流则可以抵消失调电流。

作为一种实施方式，电流调整电路根据校正码值来生成校正电流，通过调整校正码值来实现对校正电流的调整。在失调电压预校正电路300确定好与失调电流相匹配的校正码值后，电流生成电路100生成第二输入电流，因失调电压预校正电路300中已确定与失调电流相匹配的校正码值，并已根据该校正码值生成对应的校正电流，由于第二输入电流被失调电压预校正电路300和电压输出电路400分流，第二输入电流的大小为校正电流与电压输出电路400的输入电流之和，因此，电压输出电路400的输入电流为第二输入电流与校正电流之差，即流向电压输出电路400的电流中不包括失调电流，相当于第二输入电流中的失调电流被失调电压预校正电路300校正。

在一些实施例中，电流调整电路包括第四开关和数字电流源；第四开关的两端分别连接至第一跨到放大器Gm的输入端和数字电流源的一端，数字电流源的另一端连接于电流比较器的第一输入端。

第四开关关断时，数字电流源根据校正码值生成校正电流，并调整校正码值以使校正电流与第一电流相等；第四开关导通时，数字电流源将校正电流输出至第一跨导放大器的输出端，以对第二输入电流中的失调电流进行校正。

其中，第四开关可以为软开关，该开关的控制方式可以与其他开关不同。数字电流源，可以是IDAC，中文名为电流数模转换器，提供可编程电流，可以建立校正码值与电流之间的对应关系；数字信号源可以是脉冲型，脉码型等。校正码值可以外部施加给IDAC的控制信号，IDAC可以根据校正码值产生相应大小的校正电流。

具体地，第四开关关断时，第一跨导放大器Gm生成的电流无法通过第四开关流入失调电压预校正电路300，则可避免第一跨导放大器Gm生成的电流影响校正码值的准确度。进一步地，为避免影响校正码值的准确度，在第一跨导放大器Gm生成第二输入电流之后，第四开关才会导通。数字电流源通过电流比较器和电流传感器确定与失调电流相匹配的校正码值的过程与上述的电流调整电路确定校正电流的过程相对应，其可以是不断调整校正码值以调整电流调整电路产生的校正电流。当电流比较器判断出第一电流与校正电流的大小相同时，通过电流比较器输出控制信号以使电流传感器关断，此时的校正码值则为与第一电流相对应的校正码值，该校正码值可以抵消失调电流。

第四开关导通时，第一跨导放大器Gm生成的第二输入电流中的失调电流则可通过第四开关流入失调电压预校正电路300，以抵消失调电流，即校正了失调电压。数字电流源对第二输入电流中的失调电流进行校正的过程即为上述的电流调整电路对第二输入电流中的失调电流进行校正的过程，故在此不再赘述。

在一些实施例中，电压输出电路400包括：第五开关S3、第六开关S4、第三电容C5、第四电容C4以及运算放大器OP；运算放大器OP的第一输入端通过第五开关S3连接于第一跨导放大器Gm的输出端，运算放大器OP的第二输入端分别连接于第六开关S4的一端和第三电容C5的一端，第三电容C5的另一端接地，第六开关S4的另一端用于基准电压，其中，该基准电压可以为外部的电压。运算放大器OP的第一输入端和输出端分别连接于第四电容C4的两端。在一些实施例中，可以通过控制第五开关S3和第六开关S4的连接状态，从而控制电压输出电路400的工作状态。

请参阅图2和图5，当第五开关S3和第六开关S4断开时，电压输出电路 400不工作；当第五开关S3和第六开关S4导通时，运算放大器OP用于根据校正后的电流输出相对应的电压。即，当第五开关S3和第六开关S4导通时，从第一跨导放大器Gm输出的第二输入电流中的失调电流已流至失调电压预校正电路300，流入电压输出电路400中的第二输入电流仅剩有效电流，即校正后的电流，故此时，输入运算放大器OP的仅为有效电流，其根据有效电流输出电压为有效电压，也就校正后的电压。为了方便比对基准电压与输出的电压，便于确定输出的电压值，第三电容C5与第四电容C4的电容值可以相等。

在一些实施例中，电压输出电路400还包括：第七开关S2，第七开关S2 的两端分别连接于第一跨导放大器Gm的第一输入端和运算放大器的输出端；第七开关S2导通时，电流生成电路100和电压输出电路400形成反馈环路。由此，可以及时采样，将电压输出电路400输出校正后的电压反馈至电流生成电路100。

为了更明了失调电压校正电路的工作原理，下面将介绍电流生成电路100、失调电压存储电路200、失调电压预校正电路300及电压输出电路400中各个开关的配合。

请参阅图3，当第一开关S1、第二开关S5及第三开关S6导通，第四开关、第五开关S3、第六开关S4和第七开关S2关断时，第一跨导放大器Gm将失调电压转化为第一输入电流，该第一输入电流将输入至失调电压存储电路200。失调电压存储电路200中的第一电容C1存储与第一输入电流对应的第一失调电压，第二跨导放大器Gmoc将第一失调电压转换为第一电流。

在第一失调电压完全存储至第一电容C1上后，请参阅图4，第三开关S6 导通，第一开关S1、第二开关S5、第四开关、第五开关S3、第六开关S4和第七开关S2关断，第二跨导放大器Gmoc根据第一失调电压与基准电压输出第一电流，失调电压预校正电路300根据第一电流对数字电流源输出的校正电流进行调节，直到数字电流源的校正电流与第一电流匹配时，记录此时的校正码值，此时失调电压预校正电路300中的电流比较器输出控制信号，关断电流传感器，该校正码值即为与第一电流相匹配的校正码值。

确定校正码值后，请参阅图5，第一开关S1、第二开关S5及第三开关S6 关断，第四开关、第五开关S3、第六开关S4和第七开关S2导通，第一跨导放大器Gm输出第二输入电流，该第二输入电流中的失调电流流至失调电压预校正电路300，与校正电流相互作用，相当于被消除了；剩余的第二输入电流，即校正后的电流输入至电压输出电路400，则电压输出电路400根据校正后的电流输出相对应的电压。

作为一种实施方式，为了更好地控制上述电路，可以添加时钟信号，以周期性地控制上述电路。在时钟信号为第一电平时，先控制第一开关S1、第二开关S5及第三开关S6导通，第五开关S3、第六开关S4和第七开关S2关断；在第一失调电压完全存储至第一电容C1上后，第一开关S1、第二开关S5关断。

在时钟信号为第二电平时，第三开关S6关断，第五开关S3、第六开关S4、第七开关S2导通。

本发明实施例提供了一种失调电压校正电路、集成电路、失调电压校正系统及方法，通过控制电流生成电路先输出失调电流，失调电压存储电路将失调电流转化为与失调电流对应的失调电压，并将其保存，失调电压预校正电路根据与失调电流对应的失调电压输出与失调电流相对应的第一电流；然后再控制电流生成电路生成包括失调电流和有效电流的输入电流，利用失调电压预校正电路中的第一电流生成校正电流，通过校正电流对输入电流中的失调电流进行校正，以使流入电压输出电路的电流仅为有效电流，这样电压输出电路输出的电压即为与校正后的电流相对应的电压，其不包括失调电压。如此，则可在包含失调电压的输入信号传输到仪表放大器前，即对输入信号进行快速校正，同时也缩短了失调电压的校正时间，使输入到仪表放大器的信号仅为有效信号，从而降低了对仪表放大器性能的影响，提高了经仪表放大器处理后的输出信号的动态范围。

本申请还提供一种集成电路，该集成电路包括上述的失调电压校正电路。

本申请还提供一种失调电压校正系统，该失调电压校正系统包括上述集成电路和传感器，传感器电连接于集成电路。

在一些实施例中，上述集成电路的两端分别连接于传感器与仪表放大器，请参阅图6，图6为本发明实施例提供的失调电压校正系统与仪表放大器的组合示意图。由此，在仪表放大器的输入端消除失调电压，使失调电压存在于仪表放大器中的时间较短，从而降低了对仪表放大器性能的影响，保证仪表放大器及整个信号采集系统的精度，提高了经仪表放大器处理后的输出信号的动态范围。

本申请还提供一种失调电压校正方法，应用于上述的失调电压校正电路如图7所示，图7为本发明实施例提供的失调电压校正方法的流程图，该失调电压校正方法包括如下步骤：

步骤S1、生成至少包括失调电流的输入电流。

在本实施例中，电流生成电路100的输入电流可以只包括失调电流，或者同时包括失调电流和有效电流，电流生成电路100可以将输入的第二失调电压转换为只包括失调电路的输入电流，即第一输入电流；也可以将输入的第二失调电压和有效电压一起转换为包括失调电流和有效电流的输入电流，即第二输入电流。

步骤S2、存储与失调电流对应的第一失调电压，并根据第一失调电压输出第一电流。

在本实施例中，失调电压存储电路200将第一输入电流转换为第一失调电压，并将其存储于失调电压存储电路200的第一电容C1上，用来输出第一电流。

步骤S3、根据第一电流生成校正电流，并根据校正电流对输入电流进行校正。

在本实施例中，失调电压存储电路200根据第一失调电压生成第一电流，失调电压预校正电路300中的电流调整电路生成校正电流，并根据第一电流调整校正电流；电流比较器根据将第一电流与校正电流进行比较，并在所述校正电流与第一电流相等时，关断电流传感器；电流调整电路通过校正电流对第二输入电流中的失调电流进行校正。

步骤S4、输出与校正后的电流相对应的电压。

在本实施例中，从电流生成电路100的第二输入电流中的失调电流已流至失调电压预校正电路300，流入电压输出电路400中的第二输入电流仅剩有效电流，即校正后的电流，故此时，输入电压输出电路400的仅为有效电流，其根据有效电流输出电压为有效电压，也就校正后的电压。

本发明实施例提供了一种失调电压校正电路、集成电路、失调电压校正系统及方法，通过控制电流生成电路先输出失调电流，失调电压存储电路存储与失调电流对应的第一失调电压，并根据第一失调电压输出与失调电流相对应的第一电流；失调电压预校正电路根据第一电流生成校正电流；当接收到有效输入信号时，电流生成电路生成包括失调电流和有效电流的输入电流，此时可利用失调电压预校正电路生成的校正电流对输入电流中的失调电流进行校正，以使流入电压输出电路的电流仅为有效电流，这样电压输出电路输出的电压即为与校正后的电流相对应的电压，其不包括失调电压。如此，当失调电压校正电路连接在仪表放大器前端时，则可在包含失调电压的输入信号传输到仪表放大器前，即对输入信号进行快速校正，同时也缩短了失调电压的校正时间，使输入到仪表放大器的信号仅为有效信号，从而降低了对仪表放大器性能的影响，提高了经仪表放大器处理后的输出信号的动态范围。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种失调电压校正电路，其特征在于，所述电路包括：

电流生成电路，用于生成至少包括失调电流的输入电流；

失调电压存储电路，用于存储与所述失调电流对应的第一失调电压，并根据所述第一失调电压输出第一电流；

失调电压预校正电路，包括电流调整电路、电流传感器以及电流比较器；所述电流调整电路用于生成校正电流，并根据所述第一电流调整所述校正电流；所述电流传感器用于将所述第一电流传输至所述电流比较器；所述电流比较器用于将所述第一电流与所述校正电流进行比较，并在所述校正电流与所述第一电流相等时，关断所述电流传感器；所述电流调整电路还用于通过所述校正电流对第二输入电流中的所述失调电流进行校正，其中，所述第二输入电流包括所述失调电流和有效电流；所述电流调整电路包括第四开关和数字电流源；所述第四开关关断时，所述数字电流源用于根据校正码值生成所述校正电流，并调整所述校正码值以使所述校正电流与所述第一电流相等；所述第四开关导通时，所述数字电流源将所述校正电流输出至所述电流生成电路的第一跨导放大器的输出端，以对所述第二输入电流中的所述失调电流进行校正；

电压输出电路，用于输出与校正后的电流相对应的电压。

2.如权利要求1所述的失调电压校正电路，其特征在于，所述电流生成电路包括所述第一跨导放大器及第一开关；

所述第一开关导通时，所述第一跨导放大器根据输入的第二失调电压生成第一输入电流；

所述第一开关关断时，所述第一跨导放大器根据输入的有效电压和所述第二失调电压生成第二输入电流；

其中，所述第一输入电流包括所述失调电流；

所述失调电压校正电路用于在所述第一开关导通时存储与所述失调电流对应的所述第一失调电压；

所述失调电压预校正电路用于在所述第一开关关断时，通过所述校正电流对所述第二输入电流中的所述失调电流进行校准。

3.如权利要求2所述的失调电压校正电路，其特征在于，所述失调电压存储电路包括：第一电容、第二电容、第二开关、第三开关及第二跨导放大器；

所述第二跨导放大器的第一输入端连接所述第一电容，第二输入端连接所述第二电容，第一输出端连接所述第一跨导放大器的输出端，第二输出端连接所述失调电压预校正电路；

所述第二开关与所述第三开关导通时，所述第二电容用于接入基准电压，所述第一电容存储与所述失调电流对应的所述第一失调电压；

所述第二开关关断、所述第三开关导通时，所述第二跨导放大器根据所述第一电容存储的所述第一失调电压和所述基准电压，输出所述第一电流至所述失调电压预校正电路；

其中，所述第一电容的另一端与所述第二电容的另一端分别接地，所述第二开关的两端分别连接于所述第二跨导放大器的第一输入端和第一输出端，所述第三开关的一端连接于所述第二跨导放大器的第二输入端，所述第三开关的另一端用于连接基准电压。

4.如权利要求3所述的失调电压校正电路，其特征在于，所述第一电容与所述第二电容的电容相等。

5.如权利要求2-4任一项所述的失调电压校正电路，其特征在于，所述电压输出电路包括：第五开关、第六开关、第三电容、第四电容以及运算放大器；

所述运算放大器的第一输入端通过所述第五开关连接于所述第一跨导放大器的输出端，所述运算放大器的第二输入端分别连接于所述第六开关和所述第三电容，所述运算放大器的第一输入端和输出端分别连接于所述第四电容的两端；

当所述第五开关和第六开关导通时，所述运算放大器用于根据所述校正后的电流输出所述相对应的电压；

其中，所述第三电容的另一端接地，所述第六开关的另一端用于连接基准电压。

6.如权利要求5所述的失调电压校正电路，其特征在于，所述电压输出电路还包括：第七开关，所述第七开关的两端分别连接于第一跨导放大器的第一输入端和所述运算放大器的输出端；

所述第七开关导通时，所述电流生成电路和所述电压输出电路形成反馈环路。

7.如权利要求5所述的失调电压校正电路，其特征在于，所述第三电容与所述第四电容的电容相等。

8.一种集成电路，其特征在于，所述集成电路包括权利要求1-7任一项所述的失调电压校正电路。

9.一种失调电压校正系统，其特征在于，所述失调电压校正系统包括如权利要求8所述的集成电路和传感器，所述传感器电连接于所述集成电路。

10.一种失调电压校正方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的失调电压校正电路，其特征在于，所述失调电压校正方法包括如下步骤：

生成至少包括失调电流的输入电流；

存储与所述失调电流对应的第一失调电压，并根据所述第一失调电压输出第一电流；

根据所述第一电流生成校正电流，并根据所述校正电流对所述输入电流进行校正；

输出与校正后的电流相对应的电压。

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