CN114510105A - 一种循环动态匹配的电流源电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种循环动态匹配电流源的方法，包括提供2n个具有固定序号的相同单位电流源，其中n为大于1的整数；接收时钟信号，并且在所述时钟信号的有效电平到来时使指针值加1，根据当前指针值和预设规则产生两路开关控制信号，当指针的值达到n后，回到1重新开始循环；基于所述两路开关控制信号，从所述2n个单位电流源中分别选出两组，每组包括n个单位电流源，两组单位电流源之和各自产生第一电流和第二电流，其中在同一时刻两组中包括的单位电流源的序号彼此不同；以及对所述第一电流和第二电流分别进行相同的低通滤波操作，从而输出两路经匹配的电流。

Description

一种循环动态匹配的电流源电路

技术领域

本申请涉及一种电路，特别地涉及一种循环动态匹配的电流源电路。

背景技术

许多医疗、过程控制和工业自动化应用都需要精确温度测量来实现其功能。电阻式温度检测器(RTD)是一种特殊的电阻，其阻值会随着温度的升高而变大，随着温度的降低而减小，工业上利用RTD的这一特性进行温度测量，因此RTD也被俗称为“热电阻”。因RTD具有宽泛的温度测量范围、良好的线性度以及卓越的长期稳定性和可复验性,通常在各种需要精确温度测量的应用中用作传感元件，实现高精确度的温度测量。

根据RTD热电阻引出导线数量的不同，RTD可分为两线RTD、三线RTD和四线RTD。其中两线RTD没有考虑引出导线的电阻，误差较大，仅适用于精度要求不高的场合。三线RTD可以在很大程度上消除引出导线本身对测温结果的影响，测温精度比两线RTD有很大的提高，再加上三线RTD在成本和测温精度之间取得了平衡，因此在各种工业用途中非常受欢迎。四线RTD基本上可以完全消除引线电阻的影响，精度非常高，但考虑到成本，一般用在实验室或者对精度要求很高的场合。

基于三线或四线RTD的高精度测温电路的共同点是，都需要两路电流源输出电流到RTD，其中第一路电流源输出的电流可跨RTD元件产生电压电势，同时第二路电流源输出的电流能够与第一路电流源输出的电流从最终测温值中抵消RTD引线的电阻。理论上，这两路电流源输出的电流应该完全相同，这样RTD的最终测温值将完全不会受到引线电阻的影响，达到设计的测温精度。但现实中两路电流源是不可能完全匹配的，那么RTD测温电路的最终测温精度至少依赖于两路电流源的匹配精度。尤其现有电路设计中采用的都是两路静态电流源，因此由各种因素造成的失配是固定存在且不会变化的，而三线或四线RTD最终的测温精度会受限于两路电流源的匹配精度，很难做到失配不超过1‰的高精度匹配。即使做到了，面积代价也很大。

目前提高两路电流源的匹配精度主要是通过增大电流源器件的面积，由于匹配精度与器件面积的平方成正比，使得这种方案成本过高。因此需要设计一种全新的匹配方案，有效提高适用于高精度测温电路或其他需要两路电流源匹配的数模转换器(ADC)芯片中电流源的匹配精度。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种电流源的循环动态匹配方案，来满足两路电流源高精度匹配的要求。

本申请提供了一种一种循环动态匹配电流源的方法，包括提供2n个具有固定序号的相同单位电流源，其中n为大于1的整数；接收时钟信号，并且在所述时钟信号的有效电平到来时使指针值加1，根据当前指针值和与预设规则产生两路开关控制信号，当指针值达到n后，回到1重新开始循环；基于所述两路开关控制信号，从所述2n个单位电流源中分别选出两组，每组包括n个单位电流源，两组单位电流源之和各自产生第一电流和第二电流，其中在同一时刻两组包括的单位电流源的序号彼此不同；对所述第一电流和第二电流分别进行相同的低通滤波操作，从而输出两路经匹配的电流。

特别的，所述低通滤波操作的转折频率低于所述时钟信号频率的十分之一。

特别的，所述预设规则包括，当所述指针值变化时，变化前后同一组中至少包括一个序号不同的单位电流源，且两组中包括的单位电流源序号变化规则相同。

特别的，当所述指针值加1，每一组中包括序号均加1的单位电流源，当达到第2n个单位电流源后，回到第1个单位电流源继续循环。

特别的，所述两路开关信号中的每一路包括2n个单位开关信号。

本申请还提供了一种循环动态匹配电流源电路，包括指针模块，配置为接收时钟信号，并基于所述时钟信号产生指针信号，每当所述时钟信号的有效电平来临时，指针信号的值加1，当所述指针信号值达到n后，循环回1重新开始，其中n为大于1的整数；开关控制信号发生模块，耦合到所述指针模块，配置为接收所述指针信号，并根据预设规则产生与所述指针信号的值相应的两路开关控制信号；电流源电路模块，耦合到所述开关控制信号发生模块，配置为接收所述两路开关控制信号，并根据所述两路开关信号在所述电流源电路模块的两个输出端分别提供第一电流和第二电流，其中所述电流源电路模块包括，2n个具有固定序号的相同单位电流源，以及4n个单位开关，其中每个单位电流源与所述电流源电路模块的第一输出端和第二输出端耦合之间分别耦合有一个单位开关，其中在所述电流源电路工作状态下，产生所述第一电流的一组n个单位电流源与产生所述第二电流的一组n个单位电流源彼此序号不同；以及滤波模块，包括两个滤波支路，分别耦合到所述电流源电路模块的第一和第二输出端，配置为对所述第一电流和第二电流进行低通滤波以提供两路匹配的电流。

特别的，所述滤波模块的转折频率低于所述时钟信号频率的十分之一。

特别的，所述预设规则包括，在所述指针信号值变化时，变化前后同一组中至少包括一个序号不同的单位电流源。

特别的，当所述指针信号值加1，产生所述第一电流或第二电流的两组中包括序号均加1的单位电流源，当达到第2n个单位电流源后，回到第1个单位电流源继续循环。

特别的，所述两路开关信号中的每一路包括2n个单位开关信号，用于控制4n个单位开关的状态。

特别的，所述滤波支路包括RC滤波结构。

特别的，所述指针模块包括计数器，配置为基于所述时钟信号产生所述指针信号的值。

本申请还提供了一种模数转换器，包括模数转换单元，以及如前任一所述的循环动态匹配电流源电路。

本申请还提供了一种热电阻测温设备，包括如前所述的模数转换器。

附图说明

下面，将结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1所示为根据本申请一个实施例的循环动态匹配方案示意图；

图2所示为根据本申请一个实施例的电流源循环动态匹配电路的模块示意图；

图3(a)～(f)所示为根据本申请一个实施例的电流源循环动态匹配电路中电流源电路模块的部分结构和状态示意图；以及

图4所示为根据本申请一个实施例的滤波器模块示意性电路图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

为了解决上述两路电流源匹配精度不高的问题，本申请中提出将每一路的电流源划分为n个相同的单位电流源，两路共2n个单位电流源，利用时钟信号控制指针，每次时钟信号的有效电平到来的时候，基于指针所在位置，从2n个单位电流源中选取n个相加作为第一电流源，再选取另外n个单位电流源相加作为第二电流源。并通过低通滤波对上述第一和第二电流源进行低通滤波，消除固定适配，得到两个高精度匹配的电流源。

这里所谓的相同的单位电流源指的是型号相同，或理论上应产生相同电流值的单位电流源。但是，由于制造工艺等实际因素的影响，每个单位电流源所产生的电流不可能完全相同或者匹配。因此，两组各n个单位电流源之和产生的两路电流也不能匹配。通过动态且循环的改变每组中n个单位电流源的组成，这种失配会分散到每个时钟周期中，并且最终通过低通滤波将失配的部分作为交流分量滤除，留下的直流分量就是两路匹配的电流。

图1所示为根据本申请一个实施例的循环动态匹配方案示意图，需要匹配的两路电流源分别用IEXC_0和IEXC_1表示，每一路电流源均由n个相同的单位电流源组成，两路电流源总共由2n个具有固定序号的单位电流源组成，其中n可以为大于1的整数。

根据一个实施例，可以利用指针POINTER代表当前计数值，根据指针POINTER的值来选择IEXC_0和IEXC_1中各自包括哪n个单位电流源。根据一个实施例，指针POINTER值的计数由一个时钟信号CLOCK来触发，当时钟信号的有效电平来临的时候指针POINTER的值加1，例如指针POINTER值可以从1一直计数到2n。

根据一个实施例，两路电流源IEXC_0和IEXC_1可以分别包括32个单位电流源，即n＝32。每当时钟信号CLOCK的有效电平来临，指针POINTER的值从1至64逐一递增并往复循环。例如，电流源IEXC_0可以从包括第1个至第32个单位电流源起，每次指针POINTER的值加1，电流源IEXC_0包括的单位电流源序号整体加1，到第64个以后循环回第1个重新开始。相应的，电流源IEXC_1可以从包括第33个至第64个单位电流源起，每次指针POINTER的值加1，电流源IEXC_1包括的单位电流源序号整体加1，到第64个以后循环回第1个重新开始。

根据一个实施例，初始状态，指针POINTER的值为1，电流源IEXC_0可以包括序号为第1，2，3，...，31，32的单位电流源，即电流源IEXC_0的电流可以为这32个单位电流源电流之和。同时，电流源IEXC_1可以包括序号为第33，34，35，...，63，64的单位电流源，即电流源IEXC_1的电流可以为这32个单位电流源电流之和。

根据一个实施例，在每一个时钟信号CLOCK的有效电平(根据不同的需要可以是上升沿或下降沿)来临时，指针POINTER的值就加1。也就是说，当时钟信号的下一个有效电平来临时，指针POINTER的值为2，电流源IEXC_0可以包括序号为第2，3，4...，32，33的单位电流源，即电流源IEXC_0的电流可以为这32个单位电流源电流之和；电流源IEXC_1可以包括序号为第34，35，36...，64，1的单位电流源，即电流源IEXC_1的电流可以为这32个单位电流源电流之和。

继续计数，在时钟信号CLOCK的第32个有效电平到来时，电流源IEXC_0的电流可以等于第33,34,35...,63,64个单位电流源电流之和；电流源IEXC_1的电流可以等于第1，2，3...，31，32个单位电流源电流之和。

继续计数，在时钟信号CLOCK的第33个有效电平到来时，电流源IEXC_0的电流可以等于第34，35，36...，63，64，1个单位电流源电流之和；电流源IEXC_1的电流可以等于第2，3，4...，32，33个单位电流源电流之和。

在时钟信号CLOCK的第64个有效电平到来时，电流源IEXC_0的电流可以等于第64，1，2...，29，30，31个单位电流源电流之和；电流源IEXC_1的电流可以等于第32，33，34...，62，63个单位电流源电流之和。

在时钟信号CLOCK的第65个有效电平到来时，指针POINTER的值就回到初始状态1,然后重复上述过程，周而复始循环下去，持续输出两路电流IEXC_0和IEXC_1。

根据一个实施例，上述两个电流源IEXC_0和IEXC_1产生的两路电流最后会分别经过低通滤波器，从而输出高精度匹配的两路电流。

图2所示为根据本申请一个实施例的电流源循环动态匹配电路的模块示意图。

根据一个实施例，电流源循环动态匹配电路可以包括：指针模块201、开关控制信号发生模块202、电流源电路模块203和滤波模块204。

根据一个实施例，指针模块201可以配置为接收时钟信号CLOCK，每当时钟信号CLOCK的有效电平到来时，指针的值可以从1开始，以例如1或者其他步长向前递增，直到达到2n，然后重新循环回1。

根据一个实施例，指针模块201可以包括一个能够计数2n拍的X bit计数器。根据一个实施例，n＝32时，根据2^X＝2n计算出，模块201中的计数器可以为一个6bit计数器，总共计64拍，完成64拍计数以后置位，然后重新开始计数。可以将计数器的输出作为指针POINTER信号的值。例如，指针POINTER初始值设为1，步长为1。即在每一个时钟信号CLOCK的有效电平来临时，指针POINTER就加1，一直加到64，然后在下一个时钟信号CLOCK的有效电平来临时，指针POINTER的值又重新回到1，重新开始计数，即指针POINTER的值在1～64之间循环。

根据其他实施例，指针POINTER的初始值可以不是1，步长可以大于1。但是无论初始值和步长如何取值，都落入了本申请保护的范围之中。

根据一个实施例，开关控制信号产生模块202可以耦合到指针模块201的输出端，配置为接收指针模块201输出的指针信号POINTER，并相应的产生两路开关控制信号SW_I0_<2n:1>和SW_I1_<2n:1>，用于控制电流源电路模块203产生两路电流IEXC_0和IEXC_1。

根据一个实施例，这两路开关控制信号可以包括用于控制电流源电路模块203中4n个开关状态的4n个控制信号，其中SW_I0_<2n:1>包括2n个单位开关控制信号SW_I0_<1>～SW_I0_<2n>，SW_I1_<2n:1>包括2n个单位开关控制信号SW_I1_<1>～SW_I1_<2n>，总共两路共计4n个单位开关控制信号。

根据一个实施例，当n＝32时，开关控制信号发生模块202可以产生64个单位开关控制信号SW_I0_<1>～SW_I0_<64>，和64个单位开关控制信号SW_I1_<1>～SW_I1_<64>，总共128个单位开关控制信号。

根据一个实施例，指针POINTER的值与开关控制信号的对应关系可以如下表所示。

表1

根据一个实施例，电流源电路模块203可以耦合到开关控制信号产生模块202的输出端，配置为接收两路开关控制信号SW_I0_<2n:1>和SW_I1_<2n:1>。根据一个实施例，电流源电路模块203可以包括2n个相同的单位电流源和4n个单位开关。根据其他实施例，n可以是大于1的整数。n越大匹配精度越高，但电路功耗也会相应升高。因此n的数值可以根据电流源循环动态匹配电路的具体设计要求确定。

根据一个实施例，电流源电路模块203中的2n个单位电流源可以被分为两组，分别用于在电流源电路模块203的两个输出端产生和输出IEXC_0和IEXC_1两个电流。根据一个实施例，这2n个单位电流源中的每个都分别通过两个开关与所述电流源电路模块203的两个输出端口耦合，用来决定该特定的单位电流源是否包括在当前产生IEXC_0的组或产生IEXC_1的组中。

根据一个实施例，当n＝32时，电流源电路模块203可以包括64个相同的单位电流源和128个单位开关，每个单位电流源固定的通过两个单位开关分别与电流源电路模块203的第一和第二输出端口耦合。

根据一个实施例，这64个单位电流源可以具有固定的序号，如I1,I2,I3.....,I63,I64。根据一个实施例，这128个单位开关也可以具有固定的序号，1-128，并且例如单位电流源I1可以通过开关1和2分别耦合到开关控制信号发生模块202的两个输出端，以此类推。

根据一个实施例，开关控制信号发生模块202产生的两路开关控制信号SW_IO_<64:1>和SW_I1_<64:1>共128个单位开关控制信号，可以相应的控制电流源电路模块203中这128个单位开关的状态。在每一个时刻(除了初始没有电流输出的情况外)，在这两路开关控制信号的控制下，每个单位电流源所对应的两个单位开关中有且仅有一个开关导通，进而从64个单位电流源中选择两组各32个电流源，以在电流源电路模块203的两个输出端分别产生两路电流IEXC_0和IEXC_1。

图3(a)～(f)所示为根据本申请一个实施例的电流源循环动态匹配电路中电流源电路模块的部分结构和状态示意图。其中n＝32，电流源电路模块203可以包括64个相同的单位电流源和128个单位开关，每个单位电流源固定的通过两个单位开关分别与电流源电路模块203的第一和第二输出端口耦合。

根据一个实施例，图中

可以表示开关断开，其耦合的单位电流源无法用于产生电流IEXC_0或IEXC_1，此时对应的开关控制信号值可以为1；

表示开关闭合，其耦合的单位电流源可以用于产生电流IEXC_0或IEXC_1，此时对应的开关控制信号值可以为0。当然，也可以采用相反的设定。

如图3(a)所示，初始状态没有电流输出，所有单位开关都是断开状态，IEXC_0和IEXC_1均为0。

如图3(b)所示，当指针POINTER初始值为1时，开关控制信号SW_I0_<1>～SW_I0_<32>控制的开关闭合，单位电流源I1～I32产生电流IEXC_0。同时开关控制信号SW_I1_<33>～SW_I1_<64>控制的开关也闭合，单位电流源I33～I64产生电流IEXC_1。

如图3(c)所示，当指针POINTER的值为2时，开关控制信号SW_I0_<2>～SW_I0_<33>控制的开关闭合，单位电流源I2～I33产生电流IEXC_0。同时开关控制信号SW_I1_<1>和SW_I1_<34>～SW_I1_<64>控制的开关也闭合，单位电流源I1和I34～I64产生电流IEXC_1。图3(c)中的椭圆圈示出了从图3(b)到图3(c)电流源电路的变化。

如图3(d)所示，当指针POINTER的值为3时，开关控制信号SW_I0_<3>～SW_I0_<34>控制的开关闭合，单位电流源I3～I34流入电流源IEXC_0。同时开关控制信号SW_I1_<1>～SW_I1_<2>和SW_I1_<35>～SW_I1_<64>控制的开关也闭合，单位电流源I1～I2和I35～I64流入电流源IEXC_1。图3(d)中的椭圆圈示出了图3(c)到图3(d)电流源电路的变化。

如图3(e)所示，当指针POINTER的值为33时，开关控制信号SW_I0_<33>～SW_I0_<64>控制的开关闭合，单位电流源I33～I64流入电流源IEXC_0。同时开关控制信号SW_I1_<1>～SW_I1_<32>控制的开关也闭合，单位电流源I1～I32流入电流源IEXC_1。图3(e)中的椭圆圈里示出了从图3(d)到图3(e)电流源电路的变化。

如图3(f)所示，当指针POINTER的值为64时，开关控制信号SW_I0_<64>和SW_I0_<1>～SW_I0_<31>控制的开关闭合，单位电流源I64和I1～I31流入电流源IEXC_0。同时开关控制信号SW_I1_<32>～SW_I1_<63>的控制的开关也闭合，单位电流源I32～I63流入电流源IEXC_1，一次循环完成。下一次计数，指针POINTER的值会回到1。图3(f)中的椭圆圈示出了图3(b)与图3(f)之间电流源电路的变化，当下一个循环开始，指针POINTER的值回到1时，图3(f)所示的电流源电路将变回图3(b)所示的电流源电路。

根据一个实施例，滤波模块204可以耦合到电流源电路模块203的两个输出端，配置为接收并对接收到的电流IEXC_0和IEXC_1进行低通滤波。

由于2n个相同单位电流源之间仍然可能存在失配，因此如果只是简单的分别选取两组n个单位电流源之和产生电流IEXC_0和IEXC_1，并不能消除电流IEXC_0和IEXC_1之间的失配。随着时钟信号的跳变，电流IEXC_0和IEXC_1各自选择的至少部分单位电流源序号会发生变化，因此IEXC_0和IEXC_1之间的失配会跟随时钟信号频率变化而变化。也就是说，相当于将仍存在失配的两路电流IEXC_0和IEXC_1与时钟信号进行了混频，使得电流IEXC_0和IEXC_1的失配以高频噪声形式体现，可以被低通滤波器拾取并滤除。因此，可以利用包括转折频率低于时钟频率的低通滤波器的滤波模块204对电流IEXC_0和IEXC_1进行滤波，在滤掉高频噪声的同时也消除了两路电流IEXC_0和IEXC_1的失配，从而在滤波模块204的输出端得到更高精度的相匹配的两路电流。

图4所示为根据本申请一个实施例的滤波模块204的示意性电路图。

根据一个实施例，滤波模块204可以包括两条滤波支路，每条支路结构可以相同，都可以包括彼此串联的电阻Res和电容Cap，其中电阻Res耦合在电流源电路模块203的一个输出端与电容Cap之间，电容Cap耦合在电阻Res和地电位之间，电阻Res和电容Cap之间的耦合节点可以作为循环动态匹配电流源电路的第一输出端或第二输出端。其中，IEXC_0和IEXC_1表示经循环动态匹配、但未经过低通滤波器之前的两路电流，IEXC_0_Fin和IEXC_1_Fin表示经过低通滤波器之后最终得到的具有高匹配精度的两路电流。

根据一个实施例，电阻Res的阻值为R,电容Cap的电容值为C,每条滤波支路或者说低通滤波器的转折频率为

假设时钟信号CLOCK的频率是f_c，要把经循环动态匹配的两路电流IEXC_0和IEXC_1上的高频噪声滤除，那么R和C的取值可以满足下面的条件：

当然，低通滤波器的转折频率与时钟信号频率之间可以满足其他的关系，至少保证低通滤波器的转折频率低于二分之一的时钟信号频率。

根据本申请一个实施例，还公开了一种模数转换器或ADC芯片，包括ADC单元，以及如上所述的电流源循环动态匹配电路。

根据本申请一个实施例，还公开了一种热电阻(RTD)测温设备，包括这种模数转换器或ADC芯片。当然，上述模数转换器或ADC芯片也可以包括在任何需要提供精确匹配的电流源的应用或产品之中。

根据一个实施例，本申请还提供了一种电流源的循环动态匹配方法。以下步骤只是为了说明而安排，并不代表在操作上必然的先后顺序。

在步骤501，提供2n个具有固定序号的相同单位电流源，其中n为大于1的整数。

在步骤502，接收时钟信号，并且在所述时钟信号的有效电平到来时使指针值加1，根据当前指针的值和与其相应的预设规则产生两路开关控制信号，当指针的值达到n的时候，回到1重新开始循环。

在步骤503，基于所述两路开关控制信号，从所述2n个单位电流源中分别选出两组，每组包括n个单位电流源，两组单位电流源之和分别产生第一电流和第二电流，其中在同一时刻两组中包括的单位电流源的序号彼此不同。根据一个实施例，所述预设规则包括，当所述指针的值变化时，变化前后同一组中至少包括一个序号不同的单位电流源，且两组中包括的单位电流源序号变化规则相同。

以下为根据指针信号POINTER值产生开关控制信号，并进而产生两路电流IEXC_0和IEXC_1的动态匹配过程的示例：

当指针POINTER＝1时：

SW_I0_<1>～SW_I0_<32>＝0,SW_I0_<33>～SW_I0_<64>＝1,由SW_I0_<1>～SW_I0_<32>控制的32个单位电流源I1～I32之和产生电流IEXC_0。

SW_I1_<1>～SW_I1_<32>＝1,SW_I1_<33>～SW_I1_<64>＝0,由SW_I1_<33>～SW_I1_<64>控制的32个单位电流源I33～I64之和产生电流IEXC_1。

当指针POINTER＝2时：

SW_I0_<1>＝1,SW_I0_<2>～SW_I0_<33>＝0,SW_I0_<34>～SW_I0_<64>＝1,由SW_I0_<2>～SW_I0_<33>控制的32个单位电流源I2～I33之和产生电流IEXC_0。

SW_I1_<1>＝0,SW_I1_<2>～SW_I1_<33>＝1,SW_I1_<34>～SW_I1_<64>＝0,由SW_I1_<1>和SW_I1_<34>～SW_I1_<64>控制的32个单位电流源I1和I34～I64之和产生电流IEXC_1。

当指针POINTER＝3时，

SW_I0_<1>～SW_I0_<2>＝1,SW_I0_<3>～SW_I0_<34>＝0,SW_I0_<35>～SW_I0_<64>＝1,由SW_I0_<3>～SW_I0_<34>控制的32个单位电流源I3～I34之和产生电流IEXC_0。

SW_I1_<1>～SW_I1_<2>＝0,SW_I1_<3>～SW_I1_<34>＝1,SW_I1_<35>～SW_I1_<64>＝0,由SW_I1_<1>～SW_I1_<2>和SW_I1_<35>～SW_I1_<64>控制的32个单位电流源I1～I2和I35～I64之和产生电流IEXC_1。

同样的步骤循环至指针POINTER＝32时：

SW_I0_<1>～SW_I0_<32>＝1,SW_IO_<33>～SW_I0_<64>＝0,由SW_IO_<33>～SW_I0_<64>控制的32个单位电流源I33～I64之和产生电流IEXC_0。

SW_I1_<1>～SW_I1_<32>＝0,SW_I1_<33>～SW_I1_<64>＝1,由SW_I1_<1>～SW_I1_<32>控制的32个单位电流源I1～I32之和产生电流IEXC_1。

继续计时直到指针POINTER＝64时，变成单位电流源I64和I1～I31之和产生电流IEXC_0,单位电流源I32～I63之和产生电流IEXC_1，一次循环结束。下一次新的循环计时开始，指针POINTER从64跳变到1时，又变成单位电流源I1～I32之和产生电流IEXC_0,单位电流源I33～I64之和产生电流IEXC_1,以此类推。

在步骤504，对所述第一电流和第二电流分别进行相同的低通滤波操作，从而输出两路经匹配的电流。根据一个实施例，所述低通滤波操作的转折频率低于所述时钟信号频率的十分之一。

本申请提供的循环动态匹配电流源电路和相应的方法，比现有电路设计采用的静态匹配电路的精度更高。对于现有的静态匹配电流源来说，各种因素造成的失配是固定存在且不会变化的。而电流源动态循环匹配，两路电流源在时钟的控制下循环动态变化，失配会随着电流源的切换平均分配到每路电流源上，互相抵消，并且通过低通滤波滤除失配，实现两路电流源的高精度匹配。

上述实施例仅供说明本申请之用，而并非是对本申请的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本申请公开的范畴。

Claims (14)

1.一种循环动态匹配电流源的方法，包括：

提供2n个具有固定序号的相同单位电流源，其中n为大于1的整数；

接收时钟信号，并且在所述时钟信号的有效电平到来时使指针值加1，根据当前指针值和与预设规则产生两路开关控制信号，当指针值达到n后，回到1重新开始循环；

基于所述两路开关控制信号，从所述2n个单位电流源中分别选出两组，每组包括n个单位电流源，两组单位电流源之和分别产生第一电流和第二电流，其中在同一时刻两组包括的单位电流源的序号彼此不同；

对所述第一电流和第二电流分别进行相同的低通滤波操作，从而输出两路经匹配的电流。

2.如权利要求1所述的方法，其中

所述低通滤波操作的转折频率低于所述时钟信号频率的十分之一。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中

所述预设规则包括，当所述指针值变化时，变化前后同一组中至少包括一个序号不同的单位电流源，且两组中包括的单位电流源序号变化规则相同。

4.如权利要求3所述的方法，其中

当所述指针值加1，每一组中包括序号均加1的单位电流源，当达到第2n个单位电流源后，回到第1个单位电流源继续循环。

5.如权利要求1或2所述的方法，其中所述两路开关信号中的每一路包括2n个单位开关信号。

6.一种循环动态匹配电流源电路，包括：

指针模块，配置为接收时钟信号，并基于所述时钟信号产生指针信号，每当所述时钟信号的有效电平来临时，指针信号的值加1，当所述指针信号值达到n后，循环回1重新开始，其中n为大于1的整数；

开关控制信号发生模块，耦合到所述指针模块，配置为接收所述指针信号，并根据预设规则产生与所述指针信号的值相应的两路开关控制信号；

电流源电路模块，耦合到所述开关控制信号发生模块，配置为接收所述两路开关控制信号，并根据所述两路开关信号在所述电流源电路模块的两个输出端分别提供第一电流和第二电流，其中所述电流源电路模块包括，2n个具有固定序号的相同单位电流源，以及4n个单位开关，其中每个单位电流源与所述电流源电路模块的第一输出端和第二输出端耦合之间分别耦合有一个单位开关，其中在所述电流源电路工作状态下，产生所述第一电流的一组n个单位电流源与产生所述第二电流的一组n个单位电流源彼此序号不同；以及

滤波模块，包括两个滤波支路，分别耦合到所述电流源电路模块的第一和第二输出端，配置为对所述第一电流和第二电流进行低通滤波以提供两路匹配的电流。

7.如权利要求6所述的电路，其中所述滤波模块的转折频率低于所述时钟信号频率的十分之一。

8.如权利要求6或7所述的电路，其中所述预设规则包括，在所述指针信号值变化时，变化前后同一组中至少包括一个序号不同的单位电流源，且两组中包括的单位电流源序号变化规则相同。

9.如权利要求8所述的电路，其中当所述指针信号值加1，产生所述第一电流或第二电流的两组中包括序号均加1的单位电流源，当达到第2n个单位电流源后，回到第1个单位电流源继续循环。

10.如权利要求6所述的电路，其中所述两路开关信号中的每一路包括2n个单位开关信号，用于控制4n个单位开关的状态。

11.如权利要求6所述的电路，其中所述滤波支路包括RC滤波结构。

12.如权利要求6所述的电路，其中所述指针模块包括计数器，配置为基于所述时钟信号产生所述指针信号的值。

13.一种模数转换器，包括模数转换单元，以及如权利要求6-12所述的循环动态匹配电流源电路。

14.一种热电阻测温设备，包括如权利要求13所述的模数转换器。

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