CN115244410A - 电流传感器电路 - Google Patents

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Abstract

本文描述的各种具体实施涉及一种设备，该设备具有消耗电流的负载电路。该设备可以包括配电网络，该配电网络具有由该负载电路激励的阻抗。该设备可以包括感测电路，该感测电路在该负载电路的操作期间收集电压并且基于该配电网络的该阻抗和在该负载电路的操作期间收集的该电压来重建该负载电路的起始电流。

Description

电流传感器电路
背景技术
本节旨在提供与理解本文所述的各种技术相关的信息。如本节的标题所暗示的，这是对相关技术的讨论，绝不应当暗示其是现有技术。一般来讲，相关技术可被认为是或可不被认为是现有技术。因此，应当理解，本节中的任何陈述均应按此意义来理解，并且不作为对现有技术的任何认可。
在常规系统中，电流传感器是指检测导电路径(例如，导线)中的电流然后产生与该电流成比例的信号的设备。产生的信号可以用于在电表中显示测得的电流，或者产生的信号可以用于控制其他电路功能。在一些电子器件中，通常使用串联耦接的分流器来提供用于测量电流的与导电路径或导线成直线的电阻路径，该电阻路径允许电流沿着导线并通过串联耦接的分流器的导电流动。当使用常规技术测量芯片或功率域的电流时，电阻分流器通常面临一些带宽限制，并且使用串联耦接的分流器来测量沿着导线的电流通常会降低本地供电网络中的功率分布(例如，从分流器添加串联电阻)。因此，需要改进一些电流感测电路的物理设计具体实施，以便提供更有效的电流感测操作，从而减少由于直插式串联电阻引起的功率退化。
附图说明
本文参考附图描述了各种技术的具体实施。然而，应当理解，附图仅示出了本文所述的各种具体实施，并且不旨在限制本文所述的各种技术的实施方案。
图1示出了根据本文描述的各种具体实施的具有电流传感器的系统级电路。
图2示出了根据本文描述的具体实施的用于提供电流感测技术的方法的过程图。
图3示出了根据本文描述的具体实施的用于提供电流感测技术的另一方法的过程图。
图4示出了根据本文描述的各种具体实施的用于提供电流感测技术的计算机系统的框图。
具体实施方式
本文描述的各种具体实施涉及与计算架构的物理布局设计中的配电网络相关联的非侵入式电流感测方案和技术。例如，本文描述的各种方案和技术提供了一种系统或设备，该系统或设备在由功率调节器(例如，电压和/或电流调节器)供应的全芯片或子部分中的功率域级别具有嵌入式实时和非侵入式电流传感器。在一些具体实施中，本文描述的电流感测电路可以被布置和配置为保存本地配电网络(PDN)而无需串联耦接的额外部件。而且，本文描述的电流感测电路可以被配置为实时感测电流，例如，在纳秒的范围内感测电流。在一些情况下，本文描述的电流感测电路可以被配置为测量由例如处理器、CPU等负载电路消耗的实时电流。此外，本文描述的电流感测方案和技术可以通过在没有修改的情况下(例如，无需额外串联耦接电阻以测量电流)使用本地供电PDN网络来克服与常规方法相关联的问题和难题，并且因此，本文描述的电流感测方案和技术可以被配置为允许高带宽和真正的实时负载电流感测。
本文将参考图1至图4详细描述电流感测方案、技术和电路的各种具体实施。
图1示出了根据本文描述的各种具体实施的具有耦接到电流感测电路108的配电网络(PDN)104的系统级电路102的图100。
在各种具体实施中，系统级电路102可被实现为具有各种集成电路(IC)部件的系统或设备，这些IC部件被布置和耦接在一起作为提供物理电路设计和相关结构的部分的组装或组合。在一些情况下，将系统级电路102设计、提供和构建为集成系统或设备的方法可涉及使用本文描述的各种IC电路部件，以便由此实现与其相关联的电流感测方案和技术。系统级电路102可与单个芯片上的计算电路和相关部件集成，并且系统级电路102可在用于各种电子、移动和物联网(IoT)应用的各种嵌入式系统中实现。
如图1所示，系统级电路102与配电网络(PDN)和电流感测电路108相关联。配电网络(PDN)110可以具有由消耗电流的负载电路112激励的阻抗(Zpdn)110。电流感测电路108可以被配置为表征配电网络(PDN)104的阻抗(Zpdn)110，在负载电路112的操作期间收集电压，并且还基于针对PDN 104表征的阻抗(Zpdn)110和在负载电路112的操作期间收集的电压来重建负载电路112的起始电流。
在一些具体实施中，电流感测电路108可以包括耦接到配电网络(PDN)104和负载电路112的第一电路120，并且第一电路120可以被配置为表征PDN 104的阻抗(Zpdn)110。而且，电流感测电路108可以包括耦接到第一电路120的第二电路122，并且第二电路122可以被配置为在负载电路112的操作期间收集电压。另外，电流感测电路108可以包括耦接到第二电路122的第三电路128，并且第三电路128还可以被配置为基于针对PDN 104表征的阻抗(Zpdn)110和在负载电路112的操作期间收集的电压来重建负载电路112的起始电流。在一些情况下，第一电路120、第二电路122和第三电路128与配电网络(PDN)104中的负载电路112并联耦接。
在一些情况下，第一电路120可以被配置为电流发生器，该电流发生器通过产生电流刺激和感测PDN 104的瞬态电压响应来表征PDN 104的阻抗(Zpdn)110。而且，在一些情况下，电流发生器可以被配置为通过在顺序时间步长期间产生电流刺激并在顺序时间步长期间感测PDN 104的瞬态电压响应来表征PDN 104的阻抗(Zpdn)110。
在一些情况下，电流感测电路108可以包括存储装置124，例如存储电路或类似部件，该存储装置耦接到第二电路122和第三电路128中的至少一者。存储电路124可以集成为第三电路128的一部分。此外，感测PDN 104的瞬态电压响应可以包括测量PDN 104的瞬态电压响应和/或将该瞬态电压响应存储在存储电路124中。
在一些情况下，第二电路122可以被配置为模拟和/或数字电压测量电路，该模拟和/或数字电压测量电路通过获得由电流刺激诱导的PDN 104的瞬态电压响应的模拟和/或数字电压测量值而在负载电路112的活动期间收集电压作为感测电压。电压测量电路可以被配置为通过在顺序时间步长期间获得瞬态电压响应的模拟和/或数字电压测量值来收集感测电压。此外，在负载电路112的活动期间收集感测电压可以包括测量负载电路112的活动期间的感测电压和/或将该感测电压存储在存储电路中124。
在一些具体实施中，第三电路128可以被配置为电流计算器，该电流计算器通过产生电流刺激的加权和并且使用类似加权因子确定由负载电路112消耗的引起感测电压的电流来获得由负载电路112消耗的电流。在一些情况下，电流计算器可以被配置为通过在顺序时间步长期间产生电流刺激的加权和来获得(例如，通过收集)在顺序时间步长由负载电路112消耗的电流。
参考图1，电流感测电路108可以被布置和配置为测量由负载电路112或使用一个或多个部件(例如，120、122、124、128)的类似电路(例如，处理器或CPU)在供电网络(例如，PDN 104)中消耗的电流。例如，在一些具体实施中，PDN 104的阻抗可以用电流发生器120表征，该电流发生器产生并提供到PDN 104的刺激(例如，电流阶跃)，然后可以通过电压测量电路122测量PDN 104的瞬态电压响应和/或将该瞬态电压响应存储在存储电路124中。此外，可以基于由电压测量电路122提供的电压测量值在负载电路112(例如，处理器或CPU)的活动期间收集供电电压(Vdd)。在各种情况下，电压测量值可以指电压测量的模拟单元或数字单元。在每个时间步长(或电流阶跃)，可以基于以幅度包括的观察到的电压来评估特征PDN电压响应的幅度，该幅度可以采用系数的形式。可以按步长将观察到的电压识别为基本特征电压响应的加权和。此外，可以使用在每个时间步长施加到特征电流刺激的相同权重来确定引起观察到的电压的电流。使用电流刺激的加权和，可以在每个时间步长实时获得负载电路112消耗的电流。
图2示出了根据本文描述的具体实施的用于提供电流感测技术的方法200的过程图。
应当理解，即使方法200可指示特定的操作执行顺序，但在一些情况下，操作的各个部分也可能以不同的顺序以及在不同的系统上执行。可向方法200添加额外操作和/或步骤，和/或从该方法省略额外操作和/或步骤。另外，方法200可在硬件和/或软件中实现。例如，如果在硬件中实现，则方法200可用如上文参考图1描述的各种部件和/或电路实现。在其他情况下，如果在软件中实现，则方法200可以用被配置为用于各种电流感测方案和技术的程序和/或软件指令过程来实现，如本文所描述。另外，如果在软件中实现，则与实现方法200的特征和方面相关的指令可存储在存储器和/或数据库中。在其他情况下，计算机或具有至少一个处理器和存储器的各种其他类型的计算设备可被配置为执行方法200。
在一些具体实施中，方法200和相关电流感测电路可以用于嵌入式实时和非侵入式电流感测电路。例如，本文描述的各种电流发送方案和技术可以在功率域级别(例如，在由调节器供应的全芯片或子部分中)实施，并且本文描述的各种电流发送方案和技术可以被配置为保存本地配电网络(PDN)，其中不需要串联的额外元件，并且还可以实时地精确到纳秒来感测电流。
参考图2，在框210处，方法200可以表征耦接到消耗电流的负载电路的配电网络(PDN)的阻抗。在一些情况下，表征配电网络(PDN)的阻抗可以包括产生电流刺激并且感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应。另外，感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应可以包括测量配电网络(PDN)的瞬态电压响应和/或将该瞬态电压响应存储在存储电路、设备或类似部件中。可以在顺序时间步长期间产生电流刺激，并且还可以在顺序时间步长期间感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应。
在框220处，方法200可以在负载电路的操作期间收集电压。在一些情况下，可以在负载电路的活动期间收集电压作为感测电压，并且收集电压可以包括获得在顺序时间步长期间由电流刺激诱导的配电网络(PDN)的瞬态电压响应的模拟和/或数字电压测量值。
在框230处，方法200可以基于配电网络(PDN)的阻抗和在负载电路的操作期间收集的电压来重建负载电路的起始电流。在一些情况下，方法200可以被调适和配置为基于在负载电路的操作期间收集的PDN的阻抗和电压来实时重建负载电路的起始电流。在一些情况下，重建起始电流可以包括通过产生电流刺激的加权和并且还使用类似加权因子以便确定由负载电路消耗的引起感测电压的电流来获得由负载电路消耗的电流。另外，可以通过在顺序时间步长期间产生电流刺激的加权和而在顺序时间步长(其也可以被称为电流阶跃)期间获得负载电路消耗的电流。
在一些具体实施中，可以用以下等式中的一个或多个公式实现实时电流计算。例如，ic(t)可以指用于收集PDN特征电压响应vc(t)的电流刺激。另外，v(t)可以指当检索电流ICPU(t)时，在负载活动期间使用(n)个样品观察到的电压。另外，可以使用待计算的系数将v(t)构建为aj*vc之和且将iCPU(t)构建为aj*ic之和，其中：
a0＝v(t1)/vc(t1)；
a1＝[v(t2)–a0*vc(t2)]/vc(t1)；以及
…aj＝[v(tj+1)–sum(k＝0至j-1；ak*vc(tj+1-k)]/vc(t1)；j in[1；n-1]。
此外，iCPU(tj)＝sum(k＝0至j；aj*ic(tj-k))；j in[0；n-1]。
图3示出了根据本文描述的具体实施的用于提供电流感测技术的另一方法300的过程图。
应当理解，即使方法300可指示特定的操作执行顺序，但在一些情况下，操作的各个部分也可能以不同的顺序以及在不同的系统上执行。可向方法300添加额外操作和/或步骤，和/或从该方法省略额外操作和/或步骤。另外，方法300可在硬件和/或软件中实现。例如，如果在硬件中实现，则方法300可用如上文参考图1至图2描述的各种部件和/或电路实现。在其他情况下，如果在软件中实现，则方法300可以用被配置为用于电流感测方案和技术的程序和/或软件指令过程来实现，如本文所描述。另外，如果在软件中实现，则与实现方法300的特征和方面相关的指令可存储在存储器和/或数据库中。在其他情况下，具有至少一个处理器和存储器的计算机或各种其他类型的计算设备(例如，如下文参考图4所描述和示出的)可以被配置为执行方法300的电流感测方案和技术。
在一些具体实施中，方法300和相关电流感测电路可用于测量在供电网络或配电网络(PDN)中消耗的电流。例如，本文描述的各种电流感测方案和技术在没有任何修改的情况下使用本地供电网络(例如，不使用串联耦接的电阻)。而且，本文描述的各种电流感测方案和技术允许高带宽和实时功能。
参考图3，在框310处，方法300可以通过产生对耦接到消耗电流的负载电路的配电网络(PDN)的电流刺激来表征该PDN的阻抗。在一些情况下，方法300可以通过在顺序时间步长期间产生电流刺激并在顺序时间步长期间感测PDN的瞬态电压响应来表征PDN的阻抗(感测可以包括测量和存储)。在一些情况下，方法300可以通过在顺序时间步长期间产生电流刺激并且通过在顺序时间步长期间基于电流刺激感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应来表征PDN的阻抗。
在框320处，方法300可以基于电流刺激感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应。在一些情况下，方法300可以通过获得在顺序时间步长期间由电流刺激诱导的PDN的瞬态电压响应的模拟和/或数字电压测量(单元)而在负载电路的活动期间收集感测电压。在一些情况下，收集可以包括测量和/或存储，并且感测电压可以指感测电压值和/或电平。另外，在一些情况下，感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应可以包括测量PDN的瞬态电压响应和/或将该瞬态电压响应存储在存储电路、设备或类似部件中。另外，方法300可以在顺序时间步长期间获得(通过收集)由电流刺激诱导的配电网络(PDN)的瞬态电压响应的模拟和/或数字电压测量值。
在框330处，方法300可以基于由电流刺激诱导的配电网络(PDN)的瞬态电压响应在负载电路的活动期间收集感测电压。在一些情况下，方法300可以使用在由电流刺激诱导时在负载电路的活动期间收集的感测电压的电压测量(单元)来量化在顺序时间步长PDN的瞬态电压响应的幅度。在一些情况下，在顺序时间步长期间，可以收集感测电压并将感测电压识别为瞬态电压响应的加权和，并且感测电压可以具有特征PDN电压响应的量化幅度。另外，在一些情况下，方法300可以使用在由电流刺激诱导时在负载电路的活动期间收集的感测电压的电压测量值来量化在顺序时间步长配电网络(PDN)的瞬态电压响应的幅度。
在框340处，方法300可以使用在由电流刺激诱导时在负载电路的活动期间收集的感测电压来量化配电网络(PDN)的瞬态电压响应的幅度。在一些情况下，方法300可以通过在顺序时间步长期间产生电流刺激的加权和并且使用类似加权因子以确定负载电路消耗的引起感测电压的电流来获得在顺序时间步长由负载电路消耗的电流。在顺序时间步长期间，可以收集感测电压并将感测电压识别为瞬态电压响应的加权和，另外，感测电压可以具有与配电网络(PDN)相关的特征电压响应的量化幅度。
参考图1至图3中描述的各种具体实施，本文描述的电流感测方案和技术可以提供优于常规方法的一些优点。本文描述的电流感测方案和技术可以与计算架构的物理布局设计中的配电网络(PDN)相关联。在一些情况下，本文描述的电流感测电路可以嵌入芯片上并提供高带宽应用，并且可以在片上系统(SoC)内部构建用于感测负载(例如，CPU或其他电路)消耗的电流的各种新方法，以免受到与穿过封装和电路板寄生效应相关的带宽限制。另外，在一些情况下，本文描述的电流感测电路可以指实用和低成本技术，其中本公开的各方面是基于使用来自保持完整的本地供电网络(例如，PDN)的可用和可观察到的电压，这可指用于使本文描述的电流感测电路基本上低成本且高度可实现而不降低功率分布的实用装置。
另外的优点可以涉及实时且低功率的时域分析。例如，在一些具体实施中，本文描述的电流感测电路可以被配置为通过保持在时域中来确定电流(即，使用时域响应来处理数据)。因此，本文描述的电流感测电路提供使用低功率的实时电流分析。然而，在其他情况下，本文描述的电流感测电路可以被调适和配置为用于具有向时域的后向变换的频域分析。通常，由于使用较少计算，例如大约少20倍的计算，并且时域分析可以确定每个步长的电流(这通常是使用频域变换无法实现的)，因此时域分析是高效的。因此，本文描述的电流感测方案和技术可以用于执行时域分析，时域分析以逐步实时电流确定的形式能大幅减少计算数量。
图4示出了根据本文描述的各种具体实施的具有电流感测模块420以及用于提供电流感测技术的模拟器422的计算机系统400的框图。
参考图4，系统400可与被实现为被配置用于在物理布局设计中实现电流感测技术的专用机器的至少一个计算设备404相关联。在一些情况下，计算设备404可包括各种标准元件和/或部件，包括处理器410、存储器412(例如，非暂态计算机可读存储介质)、一个或多个数据库440、电源、外围设备、以及可能未在图4中具体地示出的各种其他计算元件和部件。计算设备404可包括记录或存储在非暂态计算机可读介质412上的可由处理器410执行的指令。计算设备404可与可用于为用户提供用户界面(UI)452诸如例如图形用户界面(GUI)的显示设备450(例如，监视器或其他显示器)相关联。在一些具体实施中，UI或GUI452可被配置为从用户接收用于管理、操作和/或控制计算设备404的参数和/或偏好。因此，计算设备404可包括用于向用户提供输出的显示设备450，并且，显示设备450还可包括用于从用户接收输入的UI 452(或GUI)。
参考图4，计算设备404可以具有电流感测模块420，该电流感测模块可以被配置为使处理器410实现本文参考图1至图3描述的方案和技术，包括与图1中的配电网络(PDN)104有关的各种电流感测方案和技术。另外，电流感测模块420可在硬件和/或软件中实现。在一些情况下，如果在软件中实现，则电流感测模块420可以记录或存储在存储器412和/或数据库440中。在一些情况下，如果在硬件中实现，则电流感测模块420可以指被配置为与处理器410连接的单独电路或逻辑部件。
电流感测模块420可以被配置为使处理器410执行各种操作，如本文参考图1至图3中描述的电流感测方案和技术所提供的。在这种情况下，存储器412上存储有指令，这些指令在由处理器410执行时使处理器410执行以下操作中的一个或多个操作。
例如，电流感测模块420可以被配置为使处理器410表征耦接到消耗电流的负载电路的配电网络(PDN)的阻抗。在一些情况下，电流感测模块420可以被配置为使处理器410在负载电路的操作期间收集电压。此外，在一些情况下，电流感测模块420可以被配置为使处理器410基于配电网络(PDN)的阻抗和在负载电路的操作期间收集的电压来重建负载电路的起始电流。
在一些具体实施中，表征配电网络(PDN)的阻抗可以包括产生电流刺激并感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应，其中感测配电网络的瞬态电压响应包括测量配电网络(PDN)的瞬态电压响应和/或将该瞬态电压响应存储在存储设备中。在一些情况下，可以在顺序时间步长期间产生电流刺激，并且还可以在顺序时间步长期间感测配电网络(PDN)的瞬态电压响应。而且，在一些情况下，可以在负载电路的活动期间收集电压作为感测电压，并且收集电压可以包括获得在顺序时间步长期间由电流刺激诱导的PDN的瞬态电压响应的电压测量值。另外，重建起始电流可以包括通过产生电流刺激的加权和并且还通过使用类似加权因子以确定由负载电路消耗的引起感测电压的电流来获得由负载电路消耗的电流。此外，可以通过在顺序时间步长期间产生电流刺激的加权和来获得在顺序时间步长由负载电路消耗的电流。
根据本文参考图1至图3描述的各种具体实施，由电流感测模块420执行的这些操作中的任何一个或多个或全部操作可更改、修改、改变和/或更新，从而提供如图1至图3所示的各种特定实施方案。而且，在一些情况下，图1中的系统级部件中的每个系统级部件可以呈具有各种逻辑特征、行为和特性的物理结构的形式，并且该物理结构也可以与被配置为提供本文参考图1至图3描述的各种电流感测方案和技术的集成电路相关联。
此外，参考图4，计算设备404可包括至少一个模拟器422，该模拟器被配置为使处理器410产生图1所示系统级电路102的一个或多个模拟。模拟器422可称为可在硬件和/或软件中实现的模拟部件或模块。如果在软件中实现，模拟器422可被记录或存储在存储器412或数据库440中。如果在硬件中实现，模拟器420可以是被配置为与处理器410连接的单独的逻辑电路或处理部件。在一些情况下，模拟器422可以指被配置为产生图1所示的系统级电路102的SPICE模拟的SPICE模拟器(或类似的模拟器)。SPICE是指以集成电路为重心的模拟程序(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)的首字母缩写，该程序是指用作开源模拟电子电路模拟器的计算机辅助工具。另外，SPICE可指由半导体工业用来检查和验证物理结构设计的完整性并预测物理结构设计的行为的通用软件程序。因此，电流感测模块420可以被配置为与模拟器422连接，以基于物理电路布局和相关部件的一个或多个模拟(包括例如SPICE模拟)来产生各种时序数据，该一个或多个模拟用于分析集成电路的性能特性，包括物理电路布局和各种相关部件的时序数据。在一些情况下，电流感测模块420还可以被配置为使用图1所示的系统级电路102的一个或多个模拟(包括例如SPICE模拟)来评估其操作行为和条件。
在一些具体实施中，计算设备404可包括一个或多个数据库440，该一个或多个数据库被配置为存储和/或记录与在物理设计中实现电流感测技术相关的各种数据和信息。数据库440可以被配置为存储与系统级集成电路、操作条件、操作行为和/或电路布局设计和相关部件的时序数据有关的数据和信息。在一些情况下，数据库440可被配置为存储参考模拟数据(包括例如SPICE模拟数据)的与电路布局和相关部件和时序数据相关的数据和信息。
在各种具体实施中，可以利用各种提取工具来表征(或确定或描述)配电网络(PDN)的阻抗，这些提取工具被配置为分析与芯片、封装或板相关联的设计数据库以获得各种电路元件(例如，有源或无源部件，包括电阻器、电容器、电感器等)的网列表。通过一些装置(例如，包括模拟激励PDN的电流源并收集例如阻抗的S矩阵之类的瞬态电压的各种模拟)，可以在没有对PDN的实质性激励的情况下实现本文描述的电流感测技术。因此，在一些情况下，电流感测模块420可以配备有提取工具(例如，计算机辅助绘图(CAD)工具)，该提取工具被配置为表征PDN的阻抗并且将相关数据存储在存储器(例如，412、440)中，从而执行各种计算和/或电流重建。另外，在一些情况下，电流感测模块420可以被配置为实时执行计算。
应当预期的是，权利要求的主题不限于本文提供的具体实施和图示，而是包括根据权利要求的那些具体实施的修改形式，包括具体实施的部分和不同具体实施的元件的组合。应当理解，在任何此类具体实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，应作出许多具体实施特定的决策以实现开发者的特定目标，诸如符合系统相关和业务相关的约束，这些约束可能在不同具体实施之间变化。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是尽管如此，对于受益于本公开的普通技术人员而言，这仍然是设计、制造和生产的常规任务。
本文描述了一种设备的各种具体实施。该设备可以包括消耗电流的负载电路。该设备可以包括配电网络，该配电网络具有由该负载电路激励的阻抗。该设备可以包括感测电路，该感测电路在该负载电路的操作期间收集电压并且基于该配电网络的该阻抗和在该负载电路的操作期间收集的该电压来重建该负载电路的起始电流。
本文描述了一种方法的各种具体实施。该方法可以包括表征耦接到消耗电流的负载电路的配电网络的阻抗。该方法可以包括在该负载电路的操作期间收集电压。该方法可以包括基于该配电网络的该阻抗和在该负载电路的操作期间收集的该电压来重建该负载电路的起始电流。
本文描述了一种方法的各种具体实施。该方法可以包括产生用于耦接到消耗电流的负载电路的配电网络的电流刺激。该方法可以包括基于该电流刺激感测该配电网络的瞬态电压响应。该方法可以包括基于由该电流刺激诱导的该配电网络的该瞬态电压响应在该负载电路的活动期间收集感测电压。该方法可以包括使用在由该电流刺激诱导时在该负载电路的活动期间收集的该感测电压来量化该配电网络的该瞬态电压响应的幅度。
本文描述了一种系统的各种具体实施。该系统可以包括处理器和存储器，该存储器在其上存储指令，这些指令在由该处理器执行时使该处理器表征耦接到消耗电流的负载电路的配电网络的阻抗。这些指令可以使该处理器在该负载电路的操作期间收集电压。这些指令可以使该处理器基于该配电网络的该阻抗和在该负载电路的操作期间收集的该电压来重建该负载电路的起始电流。
已经详细地参考了各种具体实施，其示例在附图和图示中示出。在以下具体描述中，阐述了许多具体细节以提供对本文提供的公开内容的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文提供的公开内容。在一些其他情况下，没有详细描述熟知的方法、规程、部件、电路和网络，以便不会不必要地模糊实施方案的细节。
还应当理解，虽然术语“第一”、“第二”等在本文中可用于描述各种元件，但这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，第一元件可被称为第二元件，并且类似地，第二元件可被称为第一元件。第一元件和第二元件分别均为元件，但它们不被认为是相同的元件。
在本文提供的本公开的描述中使用的术语是为了描述特定具体实施的目的，并且不旨在限制本文提供的公开内容。如本文中提供的公开内容和所附权利要求的描述中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。如本文所用，术语“和/或”是指并涵盖相关联的列出项目中的一者或多者的任何和所有可能组合。当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包含”和/或“含有”指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组的存在或添加。
如本文所用，根据上下文，术语“如果”可被解释为意指“当……时”或“在……时”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定……”或“如果检测到[所述条件或事件]”可被解释为意指“在确定……时”或“响应于确定……”或“在检测到[所述条件或事件]时”或“响应于检测到[所述条件或事件]”。术语“上”和“下”；“上部”和“下部”；“向上”和“向下”；“在……下方”和“在……上方”；以及指示给定点或元件上方或下方的相对位置的其他类似术语可与本文所述的各种技术的一些具体实施结合使用。
虽然前述内容涉及本文所述的各种技术的具体实施，但是可以根据本文的公开内容想出其他和另外的具体实施，本文的公开内容可以由所附权利要求确定。
虽然以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本主题，但应当理解，所附权利要求中限定的主题不一定限于上述特定特征或动作。相反，上述的具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例性形式。

Claims (21)

1.一种设备，所述设备包括：
负载电路，所述负载电路消耗电流；
配电网络，所述配电网络具有由所述负载电路激励的阻抗；以及
感测电路，所述感测电路在所述负载电路的操作期间收集电压并基于所述配电网络的所述阻抗和在所述负载电路的操作期间收集的所述电压来重建所述负载电路的起始电流。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述感测电路包括：
第一电路，所述第一电路耦接到所述配电网络和所述负载电路，其中所述第一电路被配置为表征与所述配电网络相关联的所述阻抗；
第二电路，所述第二电路耦接到所述第一电路，其中所述第二电路被配置为在所述负载电路的操作期间收集所述电压；以及
第三电路，所述第三电路耦接到所述第二电路，其中所述第三电路被配置为基于针对所述配电网络表征的所述阻抗并且基于在所述负载电路的操作期间收集的所述电压来重建所述负载电路的所述起始电流，
其中所述第一电路、所述第二电路和所述第三电路与所述配电网络中的所述负载电路并联耦接。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一电路被配置为电流发生器，所述电流发生器通过产生电流刺激并且感测所述配电网络的瞬态电压响应来表征所述配电网络的所述阻抗。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述电流发生器被配置为通过在顺序时间步长期间产生所述电流刺激并且在所述顺序时间步长期间感测所述配电网络的所述瞬态电压响应来表征所述配电网络的所述阻抗。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述感测电路还包括：
存储电路，所述存储电路耦接到所述第二电路和所述第三电路中的至少一者，
其中感测所述配电网络的所述瞬态电压响应包括测量所述配电网络的所述瞬态电压响应和/或将所述配电网络的所述瞬态电压响应存储在所述存储电路中。
6.根据权利要求3所述的设备，其中所述第二电路被配置为电压测量电路，所述电压测量电路通过获得由所述电流刺激诱导的所述配电网络的所述瞬态电压响应的电压测量值而在所述负载电路的活动期间收集所述电压作为感测电压。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述电压测量电路被配置为通过在顺序时间步长期间获得所述瞬态电压响应的所述电压测量值来收集所述感测电压。
8.根据权利要求6所述的设备，其中所述感测电路还包括：
存储电路，所述存储电路耦接到所述第二电路和所述第三电路中的至少一者，
其中在所述负载电路的活动期间收集所述感测电压包括测量所述负载电路的活动期间的所述感测电压和/或将所述感测电压存储在所述存储电路中。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述第三电路被配置为电流计算器，所述电流计算器通过产生所述电流刺激的加权和并且使用类似加权因子确定由所述负载电路消耗的引起所述感测电压的电流来获得由所述负载电路消耗的所述电流。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述电流计算器被配置为通过在顺序时间步长期间产生所述电流刺激的所述加权和来获得在所述顺序时间步长由所述负载电路消耗的所述电流。
11.一种方法，所述方法包括：
表征耦接到消耗电流的负载电路的配电网络的阻抗；
在所述负载电路的操作期间收集电压；以及
基于所述配电网络的所述阻抗和在所述负载电路的操作期间收集的所述电压来重建所述负载电路的起始电流。
12.根据权利要求11所述的方法，其中表征所述配电网络的所述阻抗包括产生电流刺激和感测所述配电网络的瞬态电压响应，并且其中感测所述配电网络的所述瞬态电压响应包括测量所述配电网络的所述瞬态电压响应和/或将所述配电网络的所述瞬态电压响应存储在存储设备中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中在顺序时间步长期间产生所述电流刺激，并且其中在所述顺序时间步长期间感测所述配电网络的所述瞬态电压响应。
14.根据权利要求12所述的方法，其中在所述负载电路的活动期间收集所述电压作为感测电压，并且其中收集所述电压包括获得在顺序时间步长期间由所述电流刺激诱导的所述配电网络的所述瞬态电压响应的电压测量值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中重建所述起始电流包括通过产生所述电流刺激的加权和并且使用类似加权因子确定由所述负载电路消耗的引起所述感测电压的电流来获得由所述负载电路消耗的所述电流。
16.根据权利要求15所述的方法，其中通过在顺序时间步长期间产生所述电流刺激的所述加权和来获得在所述顺序时间步长由所述负载电路消耗的所述电流。
17.一种方法，所述方法包括：
产生用于耦接到消耗电流的负载电路的配电网络的电流刺激；
基于所述电流刺激感测所述配电网络的瞬态电压响应；
基于由所述电流刺激诱导的所述配电网络的所述瞬态电压响应在所述负载电路的活动期间收集感测电压；以及
使用在由所述电流刺激诱导时在所述负载电路的活动期间收集的所述感测电压来量化所述配电网络的所述瞬态电压响应的幅度。
18.根据权利要求17所述的方法，其中感测所述配电网络的所述瞬态电压响应包括测量所述配电网络的所述瞬态电压响应和/或将所述配电网络的所述瞬态电压响应存储在存储设备中。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括：
通过产生所述电流刺激的加权和并且使用类似加权因子确定由所述负载电路消耗的引起所述感测电压的电流来获得由所述负载电路消耗的所述电流；
其中在顺序时间步长期间，收集所述感测电压并将所述感测电压识别为所述瞬态电压响应的加权和，并且
其中所述感测电压具有与所述配电网络相关的特征电压响应的量化幅度。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括：
通过在顺序时间步长期间产生所述电流刺激并且在所述顺序时间步长期间基于所述电流刺激感测所述配电网络的所述瞬态电压响应来表征所述配电网络的所述阻抗；
在所述顺序时间步长期间获得由所述电流刺激诱导的所述配电网络的所述瞬态电压响应的电压测量值；以及
使用在由所述电流刺激诱导时在所述负载电路的活动期间收集的所述感测电压的所述电压测量值来量化在所述顺序时间步长所述配电网络的所述瞬态电压响应的所述幅度。
21.一种系统，所述系统包括：
处理器；以及
存储器，所述存储器上存储有指令，所述指令在由所述处理器执行时使所述处理器：
表征耦接到消耗电流的负载电路的配电网络的阻抗；
在所述负载电路的操作期间收集电压；以及
基于所述配电网络的所述阻抗和在所述负载电路的操作期间收集的所述电压来重建所述负载电路的起始电流。
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