CN207717845U - 自适应电流监测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自适应电流监测电路，用于监测光感测元件所产生电流大小，包括分压单元，耦接光感测元件，用于根据光感测元件的电流信号产生相应的分压电压信号；比较单元，耦接分压单元，用于接收并根据分压电压信号产生监测信号；阈值单元，耦接比较单元，用于接收监测信号，并将监测信号与阈值信号比较输出开关控制信号；调压单元，耦接阈值单元和分压单元，用于接收并根据开关控制信号产生调压信号，分压单元接收并根据调压信号输出增大或减小后的分压电压信号。本实用新型相通过实时监测表征光通讯模块电流大小的监测信号，并依据该监测信号通过调压单元调节分压单元的分压电压信号，从而提高自适应电流监测电路的监测精度。

Description

自适应电流监测电路

技术领域

本实用新型涉及光通讯技术领域，特别涉及一种用于监测光感测元件所产生电流大小的自适应电流监测电路。

背景技术

在当今社会，随着科学技术的发展，通讯的方式也有了长足的进步，光通讯便是其中的一种，针对光通讯模块，现有技术中均会设置相应的监测电路监测光通讯模块的工作状态。如图1所示，在跨阻放大器的输入端均会设置有光感元器件，而针对该光感元器件的监测方式是通过采集与光感元器件串联的分压电路的分压电压信号，即图中Va和Vb两点的电压，然后通过比较输出表征监测电流Imon的PMOS管的导通电压信号。但是该方式存在监测精度不高的问题，其主要问题是分压电路的电阻取值，若电阻值较小，则监测电流Imon会出现偏大或偏小的情况，不能真实反映光感元器件的工作状态，若电阻值较大，则Va处的电压会低于跨阻放大器的工作电压，导致跨阻放大器不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型提供一种自适应电流监测电路，解决上述的问题。

为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种自适应电流监测电路，用于监测光感测元件所产生电流大小，包括分压单元、比较单元、阈值单元以及调压单元；

分压单元，耦接光感测元件，用于根据光感测元件的电流信号产生相应的分压电压信号；

比较单元，耦接所述分压单元，用于接收并根据所述分压电压信号产生监测信号；

阈值单元，耦接所述比较单元，用于接收所述监测信号，并将监测信号与阈值信号比较输出开关控制信号；

调压单元，耦接所述阈值单元和分压单元，用于接收并根据所述开关控制信号产生调压信号，分压单元接收并根据所述调压信号输出增大或减小后的分压电压信号。

作为一种实施方式，还包括电流镜单元，耦接比较单元和阈值单元，用于接收并镜像所述监测信号，根据镜像后的监测信号和阈值信号输出开关控制信号。

作为一种实施方式，所述电流镜单元包括至少两级镜像电路，第一级镜像电路耦接比较单元，用于镜像比较单元的监测信号，除第一级镜像电路的其它镜像电路均耦接其前一级镜像电路，用于镜像前一级的电流信号。

作为一种实施方式，所述调压单元的数量和所述镜像电路的数量一一对应设置。

作为一种实施方式，所述电流镜单元包括第一级镜像电路和第二级镜像电路，所述阈值单元包括第一阈值电路和第二阈值电路；

第一级镜像电路，耦接所述比较单元和第一阈值电路，用于接收并镜像所述监测信号，根据镜像后的监测信号与第一阈值信号输出第一开关控制信号；

第二级镜像电路，耦接所述第一级镜像电路和第二阈值电路，用于接收第一级镜像电路镜像监测信号后产生的第一镜像电流信号，根据第一镜像电流信号和第二阈值信号输出第二开关控制信号。

作为一种实施方式，所述调压单元包括第一调压电路和第二调压电路；

第一调压电路，耦接第一级镜像电路和分压单元，用于接收并根据第一开关控制信号控制第一调压电路并入分压单元，对分压单元产生的分压电压信号进行一次调压；

第二调压电路，耦接第二级镜像电路和分压单元，用于接收并根据第二开关控制信号控制第二调压电路并入分压单元，对分压单元产生的分压电压信号进行二次调压。

作为一种实施方式，所述第一调压电路和第二调压电路均与所述分压单元并联连接。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：通过实时监测表征光感测元件电流大小的监测信号，并依据该监测信号通过调压单元调节分压单元的分压电压信号，从而提高自适应电流监测电路的监测精度；通过电流镜单元，可实时监测表征光感测元件电流大小，以此来提供信息判断目前电流大小。

附图说明

图1为现有技术中的电流监测电路的电路图；

图2为本实用新型的自适应电流监测电路的结构连接框图；

图3为本实用新型另一实施例的自适应电流监测电路的结构连接框图；

图4为本实用新型的自适应电流监测电路的电路图。

附图标注：1、分压单元；2、比较单元；3、阈值单元；31、第一阈值电路；32、第二阈值电路；4、调压单元；41、第一调压电路；42、第二调压电路；5、电流镜单元；51、第一级镜像电路；52、第二级镜像电路。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

如图2所示，一种自适应电流监测电路，包括分压单元1、比较单元2、阈值单元3以及调压单元4；分压单元1用于根据跨阻放大器中的光感测元件的电流信号产生相应的分压电压信号；比较单元2耦接分压单元1，用于接收并根据分压电压信号产生监测信号；阈值单元3耦接比较单元2，用于接收监测信号，并将监测信号与阈值信号比较输出开关控制信号；调压单元4耦接阈值单元3和分压单元1，用于接收并根据开关控制信号产生调压信号，分压单元1接收并根据调压信号输出增大或减小后的分压电压信号。

实施例一

如图3所示，为增加电路的动态输入范围，在本实施了中，增设了电流镜单元5，来提供信息判断目前电流大小。电流镜单元5耦接比较单元2和阈值单元3，用于接收并镜像比较单元2的监测信号，根据镜像后的监测信号和阈值信号输出开关控制信号。

在一实施例中，电流镜单元5包括至少两级镜像电路，第一级镜像电路51耦接比较单元2，用于镜像比较单元2的监测信号，除第一级镜像电路51的其它镜像电路均耦接其前一级镜像电路，用于镜像前一级的电流信号。调压单元4的数量和镜像电路的数量一一对应设置。

实施例二

如图4所示，分压单元1包括串联连接的电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端耦接跨阻放大器的光感测元件，光感测元件与电阻R1的连接节点产生第一分压电压信号Va，电阻R1和电阻R2的连接节点产生第二分压电压信号Vb。分压单元1的产生的第一分压电压信号Va和第二分压电压信号Vb分别输入比较单元2中的比较器U1的两个输入端，比较器U1的输出端输出监测信号。

如图4所示，在本实施例中，电流镜单元5包括第一级镜像电路51和第二级镜像电路52，阈值单元3包括第一阈值电路31和第二阈值电路32，在本实施例中，第一阈值电路31和第二阈值电路32均为一电流源；第一级镜像电路51耦接比较器U1的输出端和第一阈值电路31，用于接收并镜像监测信号，根据镜像后的监测信号(即第一镜像电流信号Iimage1)和第一阈值信号Ith1输出第一开关控制信号Vcon1；第二级镜像电路52耦接第一级镜像电路51和第二阈值电路32，用于接收第一级镜像电路51镜像监测信号后产生的第一镜像电流信号Iimage1，根据第一镜像电流信号(实际上根据第一镜像电流信号产生的第二镜像电流信号Iimage2)和第二阈值信号Ith2输出第二开关控制信号Vcon2。镜像电路和阈值电路的数量可设置多个，数量越多，精度越高。

针对两级镜像电路的实施例，相应的，调压单元4包括第一调压电路41和第二调压电路42。第一调压电路41耦接第一级镜像电路51和分压单元1，用于接收并根据第一开关控制信号控制第一调压电路41并入分压单元1，对分压单元1产生的分压电压信号进行一次调压；第二调压电路42耦接第二级镜像电路52和分压单元1，用于接收并根据第二开关控制信号控制第二调压电路42并入分压单元1，对分压单元1产生的分压电压信号进行二次调压。调压时，针对分压电路的电阻R1和电阻R2，分压电路两侧的同一调压电路同时工作，一次调压为PMOS管P3a和PMOS管P3b在第一开关控制信号Vcon1控制下，同时导通；二次调压时为PMOS管P4a和PMOS管P4b在第二开关控制信号Vcon2控制下，同时导通。在本实施例中，第一调压电路41和第二调压电路42均与分压单元1并联连接，即以增加并联电阻的方式减小分压单元1中有效阻值，从而减少第一分压电压信号Va和第二分压电压信号Vb。

在本实施例中，第二镜像电流信号Iimage2大于第一镜像电流信号Iimage1，第二阈值信号Ith2大于第一阈值信号Ith1，电阻R4a和电阻R4b的阻值小于电阻R3a和电阻R3b，该目的是为了调节精度越来越高。同理，为了精度越高，在设置三级或三级以上镜像电路时，其镜像电流信号、阈值信号以及调节电阻均较之前一级的取值更小。

本实用新型相通过实时监测表征光感测元件电流大小的监测信号，并依据该监测信号通过调压单元4调节分压单元1的分压电压信号，从而提高自适应电流监测电路的监测精度；通过电流镜单元5，可避免分压电压信号在调压单元4的导通和关断的过程中出现信号振荡，使监测信号更加平稳。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自适应电流监测电路，用于监测光感测元件所产生电流大小，其特征在于，包括分压单元、比较单元、阈值单元以及调压单元；

分压单元，耦接光感测元件，用于根据光感测元件的电流信号产生相应的分压电压信号；

比较单元，耦接所述分压单元，用于接收并根据所述分压电压信号产生监测信号；

阈值单元，耦接所述比较单元，用于接收所述监测信号，并将监测信号与阈值信号比较输出开关控制信号；

调压单元，耦接所述阈值单元和分压单元，用于接收并根据所述开关控制信号产生调压信号，分压单元接收并根据所述调压信号输出增大或减小后的分压电压信号。

2.根据权利要求1所述的自适应电流监测电路，其特征在于，还包括电流镜单元，耦接比较单元和阈值单元，用于接收并镜像所述监测信号，根据镜像后的监测信号和阈值信号输出开关控制信号。

3.根据权利要求2所述的自适应电流监测电路，其特征在于，所述电流镜单元包括至少两级镜像电路，第一级镜像电路耦接比较单元，用于镜像比较单元的监测信号，除第一级镜像电路的其它镜像电路均耦接其前一级镜像电路，用于镜像前一级的电流信号。

4.根据权利要求3所述的自适应电流监测电路，其特征在于，所述调压单元的数量和所述镜像电路的数量一一对应设置。

5.根据权利要求2或3所述的自适应电流监测电路，其特征在于，所述电流镜单元包括第一级镜像电路和第二级镜像电路，所述阈值单元包括第一阈值电路和第二阈值电路；

第一级镜像电路，耦接所述比较单元和第一阈值电路，用于接收并镜像所述监测信号，根据镜像后的监测信号与第一阈值信号输出第一开关控制信号；

第二级镜像电路，耦接所述第一级镜像电路和第二阈值电路，用于接收第一级镜像电路镜像监测信号后产生的第一镜像电流信号，根据第一镜像电流信号和第二阈值信号输出第二开关控制信号。

6.根据权利要求5所述的自适应电流监测电路，其特征在于，所述调压单元包括第一调压电路和第二调压电路；

第一调压电路，耦接第一级镜像电路和分压单元，用于接收并根据第一开关控制信号控制第一调压电路并入分压单元，对分压单元产生的分压电压信号进行一次调压；

第二调压电路，耦接第二级镜像电路和分压单元，用于接收并根据第二开关控制信号控制第二调压电路并入分压单元，对分压单元产生的分压电压信号进行二次调压。

7.根据权利要求6所述的自适应电流监测电路，其特征在于，所述第一调压电路和第二调压电路均与所述分压单元并联连接。