对传感器信号处理的可编程的模拟单元

摘要

本发明为对传感器信号处理的可编程的模拟单元，具有第一可编程开关电容组，接收来自外部的传感器差分信号；第二可编程开关电容组，接收来自外部的传感器差分信号；可编程主全差分运算放大器，用于生成并输出信号处理后的主全差分信号；第一可编程从全差分运算放大器，用于生成并输出从全差分信号；第二可编程从全差分运算放大器，用于对生成并输出从全差分信号；输出多路选择器，用于选择并输出一路差分输出信号；输出控制模块，生成并输出正负反相或调制的差分输出信号。本发明可实现微小电容、微小电压传感信号读出和模拟信号处理，应用在角速度、加速度等物理量的传感器信号检测，适用于FPAA、FPMA以及PSOC电路中。

主权项

一种对传感器信号处理的可编程的模拟单元，其特征在于：所述可编程的模拟单元由第一可编程开关电容组、第二可编程开关电容组、可编程主全差分运算放大器、第一可编程从全差分运算放大器和第二可编程从全差分运算放大器、输出多路选择器、输出控制模块构成；其中：第一可编程开关电容组，具有a左数据端子、b左数据端子、c左数据端子、d左数据端子、a右数据端子、b右数据端子、c右数据端子、d右数据端子和e右数据端子；第一可编程开关电容组内部具有多个可编程开关和电容；a右数据端子接收来自外部的正传感器差分信号；第二可编程开关电容组，具有A左数据端子、B左数据端子、C左数据端子、D左数据端子、A右数据端子、B右数据端子、C右数据端子、D右数据端子；第二可编程开关电容组内部具有多个可编程开关和电容；D右数据端子接收来自外部的负传感器差分信号；可编程主全差分运算放大器，具有六个数据端，分别为外接差分正输入端、外接差分负输入端，内接差分正输入端、内接差分负输入端、第三差分正输出端和第三差分负输出端；外接差分正输入端和外接差分负输入端直接接收来自外部的正、负传感器差分信号并分别连接到c左数据端子和B左数据端子上；内接差分正输入端和a左数据端子相连，内接差分负输入端和D左数据端子相连，第三差分负输出端和c右数据端子相连，第三差分正输出端和B右数据端子相连，同时也和e右数据端子相连；可编程主全差分运算放大器的内部具有多个可编程开关和电容；可编程主全差分运算放大器，用于对来自外部的正、负传感器差分信号做低噪声放大、一级滤波、加减、微积分信号处理，生成并由第三差分正输出端、第三差分负输出端输出信号处理后的主全差分信号；第一可编程从全差分运算放大器，具有第一差分正输入端、第一差分负输入端、第一差分正输出端和第一差分负输出端；第一差分正输入端和第一差分负输入端分别与d左数据端子、A左数据端子相连，第一差分负输出端和第一差分正输出端分别和d右数据端子、A右数据端子相连；第一可编程从全差分运算放大器内部具有可编程开关和电容，用 于对传感器差分信号做次级放大、缓冲、加减、微积分、滤波处理，生成并由第一差分正输出端和第一差分负输出端输出从全差分信号；第二可编程从全差分运算放大器，具有第二差分正输入端、第二差分负输入端、第二差分正输出端和第二差分负输出端；所述第二差分正输入端和第二差分负输入端分别与b左数据端子和C左数据端子相连，第二差分负输出端和第二差分正输出端分别与b右数据端子和C右数据端子相连；第二可编程从全差分运算放大器内部具有可编程开关和电容，用于对传感器差分信号做次级放大、缓冲、加减、微积分、滤波处理，生成并由第二差分正输出端和第二差分负输出端输出从全差分信号；‑输出多路选择器，具有第四、第五、第六差分正、负输入端和第四差分正输出端、第四差分负输出端；第四、第五、第六差分正、负输入端分别与可编程主全差分运算放大器、第一可编程从全差分运算放大器、第二可编程从全差分运算放大器的所述差分正输出端、差分负输出端连接，用于从可编程主全差分运算放大器、第一可编程从全差分运算放大器、第二可编程从全差分运算放大器所述的差分正输出端、差分负输出端中选择一路差分输出信号并由第四差分正输出端、第四差分负输出端输出；‑输出控制模块，具有第七差分正输入端、第七差分负输入端、第五差分正输出端和第五差分负输出端；第七差分正负输入端分别与输出多路选择器的第四差分正输出端、第四差分负输出端连接，接收输出多路选择器输出的差分信号，通过输出控制模块内部的开关编程对多路选择器输出的差分信号进行正负反相处理或调制处理，生成并由输出控制模块的第五差分正输出端和第五差分负输出端输出正负反相或调制的差分输出信号。