本發(fā)明涉及模擬電路，具體是涉及基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路。

背景技術(shù)：

1、陣列電阻廣泛應(yīng)用于觸覺傳感、氣體探測和紅外傳感等領(lǐng)域，是一種應(yīng)用廣泛的物理變量測量方式。陣列電阻中的耦合串擾是指電信號在一個電阻通道傳輸時，被其他電阻通道以及電路非理想特性等因素干擾導(dǎo)致電信號發(fā)生變化，從而造成系統(tǒng)精度和可靠性降低的現(xiàn)象，這是由于陣列電阻共享行列的電路結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。雖然傳統(tǒng)等電勢電路基于等電勢原理在一定程度上消除了串擾，然而，由于電路的非理想特性，包括行列選通開關(guān)的導(dǎo)通電阻、集成運放的輸入失調(diào)電壓和有限開環(huán)增益等，造成了不可避免的額外串擾。因此，如何有效抑制由于這些電路非理想特性造成的耦合串擾，從而提高陣列電阻系統(tǒng)的可靠性，成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了消除現(xiàn)有等電勢電路中由于電路非理想特性造成的耦合串擾，而提供基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，本發(fā)明通過改進現(xiàn)有等電勢電路中的電路連接方式以及信號讀取方案顯著地消除了由于行列選通開關(guān)的導(dǎo)通電阻、集成運放的輸入失調(diào)電壓和有限開環(huán)增益造成的耦合串擾。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，陣列電阻、行多路選擇開關(guān)、列多路選擇開關(guān)、驅(qū)動運算放大器、偏置運算放大器、讀出運算放大器、反饋電阻rf、反饋電容cf、驅(qū)動電壓v_drive、偏置電壓v_ref，所述行多路選擇開關(guān)為每一行都為三個開關(guān)的開關(guān)組合，所述列多路選擇開關(guān)為每一列都為三個開關(guān)的開關(guān)組合。

3、優(yōu)選的，所述陣列電阻是一個具有m行和n列可變電阻的陣列，所述陣列電阻的每一行均有一根行導(dǎo)線連接到該行所有電阻的一端，所述陣列電阻的每一列均有一根列導(dǎo)線連接到該列所有電阻的另一端。

4、優(yōu)選的，所述行多路選擇開關(guān)中的每一行的三個開關(guān)的一端連接到所述陣列電阻在該行的行導(dǎo)線，所述行多路選擇開關(guān)中的每一行的三個開關(guān)的另一端分別連接到所述驅(qū)動運算放大器的反相輸入端、驅(qū)動運算放大器輸出端和偏置運算放大器的反向輸入端。

5、優(yōu)選的，所述驅(qū)動運算放大器正向輸入端連接驅(qū)動電壓v_drive。

6、優(yōu)選的，所述列多路選擇開關(guān)中的每一列的三個開關(guān)的一端連接到所述陣列電阻在該列的列導(dǎo)線，所述列多路選擇開關(guān)中的每一列的三個開關(guān)的另一端分別連接到所述讀出運算放大器的反相輸入端、讀出運算放大器的輸出反饋端和偏置運算放大器的輸出端。

7、優(yōu)選的，所述讀出運算放大器的正向輸入端連接偏置電壓v_ref。

8、優(yōu)先的，所述偏置運算放大器的正向輸入端連接偏置電壓v_ref。

9、優(yōu)先的，所述吸煙行為檢測結(jié)合距離判定和多幀判定來實現(xiàn)。

10、優(yōu)選的，在讀取陣列電阻信號時，目標讀取電阻對應(yīng)的行和列的開關(guān)中，連接所述驅(qū)動運算放大器的兩個開關(guān)和連接所述讀出運算放大器的兩個開關(guān)是閉合狀態(tài)，而連接所述偏置運算放大器的開關(guān)是斷開狀態(tài)；而其他行列對應(yīng)的連接所述驅(qū)動運算放大器和所述讀出運算放大器的開關(guān)是斷開狀態(tài)，連接所述偏置運算放大器的開關(guān)是閉合狀態(tài)。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

12、1.本發(fā)明將驅(qū)動運算放大器的反向輸入端通過開關(guān)連接到輸出端，保證了陣列電阻的行信號被準確地偏置為v_drive，保證了行多路選擇開關(guān)導(dǎo)通電阻的存在不會影響到陣列電阻行信號的大小，進而遏制串擾電流的產(chǎn)生。

13、2.本發(fā)明將讀出運算放大器的反向輸入端通過開關(guān)連接到輸出反饋端，保證了陣列電阻的列信號被準確地偏置為v_ref，保證了列多路選擇開關(guān)導(dǎo)通電阻的存在不會影響到陣列電阻列信號的大小，從而提升了系統(tǒng)的準確性。

14、3.本發(fā)明將偏置運算放大器的反向輸入端連接到陣列電阻中非目標讀出行，保證了非目標讀出行和目標讀出列之間的電壓信號均為外界電壓v_ref，使得非目標讀出電阻的壓差為0。

15、4.本發(fā)明采用雙采樣技術(shù)，消除了由于運放輸入偏置電壓導(dǎo)致的串擾。

技術(shù)特征：

1.基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，包括陣列電阻、行多路選擇開關(guān)、列多路選擇開關(guān)、驅(qū)動運算放大器、偏置運算放大器、讀出運算放大器、反饋電阻rf、反饋電容cf、驅(qū)動電壓v_drive、偏置電壓v_ref，其特征在于，所述行多路選擇開關(guān)為每一行都為三個開關(guān)的開關(guān)組合，所述列多路選擇開關(guān)為每一列都為三個開關(guān)的開關(guān)組合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，其特征在于，所述陣列電阻是一個具有m行和n列可變電阻的陣列，所述陣列電阻的每一行均有一根行導(dǎo)線連接到該行所有電阻的一端，所述陣列電阻的每一列均有一根列導(dǎo)線連接到該列所有電阻的另一端。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，其特征在于，所述行多路選擇開關(guān)中的每一行的三個開關(guān)的一端連接到所述陣列電阻在該行的行導(dǎo)線，所述行多路選擇開關(guān)中的每一行的三個開關(guān)的另一端分別連接到所述驅(qū)動運算放大器的反相輸入端、驅(qū)動運算放大器輸出端和偏置運算放大器的反向輸入端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，其特征在于，所述驅(qū)動運算放大器正向輸入端連接驅(qū)動電壓v_drive。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，其特征在于，所述列多路選擇開關(guān)中的每一列的三個開關(guān)的一端連接到所述陣列電阻在該列的列導(dǎo)線，所述列多路選擇開關(guān)中的每一列的三個開關(guān)的另一端分別連接到所述讀出運算放大器的反相輸入端、讀出運算放大器的輸出反饋端和偏置運算放大器的輸出端。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，其特征在于，所述讀出運算放大器的正向輸入端連接偏置電壓v_ref。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，其特征在于，所述偏置運算放大器的正向輸入端連接偏置電壓v_ref。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，其特征在于，在讀取陣列電阻信號時，目標讀取電阻對應(yīng)的行和列的開關(guān)中，連接所述驅(qū)動運算放大器的兩個開關(guān)和連接所述讀出運算放大器的兩個開關(guān)是閉合狀態(tài)，而連接所述偏置運算放大器的開關(guān)是斷開狀態(tài)；而其他行列對應(yīng)的連接所述驅(qū)動運算放大器和所述讀出運算放大器的開關(guān)是斷開狀態(tài)，連接所述偏置運算放大器的開關(guān)是閉合狀態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及模擬電路技術(shù)領(lǐng)域，且公開了基于改進等電勢法的陣列電阻耦合串擾抑制電路，包括陣列電阻、行多路選擇開關(guān)、列多路選擇開關(guān)、驅(qū)動運算放大器、偏置運算放大器、讀出運算放大器、反饋電阻RF、反饋電容CF、驅(qū)動電壓V_DRIVE、偏置電壓V_REF，所述行多路選擇開關(guān)為每一行都為三個開關(guān)的開關(guān)組合，所述列多路選擇開關(guān)為每一列都為三個開關(guān)的開關(guān)組合，本發(fā)明通過改進現(xiàn)有等電勢電路中的電路連接方式以及信號讀取方案顯著地消除了由于行列選通開關(guān)的導(dǎo)通電阻、集成運放的輸入失調(diào)電壓和有限開環(huán)增益造成的耦合串擾，提升了系統(tǒng)的準確性。

技術(shù)研發(fā)人員：夏慶華,李煥煥,傅裕康,李茂,周渝林,王朝,于云龍
受保護的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2