[发明专利]具有连接至附加管脚的隔直电容器的电路接口

说明书

技术领域

本发明涉及传感元件的电流接口领域。具体地，本发明涉及用于 提供受传感器输入信号控制的输出电流信号的电流接口。

背景技术

与电压接口相比，电流接口对数字数据传输具有明显的优势。可 能最重要的优势在于：电流接口仅需要2根导线这一事实。通常，电流 接口用一根导线从供电电压电平提取输入电流，用另一根导线将输出 电流输出至评估单元。评估单元测量所提供的输出电流的安培值 (amperage)。

与通常需要至少3根导线(即第一导线用于提供恒定的供电电压 电平，第二导线用于提供诸如地电平之类的参考电压电平，第三导线 用于提供数据信号)的电压接口相比，电流接口使得能够节省至少一 根导线。这在传感元件远离相应评估单元的情况下和/或必须在有限空 间内将多个传感元件与评估元件相耦合的情况下是特别有利的。

然而，有一些对于同电流接口相耦合的传感器的应用需要非常高 的测量精度。因而，非期望电压波动(fluctuation)可能引起在电流接 口内执行的错误或不精确的信号调节(signal conditioning)。

已知可以通过配备连接在电流接口必需的2根导线间的隔直电容 器的方式补偿这样的非期望电压波动。然而，这样做的缺点是，由于 同传感电阻器相结合的隔直电容器表现出低通滤波器的特性，因此电 流接口的响应时间将显著下降。因此，高精度测量的电流接口不适于 需要提供快速变化的输出电流的应用。

发明内容

可能需要提供一种既能实现高精度的信号调节又能支持快速响 应的电流接口。

上述需求可以通过根据独立权利要求的客体得到满足。从属权利 要求描述了本发明的具有优势的实施例。

1#根据本发明的一方案，提供了一种用于提供受传感器输入信号 控制的输出电流信号的电流接口。所提供的电流接口包括：(a)第一 管脚，适于与供电电压连接；(b)第二管脚，适于提供输出电流信号； (c)电流源，连接在第一管脚与第二管脚之间；(d)附加管脚，适于 通过隔直电容器与两管脚之一相连接；以及(e)去耦设备，连接在附 加管脚与两管脚中的另一管脚之间。

本发明的这一方案所基于的构思是：使隔直电容器同电流源至少 部分分离或至少部分地去除隔直电容器同电流源间的耦合。因此，进 行这样的分离，从而使得电流接口160、170在只使用2条同所述两个管 脚相连接的供电线路的情况下仍能正常运行。

换言之，去耦设备适于将出现在第一和第二管脚中另一管脚上的 电压信号至少部分地同出现在附加管脚处的电压信号分离或至少部分 地去除两者之间的耦合。因此，利用隔直电容器可以使出现在附加管 脚上的电压信号保持稳定，而输出电流信号不受典型低通特性的限制。

这意味着，一方面，为电源配备隔直电容器具有，阻隔(block) 两条供电线路之一上的电压峰值，使其无法影响到电流接口敏感部分 的优点。另一方面，低通滤波器不会影响输出电流信号，使得可以利 用输出电流安培值的突变，对从所配备的电流源发出的信号进行数据 评估。

优选地，隔直电容器是外部隔直电容器。这种配置的优点在于， 当在容纳于单个芯片外壳中一个或多个集成电路的内部实现电流接口 时，可以针对于电流接口的具体应用最优化隔直电容器的电容。电容 的典型值约为1至1000nF，优选为10至500nF。这样的隔直电容器能够 可靠地保护电流接口的敏感元件使其免受发生在管脚处的静电 (electro static)放电或其它电压波动事件的影响。

2#根据本发明的一实施例，电流接口还包括：信号调节单元，同 电流源相耦合，以便向电流源提供控制信号。这种配置的优点在于， 可以在紧凑设计(compact design)内实现传感器接口。

3#，根据本发明的另一实施例，信号调节单元适于向电流源提供 数字控制信号。这种配置的优点在于，提供了支持实现精确可靠的信 号调节的数字电流接口。

4#根据本发明的另一实施例，信号调节单元的能量是由存在于第 一管脚和附加管脚之间的供电电压提供的。这种配置的优点在于，信 号调节单元可以自动受到保护，不会受到出现在第一和/或第二管脚上 的电压峰值的影响。因此，可以使用高精度并且因而具有极高灵敏度 的信号调节单元，而不会增加引入由有害的电压波动所导致的信号调 节和信号传播中的误差或偏差(discrepancy)的风险。