[发明专利]Σ-Δ模数转换器

权利要求书

1.一种用于模数转换的系统，包括：

传感器的工作电极，其中，所述工作电极被配置为产生输入电流；

电流镜，耦合到所述工作电极，其中，所述电流镜被配置为产生与所述输入电流成镜像的镜像电流；

电压调节器，耦合到所述工作电极和电流镜，其中，所述电压调节器被配置为基于参比电压保持所述工作电极上的电压；

电流源，被配置为提供控制电流；

电容器，耦合到所述电流镜和电流源，其中，所述电容器被配置为响应于所述镜像电流和控制电流产生电容器电压；

比较器，耦合到所述电容器，其中，所述比较器被配置为基于所述电容器电压相对于比较电压的变化来输出波形；以及

计数器，耦合到所述比较器，其中，所述计数器被配置为检测从所述比较器输出的波形中的一个特征并基于在预定采样时段期间所述波形中的特征出现的次数提供数字输出，

其中，所述电流镜包括：

在电压供应源和所述工作电极之间的第一电流路径；

在所述电压供应源和所述电容器之间的第二电流路径；

在所述第一电流路径中串联的第一晶体管和第二晶体管；以及

在所述第二电流路径中串联的第三晶体管和第四晶体管，

其中，所述电压调节器包括差分放大器，所述差分放大器具有连接到所述参比电压的反相输入、连接到所述工作电极的非反相输入和连接到第一晶体管的栅极和第三晶体管的栅极的输出。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电流源耦合到所述比较器并且被配置为基于从所述比较器输出的所述波形来提供所述控制电流。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述电流源被配置为基于从所述比较器输出的所述波形以一占空比使所述控制电流在第一电流电平和第二电流电平之间交替。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述比较器被配置为输出在第一电压电平和第二电压电平之间的所述波形，使得在所述电容器电压增加到高于所述比较电压的电平时所述波形从所述第一电压电平转变到所述第二电压电平而在所述电容器电压减小到低于所述比较电压的电平时从所述第二电压电平转变到所述第一电压电平。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述比较电压等于所述参比电压。

6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述电流源被配置为在所述波形在所述第一电压电平时提供在所述第一电流电平的控制电流并在所述波形在所述第二电压电平时提供在所述第二电流电平的控制电流。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，在所述第一电流电平的控制电流足以允许所述电容器充电从而所述电容器电压以与所述镜像电流相关的速率增加，并且其中，在所述第二电流电平的控制电流足以使得所述电容器放电从而所述电容器电压减小。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述电流源包括数模转换器。

9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述特征是在所述波形中的从所述第一电压电平到所述第二电压电平的转变。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预定采样时段在0.01秒到1.0秒之间。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器是电化学传感器或分析物生物传感器。