本專(zhuān)利申請(qǐng)要求以下各優(yōu)先權(quán)的權(quán)益：(1)于2015年11月30日提交的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?01510860302.0；和(2)于2015年12月15日提交的PCT專(zhuān)利申請(qǐng)PCT/CN2015/097399，其又要求于2015年11月30日提交的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第201510860302.0號(hào)的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電磁流量傳感器。

背景技術(shù)：

電磁流量傳感器可用于檢測(cè)通過(guò)導(dǎo)管的流體流。恒定的激勵(lì)電流可以傳遞到線圈，線圈可以在管道中產(chǎn)生電磁場(chǎng)。響應(yīng)信號(hào)可以通過(guò)電磁流量傳感器的感測(cè)電極來(lái)檢測(cè)。響應(yīng)信號(hào)可以包括關(guān)于流體流的信息。傳感器接口電路可以用于提供控制信號(hào)以產(chǎn)生線圈激勵(lì)電流并提供響應(yīng)信號(hào)的信號(hào)處理。例如，美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,693,486包括磁感應(yīng)流量計(jì)接口電路的示例。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，要解決的問(wèn)題可以包括向電磁流量傳感器提供高性能，低成本，空間效率的接口電路。本主題可以幫助提供對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解決方案，例如，諸如通過(guò)提供從電磁流量傳感器到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路的DC耦合信號(hào)路徑，其不需要AC耦合電容器，這需要空間，以及其不匹配可以降低性能。描述了具有差分和偽差分信號(hào)路徑的示例。描述了提供DC偏移或低頻噪聲補(bǔ)償或消除的示例，其可以幫助補(bǔ)償可能出現(xiàn)在電磁流量傳感器的感測(cè)電極或信號(hào)處理電路中的其它地方的DC偏移。描述了高輸入阻抗示例。描述了線圈勵(lì)磁電路，諸如可以包括電隔離而不需要光學(xué)部件，諸如通過(guò)在信號(hào)輸入和信號(hào)輸出之間提供片上電感隔離。開(kāi)關(guān)模式電源可以用于主動(dòng)地管理H橋的偏置電壓，例如以便在選擇時(shí)間段期間升高由H橋提供給傳感器線圈的電流，諸如在線圈的相移時(shí)間段期間，這可以幫助減少或最小化在該時(shí)間段期間的瞬態(tài)噪聲。

該概述旨在提供本專(zhuān)利申請(qǐng)的主題的概述。其并不旨在提供本發(fā)明的排他性或窮盡性解釋。包括詳細(xì)描述以提供關(guān)于本專(zhuān)利申請(qǐng)的進(jìn)一步信息。

附圖說(shuō)明

在不一定按比例繪制的附圖中，相同的附圖標(biāo)記可以在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相同數(shù)字可表示類(lèi)似組件的不同實(shí)例。附圖通過(guò)示例而非限制的方式總體示出了本文獻(xiàn)中討論的各種實(shí)施例。

圖1示出了例如用于感測(cè)流體流的電磁流量傳感器系統(tǒng)的示例。

圖2示出了傳感器接口電路的示例，例如可以從電磁流量傳感器接收的響應(yīng)信號(hào)提供DC耦合的差分信號(hào)處理。

圖3示出了類(lèi)似于圖2的傳感器接口電路的示例，但使用另一種版本的單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。

圖4示出了傳感器接口電路的示例，例如可以包括高輸入阻抗緩沖放大器和集成差分放大器。

圖5示出了可以提供偽差分信號(hào)路徑的傳感器接口電路的示例。

圖6示出了可以提供DC或低頻偏移補(bǔ)償或消除的傳感器接口電路的示例。

圖7示出了傳感器激勵(lì)電路的示例的一部分和電磁流量傳感器的示例。

具體實(shí)施方式

圖1示出了例如用于感測(cè)流體流的電磁流量傳感器系統(tǒng)100的示例。操作電磁流量傳感器系統(tǒng)100可以包括使用電磁流量傳感器102，處理結(jié)果信號(hào)以及控制電磁傳感器的激勵(lì)。在圖1中，電磁流量傳感器102可以包括用于產(chǎn)生電磁(EM)場(chǎng)的感應(yīng)線圈，諸如其中將感測(cè)流體流的導(dǎo)管中的EM場(chǎng)。電磁流量傳感器102可以包括感測(cè)電極，例如用于響應(yīng)于所生成的電磁場(chǎng)來(lái)檢測(cè)響應(yīng)信號(hào)，感測(cè)電極可以包括關(guān)于感測(cè)的流體流的信息。傳感器接口電路104可以接收響應(yīng)信號(hào)，調(diào)節(jié)響應(yīng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為可以包括關(guān)于感測(cè)的流體流的信息的數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)106可以接收數(shù)字信號(hào)，并且可以在數(shù)字域中執(zhí)行濾波或其他信號(hào)調(diào)節(jié)或處理。所得到的流體流量信息可以提供給輸出顯示器108或其它電路，諸如用于流體流量閥或用于控制流體流量的其他部件的反饋布置中。微處理器或其它控制器電路110可以與傳感器接口電路104和DSP 106中的一個(gè)或兩個(gè)通信?？刂破?10還可以與傳感器激勵(lì)電路112通信，諸如用于控制提供給電磁線圈的驅(qū)動(dòng)電流電磁流量傳感器102。

圖2示出了傳感器接口電路104的示例，諸如可以為從電磁流量傳感器102接收的響應(yīng)信號(hào)提供DC耦合的差分信號(hào)處理。如圖2所示，傳感器接口電路204可以包括第一和第二輸入端205A，205B，諸如可以電連接到電磁流量傳感器102的傳感器電極。無(wú)源或其他射頻干擾(RFI)衰減濾波器電路208電連接到第一和第二輸入205A-B，以便接收來(lái)自電磁流量傳感器102的響應(yīng)信號(hào)，并且在諸如其中流體流動(dòng)的環(huán)境正被感測(cè)的環(huán)境中衰減可能存在的RF或其他電磁干擾信號(hào)。在一個(gè)示例中，RFI衰減濾波器電路208可以包括串聯(lián)在相應(yīng)的第一和第二輸入205A-B和相應(yīng)的第一和第二RFI衰減濾波器電路輸出212A-B之間的相應(yīng)電阻器210A-B(例如，47千歐)。相應(yīng)的電容器214A-B(例如，100pF)可以位于相應(yīng)的第一和第二輸入205A-B與參考或接地節(jié)點(diǎn)之間。相應(yīng)的電容器216A-B(例如，10pF)可以位于相應(yīng)的第一和第二RFI衰減濾波器電路輸出212A-B和參考或接地節(jié)點(diǎn)之間。相應(yīng)的電容器218A-B(例如，100pF)可以分別位于相應(yīng)的第一和第二RFI衰減濾波器電路輸出212A-B和中間節(jié)點(diǎn)之間，電容器219(例如，100pF)可以從該中間節(jié)點(diǎn)延伸到參考接地節(jié)點(diǎn)。

儀器放大器電路220可以諸如通過(guò)RFI衰減濾波器電路208電耦合到第一和第二輸入205A-B，例如通過(guò)將RFI衰減濾波器電路輸出212A-B電連接到儀器的相應(yīng)信號(hào)輸入放大器電路220。在示例中，儀器放大器電路220可以包括AD8220ARMZ儀器放大器電路，例如來(lái)自Norwood，MA，USA的模擬設(shè)備公司，并且可以配置有在5和10之間的信號(hào)增益，諸如增益為5。

單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路222可以包括信號(hào)輸入223，其可以被電連接以接收儀表放大器電路220的單端輸出信號(hào)，并且將接收的單端信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分輸出信號(hào)。在一個(gè)示例中，單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路222可以包括運(yùn)算放大器224，諸如模擬設(shè)備公司的OP07DRZ運(yùn)算放大器電路。單端至差分轉(zhuǎn)換電路222的信號(hào)輸入223可以電連接至單端至差分轉(zhuǎn)換電路222的第一輸出225A，其還可以包括第二輸出225B。運(yùn)算放大器224的反相信號(hào)輸入可以諸如經(jīng)由電阻器226A(例如，5K歐姆)連接到信號(hào)輸入223，并且諸如經(jīng)由電阻器226B(例如，5K歐姆)連接到第二輸出225B。運(yùn)算放大器224的輸出可以連接到第二輸出225B。運(yùn)算放大器224的非反相輸入可以連接到穩(wěn)定的參考電壓(例如，2.5V)，諸如在固定或可調(diào)整的偏置電壓處，諸如可以在單端到差分轉(zhuǎn)換電路222的信號(hào)輸出范圍的中間。

RFI衰減濾波器電路228可以包括可以分別耦合到單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路222的輸出225A-B的差分信號(hào)輸入229A-B。RFI濾波器衰減電路228可以包括差分信號(hào)輸出230A-B。RFI濾波器衰減電路228可以包括分別位于相應(yīng)的信號(hào)輸入端229A-B和相應(yīng)的信號(hào)輸出端225A-B之間的電阻器232A-B(例如，100歐姆)。電容器233A-B(例如，270pF)可分別位于信號(hào)輸出230A-B與參考或接地節(jié)點(diǎn)之間。電容器234(例如，680pF)可以位于信號(hào)輸出230A-B之間。

模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路236可包括差分信號(hào)輸入，其可以電耦合到單端到差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路222的信號(hào)輸出225A-B，諸如通過(guò)RFI衰減電路228，諸如經(jīng)由其信號(hào)輸出230A-B。在一個(gè)示例中，ADC電路236可以包括24位Σ-ΔADC，諸如以每秒31千樣本或更快的速度操作。ADC電路236的示例可以包括模擬設(shè)備公司的AD7172-2，AD7173-8，AD7175-2ADC電路。ADC電路236的參考電壓輸出可用于在單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路222的運(yùn)算放大器224的非反相輸入處提供穩(wěn)定的偏置電壓。

來(lái)自ADC電路236的數(shù)字輸出信號(hào)可以被提供給數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)電路106，諸如用于數(shù)字地執(zhí)行包括流信息的信號(hào)的進(jìn)一步的信號(hào)調(diào)節(jié)。在示例中，DSP電路106可以包括ADI公司的ADSP-BF504F，例如可以在400MHz工作，并且可以例如使用矩形窗口FIR濾波器的帶通濾波數(shù)字地執(zhí)行FIR濾波。在一個(gè)示例中，F(xiàn)IR濾波器可以包括1875抽頭并且可以具有在0.1Hz和10Hz之間的頻率的通帶。FIR濾波器可以幫助減少或消除通帶頻率之外的寬帶或其他噪聲。DSP電路106還可以被配置為例如通過(guò)從30KHz至6.25Hz的頻率下采樣來(lái)抽取從ADC 236接收的信號(hào)。

圖2的傳感器接口電路204可以是DC耦合的，在信號(hào)流路中不需要任何交流耦合電容器。這可以提供優(yōu)于其他電磁流量傳感器信號(hào)處理方法的某些優(yōu)點(diǎn)，例如使用模擬同步解調(diào)或可需要AC耦合的過(guò)采樣的方法。在某些示例中，圖2的傳感器接口電路204可以實(shí)施具有比模擬同步解調(diào)方法更少的組件，減少的空間，更低的成本，更低的功率或更好的線性度中的一個(gè)或多個(gè)。此外，與過(guò)采樣方法相比，圖2的傳感器接口電路204可以提供比需要通常表現(xiàn)出失配的AC耦合電容器的方法更好的共模抑制比(CMRR)。AC耦合還可以在正和負(fù)傳感器激勵(lì)相位之間引入相移，這可以使用圖2的傳感器接口電路204減少或避免。此外，在某些其它方法中使用的某些電阻器可向系統(tǒng)引入相當(dāng)大的熱噪聲，這可能不利地影響信噪比(SNR)，這可以使用圖2的傳感器接口電路204來(lái)減少或避免。

圖3示出了類(lèi)似于圖2所示的傳感器接口電路104的示例，但使用另一種版本的單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。如圖3所示，單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路322可以包括信號(hào)輸入223，其可以電連接以接收儀表放大器電路220的單端輸出信號(hào)，并且可以被配置為將接收的單端結(jié)束信號(hào)轉(zhuǎn)換為可在節(jié)點(diǎn)225A-B處提供的差分輸出信號(hào)。在一個(gè)示例中，單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路322可以包括集成差分放大器323，諸如模擬設(shè)備公司的AD8276，其可以包括運(yùn)算放大器324和電阻器326，它們一起集成在相同的集成電路芯片。除此之外，這可以允許集成電阻器被激光修整或以其它方式精確地彼此匹配。電阻器326A-B可以在輸入223和輸出225B之間彼此串聯(lián)連接，其中在電阻器326A-B之間的節(jié)點(diǎn)連接到運(yùn)算放大器324的反相信號(hào)輸入。電阻器326C-D可以連接彼此串聯(lián)在電源電壓節(jié)點(diǎn)(例如，5V)與參考或接地節(jié)點(diǎn)之間，其中電阻器326C-D之間的中間節(jié)點(diǎn)連接到運(yùn)算放大器324的非反相信號(hào)輸入，以便向運(yùn)算放大器324的非反相輸入端提供穩(wěn)定的偏置電壓(例如，2.5V)，例如可以位于稍后位于信號(hào)流路徑中的ADC電路236的輸入電壓范圍的中間或其附近的電壓。精確匹配的集成電阻器326A-D可以提供比不匹配的分立電阻器更好的CMRR。

圖4示出了諸如傳感器接口電路404的傳感器接口電路104的示例。相應(yīng)的緩沖放大器406A-B可以分別包括非反相輸入，其可以從電磁流量傳感器耦合到第一和第二輸入205A-B。緩沖放大器406A-B可以包括ADI4610-2運(yùn)算放大器電路或具有結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)或其它場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)輸入的其他運(yùn)算放大器電路，例如可以向電磁流量傳感器102呈現(xiàn)高柵極端子輸入阻抗(例如，1013歐姆)。緩沖放大器406A-B的反相輸入可以分別耦合到緩沖放大器406A-B的相應(yīng)輸出，以便配置緩沖放大器506A-B變?yōu)榈?例如，單位)增益，高帶寬放大配置。

各個(gè)緩沖放大器406A-B的相應(yīng)輸出可以分別耦合到集成差分放大器408。集成差分放大器408可以包括ADI公司的AD8270集成差分放大器，其可以包括兩個(gè)運(yùn)算放大器，其中相應(yīng)的反相輸入被配置以從緩沖放大器406A-B的輸出接收輸入信號(hào)。集成差分放大器408還可以包括激光調(diào)整或其他匹配的集成電阻器，以建立運(yùn)算放大器的輸入和反饋電阻，例如設(shè)置期望的閉環(huán)增益(例如，增益為4)。集成差分放大器408的運(yùn)算放大器的非反相輸入可以例如經(jīng)由集成電阻器電耦合到穩(wěn)定偏置電壓(例如，2.5V)，例如可以在輸入范圍的中間ADC電路236，后者出現(xiàn)在傳感器接口電路404的信號(hào)流路中。集成差分放大器408的差分信號(hào)輸出410A-B可以耦合到ADC電路236的差分輸入，例如通過(guò)RFI衰減濾波器電路傳感器接口電路404可以提供DC耦合-其不需要在信號(hào)流路徑中的任何AC耦合電容器和差分信號(hào)。它還可以提供極高的輸入阻抗，這可以幫助避免加載電磁流量傳感器102，這可以進(jìn)一步提高SNR。

圖5示出了諸如傳感器接口電路504的傳感器接口電路104的示例。在這個(gè)或其他示例中，儀表放大器220的信號(hào)輸入可以耦合到來(lái)自電磁流量傳感器102的信號(hào)輸入205A-B，直接地或經(jīng)由RFI衰減電路208(未示出)。在該示例中，不需要包括單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路222,322。儀器放大器220的參考電壓輸入可以連接到穩(wěn)定的參考電壓(例如，2.5V)，穩(wěn)定的參考電壓可以連接到ADC電路236的參考電壓輸出，其可以提供在或接近ADC電路236的信號(hào)輸入電壓范圍的中間。來(lái)自?xún)x器放大器220的223處的單端輸出電壓可以例如通過(guò)RFI衰減電路228耦合到ADC電路236的非反相信號(hào)輸入。儀表放大器220的參考電壓輸入也可以連接到RFI衰減電路228的輸入229B。傳感器接口電路504可以提供DC耦合信號(hào)路徑(例如，不需要AC耦合電容器，例如上面解釋的)，具有到ADC電路236的偽差分信號(hào)。

圖6示出了可以提供DC或低頻偏移補(bǔ)償或消除的傳感器接口電路104(例如，傳感器接口電路604)的示例，例如以補(bǔ)償或消除有時(shí)可能出現(xiàn)在在電磁流量傳感器102的制造時(shí)或之后使用電磁流量傳感器102的DC偏移的影響。由ADC電路236或DSP電路106輸出的經(jīng)調(diào)節(jié)的傳感器信號(hào)提供給微處理器610或其它控制器電路(諸如控制器電路110)，其可使用數(shù)字低通濾波或其它信號(hào)處理技術(shù)來(lái)確定經(jīng)調(diào)節(jié)的傳感器信號(hào)的DC偏移分量。該DC偏移信息可以用于提供有源偏置信號(hào)的反饋信號(hào)輸入，該有源偏置信號(hào)可以減小或以其他方式補(bǔ)償這種DC偏移的影響。在一個(gè)示例中，微處理器610可以使用反饋信號(hào)輸入DC偏移信息來(lái)控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路612，其可以被配置為產(chǎn)生基于反饋輸入的結(jié)果DAC模擬輸出信號(hào)關(guān)于DC偏移的信息。可選地，例如通過(guò)可選地使用低通濾波器613對(duì)所得到的模擬信號(hào)進(jìn)行濾波，以便衰減來(lái)自DAC電路612的輸出的噪聲。在示例中，低通濾波器613可以包括二階無(wú)源RC濾波器，例如如同截止頻率小于或等于1赫茲。所得到的可選地低通濾波的模擬信號(hào)可以可選地例如通過(guò)運(yùn)算放大器614被緩沖，以便向儀器放大器220的參考電壓輸入提供穩(wěn)定但可變的參考電壓偏置信號(hào)。以這種方式，參考電壓可以使用關(guān)于在ADC電路236或DSP電路106處存在的DC偏移信號(hào)的幅度的反饋信息來(lái)主動(dòng)地管理儀表放大器220的輸入，以便一般隨時(shí)間減小或否定DC偏移信號(hào)。如圖6的示例中所示的，該DC或低頻偏移消除(例如圖1的示例中所示)可類(lèi)似地應(yīng)用于本文所示和所述的其它示例，諸如圖2、3和5所示的傳感器接口電路104的示例，以便使用關(guān)于DC偏移電壓的反饋信息來(lái)主動(dòng)地管理(例如，儀器放大器220的)參考電壓。

對(duì)于本文所述的傳感器接口電路104的示例，使用超低噪聲ADC電路236(諸如模擬設(shè)備公司的AD7172-2，AD7173-8或AD7175-2)可以允許前端放大(例如，在ADC電路236之前的信號(hào)流路中)使用小于10的模擬增益。在一個(gè)示例中，當(dāng)數(shù)據(jù)速率被抽取到6.25Hz，以便匹配電磁流量傳感器102的激勵(lì)頻率時(shí)，ADC噪聲預(yù)計(jì)小于1微伏的峰-峰值。當(dāng)通過(guò)前端增益10引入輸入時(shí)，ADC噪聲會(huì)變得可忽略，其中前端電路的1/f噪聲預(yù)計(jì)小于0.94微伏峰峰值。即使當(dāng)前端電路增益降低到5,2或甚至1時(shí)，輸入放大器1/f噪聲預(yù)期會(huì)限制噪聲性能，而不是ADC。圖4所示的FET緩沖方法可以提供更低的1/f噪聲，這可以允許前端電路增益低至4。

此外，ADC電路236的快速采樣速度可以使得可以在電磁流量傳感器102的一個(gè)激勵(lì)周期期間獲得數(shù)千個(gè)樣本，其中電磁流量傳感器的激勵(lì)周期可以是功率-行周期。這可以減少與電磁流量感測(cè)的線路功率干擾。此外，可獲得的大量樣本可以允許更高階的數(shù)字濾波器(例如，1875抽頭FIR濾波器)，其可以幫助提供急劇的滾降和優(yōu)異的噪聲抑制。

圖7示出了傳感器激勵(lì)電路112的示例的一部分和電磁流量傳感器102的示例的部分。傳感器激勵(lì)電路112可以包括H橋電路702，例如以驅(qū)動(dòng)電磁流量傳感器102中的線圈，諸如以便在測(cè)量流體流的導(dǎo)管中產(chǎn)生電磁場(chǎng)，例如可以包括使用電磁流量傳感器102的傳感器電極的感測(cè).H橋電路702可以被配置為在電磁流中驅(qū)動(dòng)線圈傳感器102，其具有指定的電流，例如可以通過(guò)電流源在H橋電路702中產(chǎn)生，該電流源可以由電阻器704提供，例如可以位于場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FETs)的公共源極節(jié)點(diǎn)706)或位于H橋電路702的相對(duì)側(cè)上的其它晶體管707C-D和參考節(jié)點(diǎn)或接地節(jié)點(diǎn)。公共源極節(jié)點(diǎn)706可以通過(guò)開(kāi)關(guān)模式電源電路708在期望的電壓下，例如在適當(dāng)?shù)碾妷合卤恢鲃?dòng)偏置，以經(jīng)由H橋的晶體管707A-D向電磁流量傳感器102中的線圈提供電流，在一個(gè)示例中，這種有源偏置可以包括在晶體管707A-D中的各個(gè)晶體管正在被切換時(shí)的相移時(shí)間段期間將由H橋電路702提供的電流升壓到電磁流量傳感器102中的線圈，例如通過(guò)能夠克服在這種切換期間產(chǎn)生的電感電動(dòng)勢(shì)(emf)的量。在示例中，開(kāi)關(guān)模式電源電路708可以包括ADI公司ADP2441，以生成在節(jié)點(diǎn)706處提供的主動(dòng)偏置電壓，以產(chǎn)生電流，包括在升壓電流時(shí)間段期間。

用于驅(qū)動(dòng)晶體管707A-D的控制輸入的脈沖寬度調(diào)制(PWM)或其它控制信號(hào)可以由控制器電路110產(chǎn)生，并發(fā)送到H橋電路702，例如經(jīng)由不需要光學(xué)隔離的電氣隔離電路。例如，可以使用數(shù)字隔離器電路來(lái)提供變壓器隔離，諸如ADI公司的ADUM7440，其包括集成在集成電路芯片上的片上空芯變壓器，例如可以提供在從控制器電路110接收的輸入信號(hào)和提供給H橋電路702的輸出信號(hào)之間的電氣隔離。

在電磁流量傳感器102的線圈切換期間，可以使用電流增強(qiáng)控制電路710提高傳送到電磁流量傳感器102的電流，電流增強(qiáng)控制電路710可以包括ADI公司的ADG849和ADR5040以及ADI公司的AD8541以向開(kāi)關(guān)模式電源電路708提供輸出信號(hào)緩沖。電流升壓控制電路710的控制信號(hào)可以由控制器電路110通過(guò)不需要光學(xué)隔離的電隔離電路提供。在一個(gè)示例中，可以使用數(shù)字隔離器電路來(lái)提供變壓器隔離，例如ADI公司ADuM7240，其包括集成在集成電路芯片上的片上空芯變壓器，例如可以提供在從控制器電路110接收的輸入信號(hào)和提供給電流升壓控制電路710的輸出信號(hào)之間的電隔離。

控制器電路110可以例如通過(guò)由ADuM7240提供的電隔離向電流增強(qiáng)控制電路710提供脈沖寬度調(diào)制信號(hào)(PWM)，例如可以在開(kāi)關(guān)(例如單極雙擲開(kāi)關(guān))處接收脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，諸如模擬設(shè)備公司的ADG849。PWM信號(hào)可用于調(diào)制參考電壓信號(hào)，例如可以由精密電壓參考電路(諸如，ADI公司的ADR5040)提供。

在由合適放大器(諸如，ADI公司的AD8541)緩沖之后，在電流升壓控制電路710中產(chǎn)生的調(diào)制的參考電壓信號(hào)可以被濾波，諸如使用二階無(wú)源RC低通濾波器，并用于調(diào)諧出現(xiàn)在ADP2441開(kāi)關(guān)模式電源電路的SS/TRK輸入處的可變電壓。在相變時(shí)間段期間，由AD8541緩沖放大器輸出到ADP2441開(kāi)關(guān)模式電源電路708的SS/TRK輸入的較高基準(zhǔn)電壓導(dǎo)致較高的激勵(lì)電流被提供給電磁流量傳感器的線圈。

通過(guò)ADuM7240的BOOST CONTROL可用于使能在相轉(zhuǎn)換期間施加到AD8541同相輸入的升壓電壓。經(jīng)由ADuM7240提供的升壓控制信號(hào)可以用于禁用升壓電壓(例如，在除電磁流量傳感器102的線圈的切換期間之外的時(shí)段期間)。這可以用于例如在穩(wěn)定(非轉(zhuǎn)換)相位周期中將由PWM通過(guò)ADuM7240從控制器電路110調(diào)制的較低電壓施加到AD8541的非反相輸入。圖7所示的傳感器信號(hào)激勵(lì)電路112可以有利地與使用線性穩(wěn)壓線圈驅(qū)動(dòng)器激勵(lì)電流發(fā)生器電路的方法比較，例如通過(guò)減少電流和較小的空間，同時(shí)例如通過(guò)在激勵(lì)線圈的相移期間提供的升壓電流來(lái)減少或最小化瞬態(tài)噪聲。

各種注釋&例子

示例1可以包括或使用主題(諸如，用于執(zhí)行動(dòng)作的裝置，方法，裝置或包括指令的設(shè)備可讀介質(zhì)，當(dāng)由設(shè)備執(zhí)行時(shí)，可以使設(shè)備執(zhí)行動(dòng)作)，諸如可以包括用于處理電磁流量傳感器信號(hào)的裝置。該裝置可以包括第一和第二輸入。第一和第二輸入可以被配置為分別耦合到第一和第二電磁流量傳感器電極。第一和第二放大器可以被配置為分別耦合到第一和第二輸入。第一和第二放大器可以分別布置在單位增益電壓跟隨器配置中。差分放大器電路可以被耦合以接收來(lái)自第一和第二放大器的相應(yīng)輸出信號(hào)，并且輸出來(lái)自第一和第二放大器的輸出信號(hào)之間的放大差。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路可以被耦合以從差分放大器接收放大的差分，并且將放大的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。通過(guò)第一和第二放大器并通過(guò)差分放大器從第一和第二輸入向ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。

示例2可以包括或可以可選地與示例1的主題組合，以可選地包括通過(guò)第一和第二放大器以及通過(guò)差分放大器，從第一和第二輸入向ADC提供dc耦合的差分信號(hào)路徑。

示例3可以包括或可以可選地與示例1-2的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括在dc耦合信號(hào)路徑中沒(méi)有任何AC耦合電容器的情況下提供dc耦合的信號(hào)路徑。

示例4可以包括或可以可選地與示例1-3的一個(gè)或任何組合的主題結(jié)合，以可選地包括第一和第二放大器，第一和第二放大器包括通過(guò)第一和第二輸入端具有直接連接到第一和第二晶體管的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的第一和第二流量傳感器電極。

示例5可以包括或可以可選地與示例1-4的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括在差分放大器和ADC之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路。

示例6可以包括或可以可選地與示例1-5的一個(gè)或任何組合的主題相組合，以可選地包括差分放大器，該差分放大器包括在同一集成電路上包括，第一和第二運(yùn)算放大器的集成差分放大器；以及調(diào)整電阻器，其被設(shè)置為設(shè)置所述運(yùn)算放大器的相應(yīng)增益并且提供通過(guò)所述差分放大器的dc耦合差分信號(hào)路徑。

示例7可以包括或可以可選地與示例1-6的一個(gè)或任何組合的主題組合，以可選地包括耦合到ADC以接收數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)電路，其中數(shù)字信號(hào)包括電磁流量傳感器信息。DSP電路可以包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)帶通數(shù)字濾波器電路以調(diào)節(jié)電磁流量傳感器信息。

示例8可以包括或可以可選地與示例1-7的一個(gè)或任何組合的主題組合，以可選地包括DC偏移補(bǔ)償偏置電路。DC偏移補(bǔ)償偏置電路可以包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，例如可以包括被配置為接收指示數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息的輸入，并且產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)響應(yīng)；以及偏置電路，例如可以被配置為在可以減少或以其他方式補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的反饋裝置中將模擬偏置反饋信號(hào)耦合到差分放大器的偏置電壓輸入。

示例9可以包括或可以可選地與示例1-8的一個(gè)或任何組合的主題結(jié)合，以可選地包括用于處理電磁流量傳感器信號(hào)的裝置，該裝置包括：第一和第二輸入，其可以被配置分別直接連接到第一和第二電磁流量傳感器電極；第一和第二放大器，其可以包括可以被配置為分別經(jīng)由第一和第二輸入直接連接到第一和第二電磁流量傳感器電極的結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)輸入，第一和第二放大器可以分別布置在單位增益電壓跟隨器配置中；差分放大器電路，其可以被耦合以接收來(lái)自第一和第二放大器的相應(yīng)輸出信號(hào)，并且輸出來(lái)自第一和第二放大器的輸出信號(hào)之間的放大差；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路，其可以被耦合以從差分放大器接收放大的差分，并且將放大的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且其中dc耦合的差分信號(hào)路徑可以是沒(méi)有任何AC耦合電容器，通過(guò)第一和第二放大器以及通過(guò)差分放大器，從第一和第二輸入向ADC；以及在所述差分放大器和所述ADC之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路，其中所述差分放大器可以包括在同一集成電路上，包括：第一和第二運(yùn)算放大器的集成差分放大器；以及微調(diào)電阻器，其被設(shè)置為設(shè)置所述運(yùn)算放大器的相應(yīng)增益并且提供通過(guò)所述差分放大器的直流耦合差分信號(hào)路徑；耦合到所述ADC以接收所述數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)電路，其中所述數(shù)字信號(hào)包括電磁流量傳感器信息，所述DSP電路包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)帶通數(shù)字濾波器電路以調(diào)節(jié)所述電磁流量傳感器信息；以及DC偏移補(bǔ)償偏置電路，包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，包括被配置為接收指示所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息并產(chǎn)生對(duì)其的響應(yīng)的模擬偏移反饋信號(hào)的輸入端；以及偏置電路，其可以被配置為在減小或以其他方式補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的反饋裝置中將模擬偏移反饋信號(hào)耦合到差分放大器的偏置電壓輸入。

示例10可以包括或可以可選地與示例1-9中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括處理電磁流量傳感器信號(hào)的方法。該方法可以包括：從相應(yīng)的第一和第二電磁流量傳感器電極接收第一和第二輸入信號(hào)；使用分別布置在單位增益電壓跟隨器配置中的第一和第二放大器分別緩沖所述第一和第二輸入信號(hào)，以提供相應(yīng)的第一和第二緩沖輸入信號(hào)；使用放大器電路放大所述第一和第二緩沖輸入信號(hào)之間的差，以分別提供緩沖和放大的第一和第二輸入信號(hào)；將所述緩沖和放大的第一和第二輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；并且其中所述接收，緩沖，放大和轉(zhuǎn)換包括通過(guò)所述第一和第二放大器并且通過(guò)所述差分放大器向所述ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。

示例11可以包括或可以可選地與示例1-10中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括接收，緩沖，放大和轉(zhuǎn)換，包括通過(guò)第一和第二放大器和差分放大器向ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。

示例12可以包括或可以可選地與示例1-11中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括來(lái)自相應(yīng)的第一和第二電磁流量傳感器電極的接收第一和第二輸入信號(hào)，包括在FET柵極直接接收第一和第二輸入信號(hào)。

示例13可以包括或可以可選地與示例1-12的一個(gè)或任何組合的主題組合，以可選地包括在放大差分和轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之間的信號(hào)路徑位置處衰減射頻干擾(RFI)。

示例14可以包括或可以可選地與示例1-13的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括使用有限脈沖響應(yīng)(FIR)帶通數(shù)字濾波器電路對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字帶通濾波，以調(diào)節(jié)電磁流傳感器信息。

示例15可以包括或可以可選地與示例1-14中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括補(bǔ)償?shù)谝缓偷诙姌O處的DC偏移，包括：提取數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量；以及使用關(guān)于所述數(shù)字信號(hào)的所述DC偏移分量的信息來(lái)偏置提供給差分放大器電路的參考電壓。

示例16可以包括或可以可選地與示例1-15中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括用于處理電磁流量傳感器信號(hào)的裝置，該裝置包括：第一和第二輸入，其可以被配置以分別耦合到第一和第二電磁流量傳感器電極；儀器放大器電路，其可以被配置為耦合到所述第一和第二輸入，所述儀器放大器電路被配置為提供包括電磁流量傳感器信息的單端儀器放大器輸出信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路，其可以被耦合以接收包括電磁流量傳感器信息的儀表放大器輸出信號(hào)，并且將包括電磁流量傳感器信息的儀表放大器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；并且其中從所述第一和第二輸入通過(guò)所述儀表放大器向所述ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。

示例17可以包括或可以可選地與示例1-16中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。單端到差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路可以包括可以耦合到儀器放大器電路的輸出以接收單端儀器放大器輸出信號(hào)的輸入。第一和第二輸出可以耦合到ADC的相應(yīng)的第一和第二輸入，以基于單端儀表放大器輸出信號(hào)向ADC提供差分信號(hào)。

示例18可以包括或可以可選地與示例1-17中的一個(gè)或任意組合的主題相組合，以可選地包括單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，其包括運(yùn)算放大器，包括第一和第二輸入以及輸出。第一和第二電阻器可以包括可以耦合在運(yùn)算放大器的輸出和運(yùn)算放大器的第一輸入之間的第一電阻器和可以耦合在運(yùn)算放大器的第一輸入與儀器的輸出之間的第二電阻器放大器電路，以接收單端儀表放大器信號(hào)。

示例19可以包括或可以可選地與示例1-18中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括DC偏移補(bǔ)償偏置電路。DC偏移補(bǔ)償偏置電路可以包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，其包括被配置為接收指示數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息的輸入，并且響應(yīng)于此產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)。偏置電路可以被配置為在減小或以其他方式補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的反饋布置中將模擬偏移反饋信號(hào)耦合到單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的偏置電壓輸入。

示例20可以包括或可以可選地與示例1-19中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，其包括集成差分放大器，其在同一集成電路上包括運(yùn)算放大器和集成電阻器。

示例21可以包括或可以可選地與示例1-20的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括第一和第二輸入的ADC，其中ADC的第一輸入可以耦合到儀器放大器電路以接收所述單端儀器放大器輸出信號(hào)，并且其中所述ADC的第二輸入可耦合到固定參考電壓以提供通過(guò)所述ADC的偽差分信號(hào)路徑。

示例22可以包括或可以可選地與示例1-21中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括在dc耦合的信號(hào)路徑中沒(méi)有任何AC耦合電容器的情況下提供dc耦合的信號(hào)路徑。

示例23可以包括或可以可選地與示例1-22中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括儀表放大器，該儀表放大器包括具有直接連接到第一和第二第一晶體管(FET)的相應(yīng)柵極輸入的場(chǎng)效應(yīng)晶體管以及經(jīng)由所述第一和第二輸入的第二流量傳感器電極。

示例24可以包括或可以可選地與示例1-23中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括在儀表放大器和ADC之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路。

示例25可以包括或可以可選地與示例1-24中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括在儀表放大器與第一和第二輸入之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路。

示例26可以包括或可以可選地與示例1-25中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括耦合到ADC以接收數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)電路，其中數(shù)字信號(hào)包括電磁流量傳感器信息，DSP電路可以包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)帶通數(shù)字濾波器電路以調(diào)節(jié)電磁流量傳感器信息。

示例27可以包括或可以可選地與示例1-26的一個(gè)或任意組合的主題組合以可選地包括DC偏移補(bǔ)償偏置電路，其可以包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，其可包括被配置為接收指示數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息并且響應(yīng)于其產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)的輸入端；以及偏置電路，其可以被配置為在減小或以其他方式補(bǔ)償數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的反饋布置中將模擬偏移反饋信號(hào)耦合到儀器放大器的偏置電壓輸入。

示例28可以包括或可以可選地與示例1-27中的一個(gè)或任何組合的主題組合，以可選地包括處理電磁流量傳感器信號(hào)的方法。該方法可以包括：從相應(yīng)的第一和第二電磁流量傳感器電極接收第一和第二輸入信號(hào)；使用儀表放大器電路放大所述第一和第二輸入信號(hào)之間的差，以提供單端放大信號(hào)；使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路來(lái)數(shù)字化，以基于所述單端放大信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)；并且其中所述接收和放大可以包括提供通過(guò)所述儀器放大器到所述ADC的dc耦合的信號(hào)路徑。

示例29可以包括或可以可選地與示例1-28中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括使用單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器電路將單端放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，并且其中所述數(shù)字化包括數(shù)字化所述差分信號(hào)。

示例30可以包括或可以可選地與示例1-29中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括提供通過(guò)ADC的偽差分信號(hào)路徑。

示例31可以包括或可以可選地與示例1-30中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括補(bǔ)償?shù)谝缓偷诙姶帕髁總鞲衅麟姌O處的直流偏移電壓，所述補(bǔ)償包括偏置至少一個(gè)電路，其使用基于關(guān)于所述第一和第二電磁流量傳感器電極處的直流偏移電壓的信息調(diào)整的參考電壓。

示例32可以包括或可以可選地與示例1-31中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括用于向具有勵(lì)磁線圈和第一和第二感測(cè)電極的電磁流量傳感器提供激勵(lì)電流的裝置。該裝置可以包括：H橋控制電路，其可以被配置為將控制信號(hào)傳遞到H橋的第一，第二，第三和第四晶體管的相應(yīng)輸入，以控制指定電流到勵(lì)磁線圈的傳遞通過(guò)H橋，H橋控制電路可以包括：第一集成隔離電路，包括片上電感變壓器，以將接收的輸入信號(hào)電隔離并電感耦合到H橋，用于控制至少一個(gè)所述H橋的第一，第二，第三和第四晶體管；開(kāi)關(guān)模式電源，其被配置為提供可調(diào)節(jié)參考電壓以產(chǎn)生由所述H橋傳遞到所述勵(lì)磁線圈的所述指定電流；以及電流提升控制電路，其耦合到所述開(kāi)關(guān)模式電源以在所述H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間增加所述可調(diào)節(jié)參考電壓，以補(bǔ)償所述激勵(lì)線圈的電感emf。

示例33可以包括或可以可選地與示例1-32中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括電流增強(qiáng)控制電路，該電流增強(qiáng)控制電路包括第二集成隔離電路，該第二集成隔離電路包括片上電感變壓器，將指示H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分的接收輸入信號(hào)電感耦合到開(kāi)關(guān)模式電源，以控制可調(diào)節(jié)參考電壓和在指定的H橋期間由H橋傳遞到勵(lì)磁線圈的指定電流部分的H橋的開(kāi)關(guān)周期。

示例34可以包括或可以可選地與示例1-33中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括具有勵(lì)磁線圈和第一和第二感測(cè)電極的電磁流量傳感器。

示例35可以包括或可以可選地與示例1-34中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括H橋，該H橋包括被配置為將指定電流遞送到第一，第二，第三和第四晶體管勵(lì)磁線圈的電磁流量傳感器。

示例36可以包括或可以可選地與示例1-35中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括電流升壓控制電路，該電流升壓控制電路包括參考電壓發(fā)生器電路，提供穩(wěn)定的參考電壓，調(diào)制(PWM)信號(hào)以產(chǎn)生PWM參考信號(hào)。

示例37可以包括或可以可選地與示例1-36中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括電流升壓控制電路，其包括低通濾波器電路，接收并低通濾波PWM參考信號(hào)，開(kāi)關(guān)模式電源的跟蹤輸入，用于在H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間控制由H橋傳送到勵(lì)磁線圈的可調(diào)節(jié)參考電壓和指定電流。

示例38可以包括或可以可選地與示例1-37中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括電流增強(qiáng)控制電路，該電流增強(qiáng)控制電路包括位于低通濾波器電路和開(kāi)關(guān)的跟蹤輸入之間的緩沖放大器電路模式電源。

示例39可以包括或可以可選地與示例1-38中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括提供電磁流量傳感器激勵(lì)信號(hào)的方法，該方法包括：將控制信號(hào)傳送到H橋的第一，第二，第三和第四晶體管，以控制由H橋向激勵(lì)線圈的指定電流的傳遞；使用片上電感變壓器將來(lái)自所述控制信號(hào)的輸入信號(hào)電隔離和電感耦合；使用開(kāi)關(guān)模式電源電路產(chǎn)生可調(diào)節(jié)參考電壓，以提供由所述H橋傳遞到所述勵(lì)磁線圈的所述指定電流；以及在所述H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間，通過(guò)所述H橋?qū)⑻峁┙o所述勵(lì)磁線圈的參考電壓和指定電流升壓，以補(bǔ)償所述勵(lì)磁線圈的電感emf。

示例40可以包括或可以可選地與示例1-339中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括使用片上電感變壓器來(lái)電隔離和電感耦合接收到的輸入信號(hào)，H橋的開(kāi)關(guān)周期到開(kāi)關(guān)模式電源，用于在H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間控制可調(diào)節(jié)參考電壓和由H橋輸送到勵(lì)磁線圈的指定電流。示例41可以包括或可以可選地與示例1-40中的一個(gè)或任意組合的主題結(jié)合，以可選地包括脈沖寬度調(diào)制參考電壓，以控制開(kāi)關(guān)模式電源的跟蹤輸入，用于控制可調(diào)節(jié)參考電壓，以及在H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間由H橋遞送到勵(lì)磁線圈的指定電流。

示例42可以包括或可以可選地與示例1-41中的一個(gè)或任意組合的主題組合，以可選地包括對(duì)脈沖寬度調(diào)制的參考電壓進(jìn)行低通濾波。

這些非限制性示例中的每一個(gè)可以獨(dú)立存在，或者可以以各種排列或組合與一個(gè)或多個(gè)其他示例組合。

上述詳細(xì)描述包括對(duì)形成詳細(xì)描述的一部分的附圖的參考。附圖通過(guò)說(shuō)明示出了可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。這些實(shí)施例在本文中也被稱(chēng)為“示例”。這些示例可以包括除了所示或所描述的元件之外的元件。然而，本發(fā)明人還考慮了其中僅提供所示或描述的那些元件的示例。此外，本發(fā)明人還考慮了使用關(guān)于特定示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)或相對(duì)于其他示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)示出或描述的那些元件(或其一個(gè)或多個(gè)方面)的任何組合或排列的示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)。

如果本文檔與通過(guò)引用并入本文的任何文檔之間的用法不一致，則本文檔中的使用將受到控制。

在本文中，如在專(zhuān)利文獻(xiàn)中常見(jiàn)的，使用術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”或“一個(gè)”以包括一個(gè)或多于一個(gè)，獨(dú)立于“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”的任何其它實(shí)例或用法。在本文中，術(shù)語(yǔ)“或”用于指非排他性的，或者使得“A或B”包括“A但不是B”，“B但不是A”和“A和B”，除非另有說(shuō)明表示。在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”用作相應(yīng)術(shù)語(yǔ)“包括”和“其中”的簡(jiǎn)單英語(yǔ)等價(jià)物。另外，在所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包括”是開(kāi)放式的，即，包括除了在權(quán)利要求中的這樣的術(shù)語(yǔ)之后列出的元件之外的元件的系統(tǒng)，裝置，物品，組成，配方或過(guò)程仍被認(rèn)為落在該權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，在所附權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“第一”，“第二”和“第三”等僅用作標(biāo)記，并且不旨在對(duì)其對(duì)象強(qiáng)加數(shù)字要求。

除非上下文另有說(shuō)明，否則諸如“平行”，“垂直”，“圓形”或“正方形”的幾何術(shù)語(yǔ)不旨在要求絕對(duì)數(shù)學(xué)精度。相反，這樣的幾何項(xiàng)允許由于制造或等效功能的變化。例如，如果元件被描述為“圓形”或“大致圓形”，則不是精確圓形的部件(例如稍微長(zhǎng)圓形或是多邊形多邊形的部件)仍然包括在本說(shuō)明書(shū)中。

本文描述的方法示例可以是至少部分地機(jī)器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。一些示例可以包括用指令編碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令可操作以將電子設(shè)備配置為執(zhí)行如上述示例中所描述的方法。這樣的方法的實(shí)現(xiàn)可以包括代碼，諸如微代碼，匯編語(yǔ)言代碼，更高級(jí)語(yǔ)言代碼等。這樣的代碼可以包括用于執(zhí)行各種方法的計(jì)算機(jī)可讀指令。代碼可以形成計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的部分。此外，在示例中，代碼可以例如在執(zhí)行期間或在其他時(shí)間有形地存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)易失性，非暫時(shí)性或非易失性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。這些有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例可以包括但不限于硬盤(pán)，可移動(dòng)磁盤(pán)，可移動(dòng)光盤(pán)(例如，壓縮盤(pán)和數(shù)字視頻盤(pán))，磁帶盒，存儲(chǔ)卡或棒，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于處理電磁流量傳感器信號(hào)的裝置，所述裝置包括：第一和第二輸入，被配置為分別耦合到第一和第二電磁流量傳感器電極；第一和第二放大器，被配置為分別耦合到所述第一和第二輸入，所述第一和第二放大器分別布置在單位增益電壓跟隨器配置中；差分放大器電路，被耦合以接收來(lái)自所述第一和第二放大器的相應(yīng)輸出信號(hào)，并且輸出來(lái)自所述第一和第二放大器的輸出信號(hào)之間的放大差；和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路，被耦合以從所述差分放大器接收所述放大的差分，并且將所述放大的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；和其中，通過(guò)所述第一和第二放大器以及通過(guò)所述差分放大器從所述第一和第二輸入向所述ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，通過(guò)所述第一和第二放大器以及通過(guò)所述差分放大器從所述第一和第二輸入向所述ADC提供dc耦合的差分信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，所述dc耦合的信號(hào)路徑在所述dc耦合的信號(hào)路徑中沒(méi)有任何AC耦合電容器。在一種實(shí)施方式中，所述第一和第二放大器包括具有各自的柵極輸入的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，所述柵極輸入經(jīng)由所述第一和第二輸入直接連接到所述第一和第二流量傳感器電極。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括在所述差分放大器和所述ADC之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路。在一種實(shí)施方式中，所述差分放大器包括集成差分放大器，其在同一集成電路上包括：第一和第二運(yùn)算放大器；和經(jīng)調(diào)整電阻器，其經(jīng)布置以設(shè)定所述運(yùn)算放大器的相應(yīng)增益，以及通過(guò)所述差分放大器提供dc耦合的差分信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括耦合到所述ADC以接收所述數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)電路，其中所述數(shù)字信號(hào)包括電磁流量傳感器信息，所述DSP電路包括有限脈沖響應(yīng)濾波電路以調(diào)節(jié)電磁流量傳感器信息。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括DC偏移補(bǔ)償偏置電路，包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，其包括被配置為接收指示所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息并且響應(yīng)于其產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)的輸入；和偏置電路，其被配置為在反饋裝置中將所述模擬偏移反饋信號(hào)耦合到所述差分放大器的偏置電壓輸入，所述反饋裝置減少或以其他方式補(bǔ)償所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括：H橋控制電路，其被配置成將控制信號(hào)傳遞到H橋的第一，第二，第三和第四晶體管的相應(yīng)輸入端，以控制H橋的指定電流到勵(lì)磁線圈的傳遞，所述H橋控制電路包括：第一集成隔離電路，包括片上電感變壓器，以將接收的輸入信號(hào)電隔離并電感耦合到H橋，用于控制H橋的第一，第二，第三和第四晶體管中的至少一個(gè)；開(kāi)關(guān)模式電源，其被配置為提供可調(diào)節(jié)參考電壓以產(chǎn)生由所述H橋傳遞到所述勵(lì)磁線圈的所述指定電流；和電流升壓控制電路，其耦合到所述開(kāi)關(guān)模式電源，以在所述H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間增加所述可調(diào)節(jié)參考電壓，以補(bǔ)償所述勵(lì)磁線圈的電感emf。在一種實(shí)施方式中，所述電流提升控制電路包括：參考電壓發(fā)生器電路，提供由脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)調(diào)制的穩(wěn)定參考電壓以產(chǎn)生PWM參考信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于處理電磁流量傳感器信號(hào)的裝置，所述裝置包括：第一和第二輸入，被配置為分別直接連接到第一和第二電磁流量傳感器電極；第一和第二放大器，包括結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(JFET)輸入端，其被配置為分別經(jīng)由第一和第二輸入端直接連接到第一和第二電磁流量傳感器電極，所述第一和第二放大器分別布置在單位-增益電壓跟隨器配置；差分放大器電路，被耦合以接收來(lái)自所述第一和第二放大器的相應(yīng)輸出信號(hào)，并且輸出來(lái)自所述第一和第二放大器的輸出信號(hào)之間的放大差；和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路，其耦合以從所述差分放大器接收所述經(jīng)放大差分，且將所述經(jīng)放大差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，且其中通過(guò)所述第一和第二放大器以及通過(guò)所述差分放大器，從所述第一和第二輸入向所述ADC提供直流耦合的差分信號(hào)路徑，其中沒(méi)有任何AC耦合電容器；和在所述差分放大器和所述ADC之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路，其中所述差分放大器包括集成差分放大器，其在同一集成電路上包括：第一和第二運(yùn)算放大器；和經(jīng)調(diào)整電阻器，其經(jīng)布置以設(shè)定所述運(yùn)算放大器的相應(yīng)增益，且提供通過(guò)所述差分放大器的dc耦合差分信號(hào)路徑；耦合到所述ADC以接收所述數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)電路，其中所述數(shù)字信號(hào)包括電磁流量傳感器信息，所述DSP電路包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)帶通數(shù)字濾波器電路以調(diào)節(jié)所述電磁流量傳感器信息；和DC偏移補(bǔ)償偏置電路，包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，其包括被配置為接收指示所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息并且響應(yīng)于其產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)的輸入；和偏置電路，其被配置為在反饋裝置中將所述模擬偏移反饋信號(hào)耦合到所述差分放大器的偏置電壓輸入，所述反饋裝置減少或以其他方式補(bǔ)償所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括：H橋控制電路，其被配置成將控制信號(hào)傳遞到H橋的第一，第二，第三和第四晶體管的相應(yīng)輸入端，以控制H橋的指定電流到勵(lì)磁線圈的傳遞，所述H橋控制電路包括：第一集成隔離電路，包括片上電感變壓器，以將接收的輸入信號(hào)電隔離并電感耦合到H橋，用于控制H橋的第一，第二，第三和第四晶體管中的至少一個(gè)；開(kāi)關(guān)模式電源，其被配置為提供可調(diào)節(jié)參考電壓以產(chǎn)生由所述H橋傳遞到所述勵(lì)磁線圈的所述指定電流；和電流升壓控制電路，其耦合到所述開(kāi)關(guān)模式電源，以在所述H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間增加所述可調(diào)節(jié)參考電壓，以補(bǔ)償所述勵(lì)磁線圈的電感emf。在一種實(shí)施方式中，所述電流提升控制電路包括：參考電壓發(fā)生器電路，提供由脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)調(diào)制的穩(wěn)定參考電壓以產(chǎn)生PWM參考信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種處理電磁流量傳感器信號(hào)的方法，所述方法包括：從相應(yīng)的第一和第二電磁流量傳感器電極接收第一和第二輸入信號(hào)；使用分別布置在單位增益電壓跟隨器配置中的第一和第二放大器分別緩沖所述第一和第二輸入信號(hào)，以提供相應(yīng)的第一和第二緩沖輸入信號(hào)；使用放大器電路放大所述第一和第二緩沖輸入信號(hào)之間的差，以分別提供緩沖和放大的第一和第二輸入信號(hào)；將所述緩沖和放大的第一和第二輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；和其中所述接收，緩沖，放大和轉(zhuǎn)換包括通過(guò)所述第一和第二放大器并通過(guò)所述差分放大器向所述ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，所述接收，緩沖，放大和轉(zhuǎn)換包括通過(guò)所述第一和第二放大器并通過(guò)所述差分放大器向所述ADC提供dc耦合的差分信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，從相應(yīng)的第一和第二電磁流量傳感器電極接收第一和第二輸入信號(hào)包括在FET柵極直接接收所述第一和第二輸入信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，所述方法包括在放大所述差和轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之間的信號(hào)路徑位置處衰減射頻干擾(RFI)。在一種實(shí)施方式中，所述方法包括使用有限脈沖響應(yīng)(FIR)帶通數(shù)字濾波器電路對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字帶通濾波，以調(diào)節(jié)所述電磁流量傳感器信息。在一種實(shí)施方式中，所述方法包括補(bǔ)償所述第一和第二電極處的DC偏移，包括：提取所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量；和使用關(guān)于數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息來(lái)偏置提供給差分放大器電路的參考電壓。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于處理電磁流量傳感器信號(hào)的裝置，所述裝置包括：第一和第二輸入，被配置為分別耦合到第一和第二電磁流量傳感器電極；儀表放大器電路，被配置為耦合到所述第一和第二輸入，所述儀表放大器電路被配置為提供包括電磁流量傳感器信息的單端儀表放大器輸出信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路，其被耦合以接收包括電磁流量傳感器信息的儀表放大器輸出信號(hào)，并且將包括電磁流量傳感器信息的儀表放大器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；和其中，從所述第一和第二輸入通過(guò)所述儀表放大器向所述ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，包括：耦合到所述儀表放大器電路的輸出以接收所述單端儀表放大器輸出信號(hào)的輸入；和第一和第二輸出，耦合到所述ADC的相應(yīng)的第一和第二輸入，以基于所述單端儀表放大器輸出信號(hào)向所述ADC提供差分信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，所述單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括：運(yùn)算放大器，包括第一和第二輸入端和輸出端；和第一和第二電阻器，包括耦合在運(yùn)算放大器的輸出和運(yùn)算放大器的第一輸入之間的第一電阻器，以及耦合在運(yùn)算放大器的第一輸入與儀表放大器電路的輸出之間的第二電阻器以接收單端儀表放大器信號(hào)。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括DC偏移補(bǔ)償偏置電路，包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，其包括被配置為接收指示所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息并且響應(yīng)于其產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)的輸入；和偏置電路，其被配置為在減少或以其他方式補(bǔ)償所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的反饋布置中將所述模擬偏移反饋信號(hào)耦合到所述單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路的偏置電壓輸入。在一種實(shí)施方式中，所述單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換電路包括集成差分放大器，其包括集成在同一集成電路上的運(yùn)算放大器和電阻器。在一種實(shí)施方式中，所述ADC包括第一和第二輸入，并且其中所述ADC的第一輸入耦合到所述儀表放大器電路的輸出以接收所述單端儀表放大器輸出信號(hào)，并且其中所述第二輸入耦合到固定參考電壓以通過(guò)ADC提供偽差分信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，所述dc耦合信號(hào)路徑在所述dc耦合信號(hào)路徑中沒(méi)有任何AC耦合電容器。在一種實(shí)施方式中，所述儀表放大器包括具有各自的柵極輸入的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)，所述柵極輸入經(jīng)由所述第一和第二輸入直接連接到所述第一和第二流量傳感器電極。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括在所述儀表放大器和所述ADC之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括在所述儀表放大器與所述第一和第二輸入之間的信號(hào)路徑中的射頻干擾(RFI)衰減電路。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括耦合到所述ADC以接收所述數(shù)字信號(hào)的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)電路，其中所述數(shù)字信號(hào)包括電磁流量傳感器信息，所述DSP電路包括有限脈沖響應(yīng)(FIR)帶通數(shù)字濾波器電路以調(diào)節(jié)電磁流量傳感器信息。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括DC偏移補(bǔ)償偏置電路，包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，其包括被配置為接收指示所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息并且響應(yīng)于其產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)的輸入；和偏置電路，其被配置為在減小或以其他方式補(bǔ)償所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的反饋裝置中將所述模擬偏移反饋信號(hào)耦合到所述儀表放大器的偏置電壓輸入。在一種實(shí)施方式中，所述裝置包括：H橋控制電路，其被配置成將控制信號(hào)傳遞到H橋的第一，第二，第三和第四晶體管的相應(yīng)輸入端，以控制H橋的指定電流到勵(lì)磁線圈的傳遞，所述H橋控制電路包括：第一集成隔離電路，包括片上電感變壓器，以將接收的輸入信號(hào)電隔離并電感耦合到H橋，用于控制H橋的第一，第二，第三和第四晶體管中的至少一個(gè)；開(kāi)關(guān)模式電源，其被配置為提供可調(diào)節(jié)參考電壓以產(chǎn)生由所述H橋傳遞到所述勵(lì)磁線圈的所述指定電流；和電流升壓控制電路，其耦合到所述開(kāi)關(guān)模式電源，以在所述H橋的開(kāi)關(guān)周期的指定部分期間增加所述可調(diào)節(jié)參考電壓，以補(bǔ)償所述勵(lì)磁線圈的電感emf。在一種實(shí)施方式中，所述電流提升控制電路包括：參考電壓發(fā)生器電路，提供由脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)調(diào)制的穩(wěn)定參考電壓以產(chǎn)生PWM參考信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種處理電磁流量傳感器信號(hào)的方法，所述方法包括：從相應(yīng)的第一和第二電磁流量傳感器電極接收第一和第二輸入信號(hào)；使用儀表放大器電路放大所述第一和第二輸入信號(hào)之間的差，以提供單端放大信號(hào)；使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路來(lái)數(shù)字化，以基于所述單端放大信號(hào)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)；和其中，所述接收和放大包括通過(guò)所述儀表放大器向所述ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，所述方法包括使用單端至差分信號(hào)轉(zhuǎn)換器電路將所述單端放大信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，并且其中所述數(shù)字化包括對(duì)所述差分信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化。在一種實(shí)施方式中，所述方法包括通過(guò)所述ADC提供偽差分信號(hào)路徑。在一種實(shí)施方式中，所述方法包括補(bǔ)償所述第一和第二電磁流量傳感器電極處的直流偏移電壓，所述補(bǔ)償包括使用參考電壓來(lái)偏置至少一個(gè)電路，所述參考電壓基于關(guān)于所述第一和第二電磁流量傳感器電極。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于處理電磁流量傳感器信號(hào)的裝置，所述裝置包括：第一和第二輸入，被配置為分別耦合到第一和第二電磁流量傳感器電極；儀表放大器電路，被配置為耦合到所述第一和第二輸入，所述儀表放大器電路被配置為提供包括電磁流量傳感器信息的單端儀表放大器輸出信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)電路，其被耦合以接收包括電磁流量傳感器信息的儀表放大器輸出信號(hào)，并且將包括電磁流量傳感器信息的儀表放大器輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；其中，從所述第一和第二輸入通過(guò)所述儀表放大器向到所述ADC提供dc耦合的信號(hào)路徑；DC偏移補(bǔ)償偏置電路，包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)電路，其包括被配置為接收指示所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的信息并且響應(yīng)于其產(chǎn)生模擬偏移反饋信號(hào)的輸入；和偏置電路，其被配置為在減小或以其他方式補(bǔ)償所述數(shù)字信號(hào)的DC偏移分量的反饋裝置中將所述模擬偏移反饋信號(hào)耦合到所述儀表放大器的偏置電壓輸入。在一種實(shí)施方式中，所述dc耦合的信號(hào)路徑在所述dc耦合的信號(hào)路徑中沒(méi)有任何AC耦合電容器。

上述描述旨在是說(shuō)明性的，而不是限制性的。例如，上述示例(或其一個(gè)或多個(gè)方面)可以彼此組合使用?？梢允褂闷渌麑?shí)施例，例如由本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀上述描述之后。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，允許讀者快速確定技術(shù)公開(kāi)的性質(zhì)。提交時(shí)應(yīng)理解，其不用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義。此外，在以上詳細(xì)描述中，各種特征可以組合在一起以簡(jiǎn)化本公開(kāi)。這不應(yīng)被解釋為意圖未聲明的公開(kāi)的特征對(duì)于任何權(quán)利要求是必要的。相反，發(fā)明主題可以在于少于特定公開(kāi)的實(shí)施例的所有特征。因此，所附權(quán)利要求由此作為示例或?qū)嵤├⑷刖唧w實(shí)施方式中，其中每個(gè)權(quán)利要求獨(dú)立作為單獨(dú)的實(shí)施例，并且可以預(yù)期這樣的實(shí)施例可以以各種組合或排列彼此組合。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參考所附權(quán)利要求以及這些權(quán)利要求所賦予的等同物的全部范圍來(lái)確定。