一种电阻阵列测量电路、传感系统以及电子设备

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种电阻阵列测量电路、传感系统以及电子设备。

背景技术：

1、在传感系统中，用传感电阻将温度和压力等物理量转换成阻值是一种常见的做法。为了测量一个区域内物理量的分布值，需要将传感电阻构成阵列。为了减少连线复杂度，常常将电阻阵列进行行列共用。而在行列共用后，阵列内不同电阻的测量值可能出现串扰，即一个电阻阻值的变化可能引起另一个电阻测量值的变化。

2、目前为了解决串扰这个问题，需要设计复杂度较高的运放，并且电路所需的运放数量较多，不但增加了电路结构的复杂性，还间接增加了传感系统的成本。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提出了一种电阻阵列测量电路、传感系统以及电子设备。

2、本发明实施例第一方面提供一种电阻阵列测量电路，所述电阻阵列测量电路包括：电阻阵列、多个运放、选通开关、多个场效应晶体管、待测选通单元以及电阻分压单元；

3、所述电阻阵列的每一个行选线与多个所述运放中一个运放的反相端、多个场效应晶体管中一个场效应晶体管的第一端分别连接；

4、每个所述运放的同相端通过所述选通开关，与所述电阻分压单元连接；

5、所述电阻阵列的每一个列选线与所述待测选通单元连接；

6、所述待测选通单元与目标运放连接，所述目标运放为多个所述运放中不与所述行选线连接的运放；

7、任一所述场效应晶体管的第二端与对应运放的输出端连接，第三端输出电流，该输出电流为流经待测电阻的电流。

8、可选地，所述电阻分压单元包括：多个单位电阻；

9、多个所述单位电阻串联后，一端接地，另一端接收参考电压；

10、所述电阻分压单元用于对所述参考电压进行分压，得到高电压、低电压以及中间电压，所述高电压和所述低电压传输至所述选通开关；

11、其中，所述单位电阻的数量由所述运放失调电压的范围和所述参考电压的大小决定。

12、可选地，采用逐次逼近逻辑，将每个运放输出的电压与所述中间电压进行比较，根据比较结果确定对应选通开关的状态，让每个运放的同相端各自接收所述高电压或者所述低电压，以使得每个运放输出的电压逐次逼近所述中间电压。

13、可选地，测量时，所述电阻阵列中仅一列电阻通过所述待测选通单元接地，形成所述待测电阻，其余列电阻通过所述待测选通单元与所述目标运放连接；

14、流经所述待测电阻的电流i0的计算公式为：

15、

16、上式中，vm表示所述中间电压，r待测表示所述待测电阻的阻值。

17、可选地，所述待测选通单元与所述目标运放的输出端、反相端分别连接；

18、测量时，通过所述待测选通单元与所述目标运放的输出端、反相端分别连接的非待测电阻，其两端电压为0或者在测量误差范围内。

19、可选地，所述电阻阵列测量电路还包括：量化电路；

20、所述量化电路包括：电流镜、积分电容以及方波产生单元；

21、所述方波产生单元包括：第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、nmos管以及与非门；

22、所述电流镜一端接收所述输出电流，另一端与所述积分电容的上极板、所述nmos管的漏极、所述第一反相器的输入端分别连接；

23、所述积分电容的下极板接地；

24、所述第一反相器的输出端与所述与非门的第一输入端连接，所述与非门的第二输入端接收复位信号；

25、所述与非门的输出端与第二反相器的输入端连接；

26、所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端连接；

27、所述第三反相器的输出端与第四反相器的输入端、所述nmos管的栅极分别连接；

28、所述nmos管的源极接地；

29、所述第四反相器的输出端输出对应所述输出电流的方波信号。

30、可选地，所述电阻阵列测量电路还包括：量化电路；

31、所述量化电路包括：积分电容以及方波产生单元；

32、所述方波产生单元包括：第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、pmos管以及或非门；

33、所述积分电容的上极板与所述pmos管的漏极、所述第一反相器的输入端分别连接，并接收所述输出电流；

34、所述积分电容的下极板接地；

35、所述第一反相器的输出端与所述或非门的第一输入端连接，所述或非门的第二输入端接收复位信号；

36、所述或非门的输出端与第二反相器的输入端连接；

37、所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端连接；

38、所述第三反相器的输出端与第四反相器的输入端、所述pmos管的栅极分别连接；

39、所述pmos管的源极接电源电压；

40、所述第四反相器的输出端输出对应所述输出电流的方波信号。

41、可选地，当前次积分中，当所述积分电容的上极板电压升过所述第一反相器的阈值电压时，所述nmos管导通使得所述上极板电压被拉至0，或者当所述积分电容的上极板电压降过所述第一反相器的阈值电压时，所述pmos管导通使得所述上极板电压被拉至所述电源电压；

42、所述上极板电压被拉至0或者所述电源电压后，所述nmos管或者所述pmos管断开，所述积分电容开始下一次的积分；

43、所述积分电容在积分过程中，所述第四反相器的输出端输出所述方波信号；

44、其中，所述方波信号的周期t计算公式为：

45、

46、上式中，cint表示积分电容的容值，vth表示所述nmos管或者所述pmos管的阈值电压，α表示复制电流的倍数；

47、当固定计数时长为t0时，计数器计数值的计算公式为：

48、

49、上式中，n表示计数器的计数值，其表征所述待测电阻的阻值。

50、本发明实施例第二方面提供一种传感系统，所述传感系统包括如第一方面任一所述的电阻阵列测量电路。

51、本发明实施例第三方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：如第二方面所述的传感系统。

52、本发明提供的电阻阵列测量电路，包括：电阻阵列、多个运放、选通开关、多个场效应晶体管、待测选通单元以及电阻分压单元；电阻阵列的每一个行选线与多个运放中一个运放的反相端、多个场效应晶体管中一个场效应晶体管的第一端分别连接；每个运放的同相端通过选通开关与电阻分压单元连接；电阻阵列的每一个列选线与待测选通单元连接；待测选通单元与目标运放连接；任一场效应晶体管的第二端与对应运放的输出端连接，第三端输出电流。

53、本发明所提电阻阵列测量电路，无需设计复杂度较高的运放，仅需每个行选线连接一个常规运放，在测量时，使得待测电阻两端电压为中间电压，非待测电阻两端电压为0或者在测量误差范围内，避免了串扰。相比于传统传感器电路，仅行选线连接运放，电路所需的运放数量更少，降低电路结构复杂性的同时，还间接减少了传感系统的成本，具有较高的实用性。