根據(jù)35u.s.c.§119要求優(yōu)先權(quán)

本專(zhuān)利申請(qǐng)對(duì)2014年12月23日提交的名稱(chēng)為“useofafully-differentialfront-end,withreversebiasandblinddetectionsupporttoachieveahigh-speed,lownoise,lowoffset,high-gainpyrometerinterface”的臨時(shí)申請(qǐng)no.62096090要求優(yōu)先權(quán)，該臨時(shí)申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給其受讓人并特此通過(guò)引用將其明確地并入本文中。

本公開(kāi)總體上涉及光學(xué)高溫測(cè)量。特別地，但非以限制的方式，本公開(kāi)涉及用于在光學(xué)高溫測(cè)量中使用的改進(jìn)的放大器的系統(tǒng)、方法和裝置。

背景技術(shù)：

在制造環(huán)境中，在沒(méi)有接觸的情況下測(cè)量物體的溫度已經(jīng)被證明是復(fù)雜和艱巨的任務(wù)。運(yùn)動(dòng)中的物體常常難以觸摸(例如熔化的藍(lán)寶石)，并且太熱的物體將損壞溫度傳感器。感興趣的物體也可能容易通過(guò)接觸而被損壞，從而妨礙對(duì)其溫度進(jìn)行測(cè)量。用于測(cè)量高溫的可靠手段在幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)已經(jīng)從由鐵匠在其鍛鋼時(shí)所使用的原始的目視法發(fā)展到今天的工業(yè)溫度測(cè)量的高度準(zhǔn)確的手段(例如，光學(xué)高溫測(cè)量)。

熱物體發(fā)射光是公知的現(xiàn)象。越熱就越亮。實(shí)際上，這一現(xiàn)象是很多現(xiàn)代技術(shù)的比較重要的基石之一。在它們當(dāng)中的是輻射溫度測(cè)量，其又被稱(chēng)為光學(xué)高溫測(cè)量。

系統(tǒng)的本質(zhì)是使用某種類(lèi)型的光學(xué)器件觀察感興趣的物體或目標(biāo)。物體在某種類(lèi)型的電子檢測(cè)器上成像，所述電子檢測(cè)器已經(jīng)被準(zhǔn)確地校準(zhǔn)以產(chǎn)生在輸入(光強(qiáng)度)與輸出(溫度讀數(shù))之間的已知關(guān)系。輸出通常發(fā)送到控制系統(tǒng)中，并用作反饋以實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)過(guò)程。

光學(xué)高溫測(cè)量常常使用放大器來(lái)增加表示正被測(cè)量的目標(biāo)的所檢測(cè)到的光信號(hào)的電壓。這些放大器將各種挑戰(zhàn)引入到有待充分解決的光學(xué)高溫測(cè)量中。因此在本領(lǐng)域中存在對(duì)光學(xué)高溫計(jì)的改進(jìn)的放大級(jí)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下面概述在附圖中示出的本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在具體實(shí)施方式部分中對(duì)這些和其他實(shí)施例進(jìn)行更充分的描述。然而應(yīng)理解的是，沒(méi)有將本發(fā)明限制到在本發(fā)明內(nèi)容中或在具體實(shí)施方式中所述的形式的意圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，存在落入如權(quán)利要求所示的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的很多修改、等同物和替代的構(gòu)造。

本公開(kāi)的方面可以以用于放大高溫計(jì)中的光信號(hào)的全差分放大器電路為特征，所述放大器電路包括被配置為耦合到主光電檢測(cè)器的陽(yáng)極的第一系統(tǒng)輸入和被配置為耦合到主光電檢測(cè)器的陰極的第二系統(tǒng)輸入。所述放大器電路還包括跨阻抗差分放大器級(jí)，其包括被配置為將主光電檢測(cè)器偏置在0v和反向偏壓之間，并且具有第一和第二輸出的主偏置電路。跨阻抗差分放大器級(jí)還包括具有第一電流輸入和第一跨阻抗電壓輸出的第一跨阻抗放大器電路，其中第一電流輸入耦合到第一系統(tǒng)輸入，第一偏壓輸入耦合到主偏置電路的第一輸出，并且第一電壓跨阻抗輸出處的第一電壓與光電流ip成比例?？缱杩共罘址糯笃骷?jí)還包括具有第二電流輸入和第二跨阻抗電壓輸出的第二跨阻抗放大器電路，其中第二電流輸入耦合到第二系統(tǒng)輸入，第二偏壓輸入耦合到主偏置電路的第二輸出，并且第二電壓跨阻抗輸出處的第二電壓與在第二和第一系統(tǒng)輸入之間通過(guò)的光電流ip成比例。主偏置電路耦合到第一和第二跨阻抗放大器電路以使0v到反向偏壓存在于主光電檢測(cè)器的兩端，并且作為第一和第二跨阻抗電壓輸出之間的差的主差分輸出電壓v1被配置為在處理器中轉(zhuǎn)換成溫度或反射比值。

另一方面可以以高溫計(jì)系統(tǒng)為特征，所述系統(tǒng)包括主光電檢測(cè)器和差分放大器電路，所述差分放大器電路包括耦合到主光電檢測(cè)器并具有與由主光電檢測(cè)器產(chǎn)生的光電流ip成比例的兩個(gè)差分電壓輸出但具有不同增益的一對(duì)跨阻抗放大器。所述系統(tǒng)還包括第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其耦合到兩個(gè)差分電壓輸出中的第一個(gè)并被配置為將第一差分電壓輸出轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值并具有向處理器提供相應(yīng)的數(shù)字值的第一數(shù)字輸出。此外，所述系統(tǒng)包括第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其耦合到兩個(gè)差分電壓輸出中的第二個(gè)并被配置為將第二差分電壓輸出轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值并具有向處理器提供相應(yīng)的數(shù)字值的第二數(shù)字輸出。處理器耦合到第一和第二數(shù)字輸出，具有耦合到第一和第二數(shù)字輸出并被配置為選擇第一和第二數(shù)字輸出中的哪一個(gè)要由處理器處理的選擇器，處理器被配置為將第一和第二數(shù)字輸出中所選擇的數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成溫度或反射比值，并具有提供溫度或反射比值的輸出。

附圖說(shuō)明

通過(guò)當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)參考以下具體實(shí)施方式和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的各種目的和優(yōu)點(diǎn)以及對(duì)其更全面的理解是顯而易見(jiàn)的且更容易被領(lǐng)會(huì)：

圖1示出具有光電檢測(cè)器和跨阻抗放大器的傳統(tǒng)高溫計(jì)系統(tǒng)，所述跨阻抗放大器具有反饋電阻rf，其中增益與反饋電阻rf成比例；

圖2示出高溫計(jì)系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖3示出用于放大高溫計(jì)中的光信號(hào)的全差分放大器電路的實(shí)施例；

圖4示出具有額外的增益級(jí)的全差分放大器電路的另一實(shí)施例，所述額外的增益級(jí)為在圖3中討論的差分跨阻抗放大級(jí)的差分輸出提供兩級(jí)增益。

圖5示出全差分放大器電路的另一實(shí)施例；

圖6示出全差分放大器電路的又一實(shí)施例；

圖7示出全差分放大器電路的詳細(xì)示圖；

圖8示出圖7的詳細(xì)示圖，但開(kāi)關(guān)的狀態(tài)反轉(zhuǎn)；

圖9示出向一對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供兩個(gè)差分電壓信號(hào)的差分前端的另一實(shí)施例；

圖10示出高溫計(jì)系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖11示出高溫計(jì)系統(tǒng)的另一實(shí)施例；

圖12示出操作全差分雙放大器電路的方法；

圖13示出儀器的一個(gè)實(shí)施例的示意表示；以及

圖14示出高溫計(jì)、處理室以及用于基于關(guān)于處理室內(nèi)的目標(biāo)的溫度的反饋來(lái)控制處理室中的加熱器的反饋/控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)總體上涉及光學(xué)高溫測(cè)量。特別地，但非以限制的方式，本公開(kāi)涉及用于在光學(xué)高溫測(cè)量中使用的改進(jìn)的放大器的系統(tǒng)、方法和裝置。

詞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實(shí)例或例證”。在本文中被描述為“示例性的”任何實(shí)施例不一定被解釋為相對(duì)于其他實(shí)施例是優(yōu)選的或有利的。

術(shù)語(yǔ)“差分放大器電路”在本文中用于表示具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輸入的放大器。

術(shù)語(yǔ)“全差分放大器電路”在本文中用于表示放大兩個(gè)輸入電壓之間的差但抑制這兩個(gè)輸入所共有的任何電壓的一種類(lèi)型的電子放大器。[1]它是具有兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出的模擬電路，其中所述輸出理想地與在這兩個(gè)電壓之間的差成比例。

術(shù)語(yǔ)“放大級(jí)”在本文中用于指具有一個(gè)或多個(gè)輸入以及與一個(gè)或多個(gè)輸入成比例的一個(gè)或多個(gè)輸出的電路或系統(tǒng)。放大級(jí)可以包括一個(gè)或多個(gè)放大器，例如運(yùn)算放大器、bjt、mosfet等。

術(shù)語(yǔ)“偏置電路”在本文中用于指構(gòu)造成將偏壓施加到電路或系統(tǒng)的另一部分的電路。

術(shù)語(yǔ)“差分放大器級(jí)”在本文中用于指具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輸入和差分輸出的電路。

術(shù)語(yǔ)“差分輸入”和“差分輸出”在本文中用于指示輸入或輸出具有兩個(gè)支路以及在這兩個(gè)支路之間的差分信號(hào)。

術(shù)語(yǔ)“盲光電檢測(cè)器”、“盲光電流”、“盲偏壓”和“盲級(jí)”都指放大器電路的用于從主光電檢測(cè)器的測(cè)量占或減去漏電流的方面。

術(shù)語(yǔ)“耦合到”可以指例如經(jīng)由不間斷的導(dǎo)線或引線的在部件之間的直接連接，或可以指例如經(jīng)由另一部件或電路的在部件之間的間接連接。例如，兩個(gè)電容器可以通過(guò)二極管或電感器而彼此耦合。

常規(guī)光學(xué)高溫計(jì)受低信噪比、由光電檢測(cè)器中的漏電流引起的誤差的困擾，并且不能夠處理在高溫測(cè)量中所遇到的寬范圍的發(fā)射幅度。例如，由于光電流可以低至10^-13安培，因此需要顯著的放大。利用當(dāng)前在高溫測(cè)量中使用的單級(jí)放大器，檢測(cè)這種小信號(hào)所需的增益需要非常大的反饋電阻rf(對(duì)于傳統(tǒng)單級(jí)放大系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1)。圖1示出具有光電檢測(cè)器102和跨阻抗放大器104的傳統(tǒng)高溫計(jì)系統(tǒng)，跨阻抗放大器104具有反饋電阻rf，其中增益與反饋電阻rf成比例。可以看出在需要大增益的情況下，例如在高溫測(cè)量的情況下，rf常常必須非常大，以便看到這種小信號(hào)。然而，大rf也相應(yīng)于高噪聲和慢響應(yīng)。因此，諸如104的單級(jí)跨阻抗放大器的使用固有地受高噪聲、不足的增益或慢響應(yīng)的限制。

跨阻抗放大器104的輸出在兩個(gè)方向上傳遞：(1)至另一放大級(jí)106；或(2)至電氣選擇器108而沒(méi)有另外的增益。應(yīng)注意，增益與反饋電阻器rf的尺寸成比例，這又引起放大信號(hào)中的大噪聲。因此，為了實(shí)現(xiàn)必要的增益以處理小光電流ip，該系統(tǒng)相對(duì)于輸出電壓引入過(guò)多的噪聲。

在對(duì)諸如圖1所示的傳統(tǒng)放大方案進(jìn)行各種修改之后，本發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，這些問(wèn)題可能是在本領(lǐng)域中常規(guī)使用的單級(jí)非差分放大器(例如，104)所固有的。雖然高溫計(jì)設(shè)計(jì)者總是使用單級(jí)非差分放大器，但本發(fā)明人想知道完全不同的放大結(jié)構(gòu)是否可以克服本發(fā)明人所考慮到的高溫計(jì)中的單級(jí)非差分放大的固有限制。

以前在高溫計(jì)中不使用差分放大器，因?yàn)橥ǔＴ跍y(cè)量范圍相當(dāng)窄(即，需要小的動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍)和在實(shí)質(zhì)上是高速的情況下使用差分放大器。在高溫測(cè)量中，光電流可以在10^-13安培和10^-6安培(7個(gè)數(shù)量級(jí))之間變化，并且因此差分放大器不被認(rèn)為適合于這種類(lèi)型的檢測(cè)。此外，差分放大設(shè)備對(duì)放大系統(tǒng)引入增加的部件以及增加的成本和復(fù)雜性。

盡管有這些缺點(diǎn)，本發(fā)明人對(duì)用于測(cè)量高溫計(jì)中的光電流的差分放大器電路建模并意外地看到充滿希望的結(jié)果(即，比在單級(jí)非差分放大級(jí)中實(shí)現(xiàn)的更低的噪聲、更寬的動(dòng)態(tài)范圍和更快的響應(yīng)采樣率)。

本發(fā)明人還認(rèn)識(shí)到，可以通過(guò)增加在光電檢測(cè)器上的反向偏壓來(lái)減小檢測(cè)器電容以降低噪聲(例如，這移動(dòng)了噪聲零輸出)。這種調(diào)節(jié)的缺點(diǎn)是，光電檢測(cè)器的漏電流作為增加的反向偏壓的函數(shù)而增加。漏電流是溫度相關(guān)的，并且因此在高溫計(jì)通常進(jìn)行操作(因?yàn)槠涑３９潭ǖ綗崽幚硎一蛟跓崽幚硎腋浇?的高溫下，難以單獨(dú)利用基于軟件的校正來(lái)析出(factorout)漏電流。為了解釋漏電流，將“盲”偏壓施加到與光學(xué)/ir發(fā)射源隔離的“盲”光電檢測(cè)器。以這種方式，來(lái)自盲光電檢測(cè)器的電流預(yù)期只代表主檢測(cè)器的漏電流，并且如果施加到盲光電檢測(cè)器的偏壓與施加到主光電檢測(cè)器的偏壓相同，則來(lái)自盲光電檢測(cè)器的電流應(yīng)該是對(duì)主光電檢測(cè)器中的漏電流的有價(jià)值的估計(jì)。來(lái)自偏置的盲光電檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果于是可以從主光電檢測(cè)器的測(cè)量結(jié)果中減去以限制漏電流對(duì)所測(cè)量的溫度的影響。

還可以在圖1中看到傳統(tǒng)高溫測(cè)量放大方案的另一問(wèn)題，其在于在期望不同的可選擇的增益的情況下，為了處理信號(hào)強(qiáng)度的寬擺幅，可以實(shí)現(xiàn)第二增益級(jí)106，使得高增益107和低增益108輸出存在。選擇器108(通常是電氣開(kāi)關(guān))選擇輸出107、109中的哪一個(gè)傳遞到模數(shù)轉(zhuǎn)換器110(adc)。在處理期間，正被測(cè)量的目標(biāo)的運(yùn)行溫度可以變化得如此之快/急劇，以至于高增益輸出107與低增益輸出109之間的切換可以引起數(shù)據(jù)輸出中的擾動(dòng)。

為了處理這種數(shù)據(jù)中的擾動(dòng)，本發(fā)明人實(shí)現(xiàn)了一對(duì)adc204、206(參見(jiàn)圖2)，每個(gè)adc接收來(lái)自全差分放大器電路202(也被稱(chēng)為“前端”)的差分輸出，并且每個(gè)adc向處理器210的選擇器208提供數(shù)字輸出216、218。與只有一個(gè)放大信號(hào)將到達(dá)處理器的傳統(tǒng)方法不同，本發(fā)明人的解決方案使數(shù)字輸出216、218都能夠到達(dá)處理器，因此使在增益級(jí)之間的選擇能夠在軟件中執(zhí)行并能夠在任何時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行。以這種方式，當(dāng)選擇器208在輸出216、218之間進(jìn)行切換時(shí)，不出現(xiàn)擾動(dòng)。

討論現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2-12所示的系統(tǒng)、方法和裝置的更詳細(xì)的描述。

圖2示出高溫計(jì)系統(tǒng)200的實(shí)施例。系統(tǒng)200可以包括可以或可以不偏置的主光電檢測(cè)器201，并且如果偏置，其可以偏置在0v到反向偏壓之間，其中對(duì)于反向偏壓的大小沒(méi)有限制。系統(tǒng)200也可以包括差分放大器電路202，其可以包括從運(yùn)算放大器配置的一對(duì)跨阻抗放大器。這對(duì)跨阻抗放大器可以被配置為耦合到主光電檢測(cè)器201，使得跨阻抗放大器將通過(guò)主光電檢測(cè)器201的光電流ip轉(zhuǎn)換成在每個(gè)跨阻抗放大器的輸出處的電壓。由于并聯(lián)設(shè)置跨阻抗放大器，因此它們的輸出可以是與具有相等增益的單級(jí)非差分放大器相比提供更小的噪聲(或?qū)τ谙嗤肼曀礁蟮脑鲆婊蚋玫男旁氡?的差分電壓。差分放大器電路202可以具有與由主光電檢測(cè)器201產(chǎn)生的光電流ip成比例的兩個(gè)差分電壓輸出212、214。然而，這兩個(gè)差分電壓輸出212、214可以具有不同的增益。

這兩個(gè)差分電壓輸出212、214中的每一個(gè)可以耦合到相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)，例如第一adc204和第二adc206。第一adc204可以被配置為將第一差分電壓輸出212轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值。第一adc204還可以具有向處理器210提供相應(yīng)的數(shù)字值的第一數(shù)字輸出216。

第二adc206可以被配置為將第二差分電壓輸出214轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字值。第二adc206還可以具有向處理器210提供相應(yīng)的數(shù)字值的第二數(shù)字輸出218。

處理器210可以耦合到第一和第二數(shù)字輸出216、218。處理器210可以具有耦合到第一和第二數(shù)字輸出216、218的選擇器208(例如，開(kāi)關(guān))。選擇器208可以被配置為選擇第一和第二數(shù)字輸出216、218中的哪一個(gè)將由處理器210來(lái)處理。此外，處理器210可以被配置為將第一和第二數(shù)字輸出216、218中所選擇的數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換成溫度或反射比值，并可以具有提供溫度或反射比值的輸出220。通常，反射比值用于通過(guò)指示目標(biāo)的表面的反射率來(lái)校準(zhǔn)溫度測(cè)量。該校準(zhǔn)于是可以用于提高溫度測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此，對(duì)溫度和反射比二者的測(cè)量可以由系統(tǒng)200來(lái)進(jìn)行。

差分放大器電路202可以包括設(shè)置成在主光電檢測(cè)器201上產(chǎn)生偏壓的主偏置電路。該偏壓的范圍可以從0v到僅由檢測(cè)器和所需的動(dòng)態(tài)范圍限制的反向偏壓。更大的反向偏壓降低主光電檢測(cè)器202兩端的電容并降低噪聲和實(shí)現(xiàn)更高的采樣率。然而，更高的反向偏壓也意味著更大的漏電流，因此隨著速度的增加需要處理和析出增加的漏電流。這種電流在該應(yīng)用中是特別麻煩的，因?yàn)樗鼈冸S著溫度而增加，并且系統(tǒng)200的溫度通常在35℃與45℃之間(明顯高于周?chē)h(huán)境)。

圖3示出用于放大高溫計(jì)中的光信號(hào)的全差分放大器電路300的實(shí)施例。該電路300可以是高速、高增益的，具有低偏移、高動(dòng)態(tài)范圍、證明不可能在現(xiàn)有技術(shù)的高溫測(cè)量放大方案中實(shí)現(xiàn)的屬性的組合。系統(tǒng)300經(jīng)由下面所述的多個(gè)結(jié)構(gòu)特征實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。舉個(gè)例說(shuō)，系統(tǒng)300可以包括被配置為分別耦合到主光電檢測(cè)器302的陽(yáng)極和陰極的第一系統(tǒng)輸入304和第二系統(tǒng)輸入306。當(dāng)?shù)谝缓偷诙到y(tǒng)輸入304、306耦合到主光電檢測(cè)器302時(shí)，光電流ip在第二和第一系統(tǒng)輸入306、304之間通過(guò)。換言之，光電流ip與光電檢測(cè)器302的極性相反地流動(dòng)，如在圖3中所看到的。

電路300還可以包括差分跨阻抗放大級(jí)350。該第一放大級(jí)350具有被配置為接收光電流ip的輸入，并利用某個(gè)跨阻抗增益(也涉及從電流至電壓的轉(zhuǎn)換的增益)將光電流ip轉(zhuǎn)換成差分電壓vt。與單個(gè)放大器電路相比，對(duì)于類(lèi)似的噪聲和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，差分跨阻抗放大級(jí)350的使用允許至少2倍的增益因子。例如，在單個(gè)跨阻抗放大器電路將10^-10安培的光電流ip轉(zhuǎn)換成1v輸出的情況下，所示差分設(shè)置產(chǎn)生在第一跨阻抗放大器電路314的輸出314處的+1v和在第二跨阻抗放大器電路320的輸出322處的-1v。因此，差分電壓v1是2v或單個(gè)放大器能夠?qū)崿F(xiàn)的增益的兩倍。然而與在單端放大器中相比對(duì)這一增加的增益的噪聲懲罰和動(dòng)態(tài)響應(yīng)要小。因此，差分跨阻抗放大級(jí)350比現(xiàn)有技術(shù)的高溫測(cè)量放大級(jí)產(chǎn)生更高的信噪比。

差分跨阻抗放大級(jí)350可以包括被配置為經(jīng)由第一和第二跨阻抗放大器電路312、320來(lái)對(duì)主光電檢測(cè)器302進(jìn)行偏置的主偏置電路308。主偏置電路308不是必需的，并且在一些實(shí)施例中可以用到地的連接來(lái)代替。在施加偏壓的情況下，其范圍可以在0v和某個(gè)反向偏壓之間。顯示主偏置電路308的極性，使得反向偏壓存在于主光電檢測(cè)器302的兩端。主偏置電路308可具有第一和第二輸出328、330。

差分跨阻抗放大級(jí)350還可以包括具有第一電流輸入316和第一跨阻抗電壓輸出314的第一跨阻抗放大器電路312。可以在圖7和8中看到跨阻抗電路312、320的一個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。第一電流輸入316可以接收光電流ip，并且第一跨阻抗放大器電路312可以將該電流轉(zhuǎn)換成在第一跨阻抗電壓輸出314處看到的第一輸出電壓。

第一電流輸入316可以耦合到第一系統(tǒng)輸入304，并且第一偏壓輸入318可以耦合到主偏置電路308的第一輸出328。換言之，第一跨阻抗放大器電路312可以具有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于來(lái)自主光電檢測(cè)器302的電流，而一個(gè)用于參考電壓，其等于主偏置電路308的第一輸出328處的偏壓。

可以在第一跨阻抗電壓輸出314處看到第一輸出電壓，并且該第一輸出電壓可以與光電流ip成比例。

差分跨阻抗放大級(jí)350還可以包括具有第二電流輸入324和第二跨阻抗電壓輸出322的第二跨阻抗放大器電路320。第二電流輸入324可以接收光電流ip，并且第二跨阻抗放大器電路320可以將該電流轉(zhuǎn)換成在第二跨阻抗電壓輸出322處看到的第二輸出電壓。

第二電流輸入324可以耦合到第二系統(tǒng)輸入306，并且第二偏壓輸入326可以耦合到主偏置電路308的第二輸出330。換言之，第二跨阻抗放大器電路320可以具有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于源自主光電檢測(cè)器312的在與跨阻抗放大器中的相同和相反的方向上流動(dòng)的電流，而一個(gè)用于參考電壓，其等于主偏置電路308的第二輸出330處的偏壓。

可以在第二跨阻抗電壓輸出324處看到第二輸出電壓，并且該第二輸出電壓可以與光電流ip成比例，但具有與在第一跨阻抗電壓輸出314處的第一輸出電壓相反的極性。因此，差分電壓v1具有是第一或第二輸出電壓的兩倍的幅度，并且由此具有比任一跨阻抗放大器電路能夠單獨(dú)提供的更大的增益。

主偏置電路308可以耦合到第一和第二跨阻抗放大器電路312、320，以便使具有在0v至反向偏壓之間(包括0v和反向偏壓)的值的偏壓存在于主光電檢測(cè)器302的兩端。

差分輸出電壓v1(也可以被稱(chēng)為主差分輸出電壓)可以是第一和第二跨阻抗電壓輸出314、322之間的差。此外，該差分電壓v1可以被配置為轉(zhuǎn)換成處理器中的溫度或反射比值。

在實(shí)施例中，主偏置電路308可以包括兩個(gè)電壓源，每一個(gè)電壓源被配置為將相反的偏壓施加到主光電檢測(cè)器302的一側(cè)。特別參考陽(yáng)極偏壓和陰極偏壓，可以在圖9中看到一個(gè)這種實(shí)施例。

圖4示出具有額外的增益級(jí)的全差分放大器電路400的另一實(shí)施例，所述額外的增益級(jí)為在圖3中討論的差分跨阻抗放大級(jí)350的差分輸出提供兩級(jí)增益。放大器電路400可以包括并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)或更多個(gè)差分電壓放大器級(jí)430、432。換言之，可以將來(lái)自差分跨阻抗放大器級(jí)350的每一個(gè)差分輸出電壓提供給兩個(gè)或更多個(gè)差分電壓放大器級(jí)430、432中的每一個(gè)。雖然只有兩個(gè)差分電壓放大器級(jí)430、432，但可以提供三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)差分放大器級(jí)，其中每一級(jí)可以接收差分輸出電壓v1。這些級(jí)中的每一級(jí)可以具有不同的增益，并且在它們的輸出之間的選擇可以使不同的增益能夠被電子選擇，以便處理不同的光電檢測(cè)器電流ip。兩個(gè)或更多個(gè)差分電壓放大器級(jí)430、432中的每一個(gè)可以具有差分電壓輸出v2和v3。這些差分輸出v2和v3中的每一個(gè)可以與作為輸入提供給差分電壓放大器級(jí)430、432中的每一個(gè)的第一差分電壓v1成比例。

在實(shí)施例中，差分電壓放大器級(jí)430、432中的每一個(gè)可以包括并聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)差分電壓放大器?？梢栽趫D5中看到這種放大器對(duì)的一個(gè)這種配置。然而，該設(shè)置僅出于說(shuō)明的目的，并不限制可以在兩個(gè)差分電壓放大器級(jí)430、432中的每一個(gè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)的放大器的各種配置和類(lèi)型的范圍。在圖5中，第一差分放大器級(jí)430包括具有內(nèi)部反饋的兩個(gè)差分放大器534、536(例如，差分儀器放大器)，而第二差分放大器級(jí)432包括具有外部反饋的兩個(gè)單端放大器538、540。第一差分放大器級(jí)430提供比第二差分電壓放大器級(jí)432高的增益。這發(fā)生的一種方式是通過(guò)向差分電壓放大器534、536二者提供全第一差分電壓v1，使得與使用單個(gè)放大器相比，第一差分放大器級(jí)430的差分電壓輸出v2已經(jīng)看到2倍的增益。此外，將第一差分電壓輸出v1的反相版本提供給兩個(gè)差分放大器534、536中的一個(gè)(例如，v1的下部支路提供給放大器534的非反相輸入和放大器536的反相輸入)。輸入的這一反相實(shí)現(xiàn)在并聯(lián)的差分放大器對(duì)(其中輸入不反相)上的進(jìn)一步的增益升高。因此，第一差分放大器級(jí)430的總增益是單端放大器的總增益的大約4倍。

第二差分電壓放大器級(jí)432不提供這一相同水平的增益，部分因?yàn)関1的每個(gè)支路僅提供給第二差分電壓放大器級(jí)432內(nèi)的放大器538、540中的一個(gè)。此外，放大器538、540不是差分放大器，因?yàn)檫@兩者的非反相輸入都接地。因此，可以看到第一差分電壓放大器級(jí)430的差分輸出具有比第二差分電壓放大器級(jí)432的差分輸出更大的增益。由于這些不同的增益，因此可以選擇電壓輸出v2，其中光電流ip為低，并且可以選擇電壓輸出v3，其中光電流ip為高。

可以在處理器內(nèi)且特別是由處理器的選擇器執(zhí)行對(duì)要處理的電壓輸出的選擇。例如，第一和第二差分電壓放大級(jí)430、432的差分電壓輸出可以被配置為耦合到處理器，例如處理器210。處理器210可以具有可以以在處理器210上運(yùn)行的軟件或固件實(shí)現(xiàn)的選擇器208。選擇器208可以被配置為在兩個(gè)或更多個(gè)差分電壓放大器級(jí)430、432的輸出之間進(jìn)行選擇，使得可以在數(shù)據(jù)收集期間在不使用電氣開(kāi)關(guān)(與圖1中的電氣選擇器108相比)的情況下執(zhí)行對(duì)放大增益的選擇，并且因此在數(shù)據(jù)流中沒(méi)有擾動(dòng)。

如先前注意到的，主光電檢測(cè)器302中的漏電流可以使可歸于目標(biāo)的光電流ip的測(cè)量出現(xiàn)偏差。這在以下情況下尤其如此；主光電檢測(cè)器302經(jīng)歷高于周?chē)h(huán)境的溫度，并且當(dāng)在高溫測(cè)量設(shè)置中被使用時(shí)，高于周?chē)h(huán)境的溫度是基準(zhǔn)。因此，使漏電流惡化。為了處理這一升高的漏電流，圖6提出測(cè)量穿過(guò)盲光電檢測(cè)器502的盲光電流并從通過(guò)主光電檢測(cè)器302測(cè)量的電流中減去所得到的光電流或暗偏移電流id。換言之，通過(guò)將盲光電檢測(cè)器502與實(shí)質(zhì)上所有的發(fā)射源隔離(例如，有效地將盲光電檢測(cè)器502放置在暗外殼中)，盲光電檢測(cè)器502中的任何光電流或暗偏移電流可以歸因于漏電流。如果盲光電檢測(cè)器502和在盲光電檢測(cè)器502兩端施加的任何偏壓與主光電檢測(cè)器302和施加到主光電檢測(cè)器302的偏壓匹配，則暗偏移電流id將表示對(duì)主光電檢測(cè)器302中的漏電流的估計(jì)。換言之，id表示ip中的為漏電流的部分。通過(guò)從ip中減去id，可以得出針對(duì)漏電流所調(diào)節(jié)或校正的主光電檢測(cè)器302的光電流(即，漏電流從ip中除去)。實(shí)際上，由于差分跨阻抗放大級(jí)350產(chǎn)生差分電壓v1作為主光電流ip的指示，因此減去暗偏移電流id意味著產(chǎn)生相應(yīng)的差分電壓輸出v4(也被稱(chēng)為盲差分電壓輸出)，并且從v1中減去v4。因此，方程(1)表示針對(duì)暗偏移電流id所部分校正的主光電流的差分電壓指示v5。

v5＝v1–v4(方程1)

為了得出v5，可以為暗偏移電流id得到差分電壓v4，并且然后可以經(jīng)由一對(duì)比較器554、556從v1中減去v4。雖然被示為差分運(yùn)算放大器，但是這對(duì)比較器554、556不限于差分運(yùn)算放大器，而可以包括能夠減去電壓的任何電路或設(shè)備。

暗偏移電流id可以經(jīng)由盲級(jí)552轉(zhuǎn)變成差分電壓v4。盲級(jí)552實(shí)質(zhì)上是另一差分跨阻抗放大級(jí)350，但測(cè)量與實(shí)質(zhì)上所有發(fā)射隔離的盲光電檢測(cè)器502，并且進(jìn)一步其中盲光電檢測(cè)器502兩端的偏壓在極性上與施加在主光電檢測(cè)器302兩端的偏壓相反(假設(shè)施加任何偏壓)。因此，像差分跨阻抗放大級(jí)350一樣，盲級(jí)552包括第三跨阻抗放大器電路512、第四跨阻抗放大器電路520、以及盲偏置電路508。盲光電檢測(cè)器502可以與主光電檢測(cè)器302基本相同。盲偏置電路508可以耦合到第三跨阻抗放大器電路512的電壓輸入518，并且耦合到第四跨阻抗放大器電路520的電壓輸入526。第三跨阻抗放大器電路512可以具有耦合到盲光電檢測(cè)器502的陽(yáng)極的電流輸入516，并且第四跨阻抗放大器電路520可以具有耦合到盲光電檢測(cè)器502的陰極的電流輸入524。由于跨阻抗放大電路512、520試圖使電流輸入516、524的電壓相對(duì)于電壓輸入518、526均衡，因此電流輸入516、524的電壓趨向于由盲偏置電路508施加的偏壓。換言之，如果盲偏置電路508將+1v的偏壓施加到第三跨阻抗放大電路512的電壓輸入518，則電流輸入516將趨向于+1v的偏壓。以這種方式，盲偏置電路508可以間接地對(duì)盲光電檢測(cè)器502進(jìn)行偏置，就像主偏置電路308間接地對(duì)主光電檢測(cè)器302進(jìn)行偏置一樣。當(dāng)主偏置電路308施加到主光電檢測(cè)器302時(shí)，盲偏置電路508可以將相等大小的偏壓施加到盲光電檢測(cè)器502。實(shí)現(xiàn)這種方案的一種方式是使主偏置電路和盲偏置電路308、508源自同一偏壓源。作為示例，圖9示出一個(gè)實(shí)施例，其中單個(gè)源用于兩個(gè)偏壓。如上面注意到的，暗偏移電流id提供對(duì)主光電檢測(cè)器302中的漏電流的估計(jì)。

比較器554、556可以各自具有一對(duì)差分輸入，并且可以各自耦合到主差分電壓輸出v1和盲差分電壓輸出v4。比較器554、556可以具有極性，使得這對(duì)比較器554、556的差分電壓輸出v5等于主差分電壓輸出v1與盲差分電壓輸出v4之間的差。換言之，比較器554、556執(zhí)行方程1。

圖7示出全差分放大器電路800的詳細(xì)示圖?？梢约僭O(shè)與已經(jīng)關(guān)于圖3-6討論的特征或部件有相似性的那些特征或部件具有如前所述的結(jié)構(gòu)和功能，特別是未關(guān)于圖7所描述的那些特征或部件。與先前附圖的一個(gè)差別是，四個(gè)跨阻抗放大器電路在此被示為具有負(fù)反饋的反相操作放大器。電流輸入715、724可以耦合到運(yùn)算放大器712、720的反相輸入。反饋電路可以包括電阻r1和r2，雖然在大部分實(shí)施例中，r1＝r2。此外，應(yīng)注意，電路800的主級(jí)和盲級(jí)或區(qū)域的反饋電阻應(yīng)該是相同的。這有助于提高模仿主光電檢測(cè)器706中的漏電流的暗偏移電流id的準(zhǔn)確度。

要注意的另一個(gè)細(xì)節(jié)是加入了開(kāi)關(guān)電路760、762和導(dǎo)電回路772、774。開(kāi)關(guān)電路760、762可以用于選擇性地將主光電檢測(cè)器702和盲光電檢測(cè)器703切換出放大器電路700。開(kāi)關(guān)電路760、762可以包括可以交替打開(kāi)和閉合的兩個(gè)開(kāi)關(guān)764、766、768、770(例如，機(jī)械繼電器、bjt、mosfet、jfet等)。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)764、768閉合而第二開(kāi)關(guān)766、770打開(kāi)時(shí)，主光電檢測(cè)器702和盲光電檢測(cè)器703切換到放大器電路700中。當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)766、770閉合而第一開(kāi)關(guān)764、768打開(kāi)時(shí)，則主光電檢測(cè)器704和盲光電檢測(cè)器703切換出放大器電路700(參見(jiàn)圖8)。通常，第一開(kāi)關(guān)764、768都打開(kāi)或都閉合，并且第二開(kāi)關(guān)766、770都閉合或都打開(kāi)。在實(shí)施例中，它們可以甚至從單個(gè)源或控制器接收指令或控制。

在實(shí)施例中，第一開(kāi)關(guān)764可以選擇性地將第一系統(tǒng)輸入704耦合到反相運(yùn)算放大器712的第一電流輸入716。當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)766、770閉合并且第一開(kāi)關(guān)764、768打開(kāi)時(shí)，導(dǎo)電回路772、774允許電流在光電檢測(cè)器702、703中流動(dòng)。第一導(dǎo)電回路772可以設(shè)置在第一和第二系統(tǒng)輸入704、706之間，并且可以包括第二開(kāi)關(guān)766，以便選擇性地使第一和第二系統(tǒng)輸入704、706短路。第二導(dǎo)電回路774可以以類(lèi)似的方式進(jìn)行設(shè)置和操作。

當(dāng)光電檢測(cè)器702、703切換出放大器電路700時(shí)，可以在檢測(cè)器702、703不存在的情況下執(zhí)行漏電流校準(zhǔn)。例如，圖3-6中的跨阻抗放大器級(jí)和圖7中的反相運(yùn)算放大器各自產(chǎn)生漏電流(或偏移電流)，并且當(dāng)檢測(cè)器702、703切換出放大器電路700時(shí)，可以估計(jì)這些漏電流。稍后，在處理期間，與在沒(méi)有檢測(cè)器702、703的情況下存在的漏電流的這些校準(zhǔn)測(cè)量相關(guān)聯(lián)的電壓或電流偏移可以用于提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。

用于開(kāi)關(guān)電路760、762的多個(gè)控制器或一個(gè)控制器未示出，但被設(shè)想為本公開(kāi)的部分。

圖9示出向一對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供兩個(gè)差分電壓信號(hào)的差分前端的另一實(shí)施例。

圖10示出高溫計(jì)系統(tǒng)的實(shí)施例。

圖11示出高溫計(jì)系統(tǒng)的另一實(shí)施例。

圖12示出操作全差分雙放大器電路的方法。方法1200可以以接收和提供(sourcing)來(lái)往于差分跨阻抗放大器級(jí)的光電流ip開(kāi)始，光電流ip由主光電檢測(cè)器產(chǎn)生(塊1202)。然后，放大器電路可以經(jīng)由差分跨阻抗放大器級(jí)將光電流ip轉(zhuǎn)換成差分輸出電壓v1(塊1204)。然后，差分跨阻抗放大器級(jí)可以向并聯(lián)設(shè)置的一對(duì)差分電壓放大器級(jí)提供第一差分輸出電壓v1(塊1206)。然后，這對(duì)差分電壓放大器級(jí)可以將第一差分輸出電壓v1轉(zhuǎn)換成具有不同增益的一對(duì)第二和第三差分輸出電壓v2和v3(塊1208)。在其他實(shí)施例中可以使用兩個(gè)或更多個(gè)差分電壓放大器級(jí)。然后，放大器電路可以經(jīng)由一對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換器向處理器提供作為數(shù)字信號(hào)的第二和第三差分輸出電壓v2和v3(塊1210)。處理器中的選擇器可以選擇要處理兩個(gè)數(shù)字信號(hào)中的哪一個(gè)(塊1212)而不使用電氣選擇器(例如，圖1中的108)，并從而避免在數(shù)據(jù)流中的縫合(stitch)。最后，處理器可以將第二和第三差分輸出電壓v2和v3中所選擇的差分輸出電壓轉(zhuǎn)換成溫度或反射比值(塊1214)。

可以在除本文中所描述的特定物理設(shè)備之外的儀器中實(shí)現(xiàn)本文中所描述的系統(tǒng)和方法。圖13示出1300儀器的一個(gè)實(shí)施例的示意表示，在該儀器1300內(nèi)，可以執(zhí)行一組指令以使設(shè)備實(shí)施或執(zhí)行本公開(kāi)的任意一個(gè)或多個(gè)方面和/或方法。圖13中的部件僅僅是示例，并且不限制實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)的特定實(shí)施例的任何硬件、軟件、固件、嵌入式邏輯部件或兩個(gè)或更多個(gè)這種部件的組合的使用或功能的范圍。所示部件的一些或全部可以是儀器1300的部分。例如，儀器1300可以是通用計(jì)算機(jī)(例如，膝上型計(jì)算機(jī))或嵌入式邏輯設(shè)備(例如，fpga)，僅舉兩個(gè)非限制性示例。

儀器1300至少包括處理器1301，例如中央處理單元(cpu)和/或fpga，僅舉兩個(gè)非限制性示例。儀器1300還可以包括都經(jīng)由總線1340彼此進(jìn)行通信并與其他部件進(jìn)行通信的存儲(chǔ)器1303和儲(chǔ)存器1308?？偩€1340還可以使顯示器1332、一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備1333(其可以例如包括小鍵盤(pán)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸筆等)、一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備1334、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備1335和各種非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)1336彼此鏈接并與處理器1301、存儲(chǔ)器1303和儲(chǔ)存器1308中的一個(gè)或多個(gè)鏈接。所有這些元件都可以直接或經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)接口或適配器通過(guò)接口連接到總線1340。例如，各種非暫時(shí)有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)1336可以經(jīng)由存儲(chǔ)介質(zhì)接口1326通過(guò)接口與總線1340連接。儀器1300可以具有任何適當(dāng)?shù)奈锢硇问剑ǖ幌抻谝粋€(gè)或多個(gè)集成電路(ic)、印刷電路板(pcb)、移動(dòng)手持設(shè)備(例如移動(dòng)電話或pda)、膝上型或筆記本計(jì)算機(jī)、分布式儀器、計(jì)算網(wǎng)格或服務(wù)器。

處理器1301(或中央處理單元(cpu))可選地包含用于指令、數(shù)據(jù)或計(jì)算機(jī)地址的暫時(shí)性局部存儲(chǔ)的高速緩存存儲(chǔ)器單元1302。處理器1301被配置為輔助執(zhí)行存儲(chǔ)在至少一個(gè)非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令。儀器1300可以提供作為處理器1301執(zhí)行體現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，存儲(chǔ)器1303、儲(chǔ)存器1308、存儲(chǔ)設(shè)備1335和/或存儲(chǔ)介質(zhì)1336(例如，只讀存儲(chǔ)器(rom)))中的軟件的結(jié)果的功能。非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)特定實(shí)施例的軟件，并且處理器1301可以執(zhí)行軟件。存儲(chǔ)器1303可以通過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌?例如，網(wǎng)絡(luò)接口1320)從一個(gè)或多個(gè)其他非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，大容量存儲(chǔ)設(shè)備1335、1336)或從一個(gè)或多個(gè)其他資源讀取軟件。軟件可以使處理器1301執(zhí)行本文中所描述或所示出的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程或一個(gè)或多個(gè)過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)步驟。執(zhí)行這種過(guò)程或步驟可以包括定義存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1303中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并修改如由軟件指引的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，fpga可以存儲(chǔ)用于執(zhí)行如在本公開(kāi)中所描述的功能的指令。在其他實(shí)施例中，固件包括用于執(zhí)行如在本公開(kāi)中所描述的功能的指令。

存儲(chǔ)器1303可以包括各種部件(例如，非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))，包括但不限于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器部件(例如，ram1304)(例如，靜態(tài)ram“sram”、動(dòng)態(tài)ram“dram”等)、只讀部件(例如，rom1305)及其任何組合。rom1305可以用于將數(shù)據(jù)和指令單向傳送到處理器1301，并且ram1304可以用于與處理器1301進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的雙向傳送。rom1305和ram1304可以包括以下所描述的任何適當(dāng)?shù)姆菚簳r(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在一些實(shí)例中，rom1305和ram1304包括用于執(zhí)行方法1200的非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在一個(gè)示例中，基本輸入/輸出系統(tǒng)1306(bios)，包括有助于例如在啟動(dòng)期間在儀器1300內(nèi)的元件之間傳送信息的基本例程，可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1303中。

固定儲(chǔ)存器1308可選地通過(guò)儲(chǔ)存器控制單元1307雙向地連接到處理器1301。固定儲(chǔ)存器1308提供額外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，并且還可以包括本文中所描述的任何適當(dāng)?shù)姆菚簳r(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。儲(chǔ)存器1308可以用于存儲(chǔ)操作系統(tǒng)1309、exec1310(可執(zhí)行文件)、數(shù)據(jù)1311、api應(yīng)用1312(應(yīng)用程序)等。例如，儲(chǔ)存器1308可以被實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)偏移。常常，雖然不是總是，儲(chǔ)存器1308是比主儲(chǔ)存器(例如，存儲(chǔ)器1303)慢的輔助存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，硬盤(pán))。儲(chǔ)存器1308還可以包括光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)存儲(chǔ)器設(shè)備(例如，基于閃存的系統(tǒng))或任何上述設(shè)備的組合。儲(chǔ)存器1308中的信息在適當(dāng)?shù)那闆r下可以作為虛擬存儲(chǔ)器并入在存儲(chǔ)器1303中。

在一個(gè)示例中，存儲(chǔ)設(shè)備1335可以經(jīng)由存儲(chǔ)設(shè)備接口1325可移除地與儀器1300通過(guò)接口連接(例如，經(jīng)由外部端口連接器(未示出))。特別地，存儲(chǔ)設(shè)備1335和相關(guān)聯(lián)的機(jī)器可讀介質(zhì)可以為儀器1300提供機(jī)器可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊和/或其他數(shù)據(jù)的非易失性和/或易失性存儲(chǔ)。在一個(gè)示例中，軟件可以完全或部分地存在于存儲(chǔ)設(shè)備1335上的機(jī)器可讀介質(zhì)內(nèi)。在另一示例中，軟件可以完全或部分地存在于處理器1301內(nèi)。

總線1340連接各種各樣的子系統(tǒng)。在本文中，在適當(dāng)?shù)那闆r下，提及總線可以包括提供公共功能的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號(hào)線?？偩€1340可以是使用各種總線架構(gòu)中的任意一種的幾種類(lèi)型的總線結(jié)構(gòu)中的任意一種，包括但不限于存儲(chǔ)器總線、存儲(chǔ)器控制器、外圍總線、局部總線及其任何組合。作為示例而非以限制的方式，這種架構(gòu)包括工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)(isa)總線、增強(qiáng)型isa(eisa)總線、微通道架構(gòu)(mca)總線、視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)局部總線(vlb)、外圍部件互連(pci)總線、pci-express(pci-x)總線、加速圖形端口(agp)總線、超傳輸(htx)總線、串行高級(jí)技術(shù)附件(sata)總線及其任何組合。

儀器1300還可以包括輸入設(shè)備1333。在一個(gè)示例中，儀器1300的用戶可以經(jīng)由輸入設(shè)備1333將命令和/或其他信息輸入到儀器1300中。輸入設(shè)備1333的示例包括但不限于文字?jǐn)?shù)字輸入設(shè)備(例如，鍵盤(pán))、定點(diǎn)設(shè)備(例如，鼠標(biāo)或觸摸板)、觸摸板、操縱桿、游戲手柄、音頻輸入設(shè)備(例如，麥克風(fēng)、語(yǔ)音響應(yīng)系統(tǒng)等)、光學(xué)掃描儀、視頻或靜止圖像捕獲設(shè)備(例如，相機(jī))及其任何組合。輸入設(shè)備1333可以經(jīng)由各種輸入接口1323中的任意一種(例如，輸入接口1323)通過(guò)接口連接到總線1340，所述輸入接口包括但不限于串行、并行、游戲端口、usb、firewire、thunderbolt或上述接口的任何組合。

在特定的實(shí)施例中，當(dāng)儀器1300連接到網(wǎng)絡(luò)1330時(shí)，儀器1300可以與其他設(shè)備(例如,連接到網(wǎng)絡(luò)1330的移動(dòng)設(shè)備和企業(yè)系統(tǒng))進(jìn)行通信?？梢酝ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)接口1320來(lái)發(fā)送來(lái)往于儀器1300的通信。例如，網(wǎng)絡(luò)接口1320可以從網(wǎng)絡(luò)1330接收采用一個(gè)或多個(gè)分組(例如，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(ip)分組)形式的進(jìn)入通信(例如，來(lái)自其他設(shè)備的請(qǐng)求或響應(yīng))，并且儀器1300可以將進(jìn)入通信存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1303中以進(jìn)行處理。儀器1300可以類(lèi)似地將采用一個(gè)或多個(gè)分組形式的外發(fā)通信(例如，至其他設(shè)備的請(qǐng)求或響應(yīng))存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1303中并從網(wǎng)絡(luò)接口1320傳送到網(wǎng)絡(luò)1330。處理器1301可以訪問(wèn)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1303中的這些通信分組以進(jìn)行處理。

網(wǎng)絡(luò)接口1320的示例包括但不限于網(wǎng)絡(luò)接口卡、調(diào)制解調(diào)器及其任何組合。網(wǎng)絡(luò)1330或網(wǎng)絡(luò)段1330的示例包括但不限于廣域網(wǎng)(wan)(例如，互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)絡(luò))、局域網(wǎng)(lan)(例如，與辦公室、建筑物、校園或其他相對(duì)較小的地理空間相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò))、電話網(wǎng)、兩個(gè)計(jì)算設(shè)備之間的直接連接及其任何組合。網(wǎng)絡(luò)(例如，網(wǎng)絡(luò)1330)可以采用有線和/或無(wú)線通信模式。通常，可以使用任何網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?/p>

可以通過(guò)顯示器1332顯示信息和數(shù)據(jù)。顯示器1332的示例包括但不限于液晶顯示器(lcd)、有機(jī)液晶顯示器(oled)、陰極射線管(crt)、等離子體顯示器及其任何組合。顯示器1332可以經(jīng)由總線1340通過(guò)接口連接到處理器1301、存儲(chǔ)器1303和固定儲(chǔ)存器1308以及其他設(shè)備(例如，輸入設(shè)備1333)。顯示器1332經(jīng)由視頻接口1322鏈接到總線1340，并且顯示器1332與總線1340之間的數(shù)據(jù)的傳輸可以經(jīng)由圖形控件1321來(lái)控制。

除了顯示器1332之外，儀器1300還可以包括一個(gè)或多個(gè)其他外圍輸出設(shè)備1334，包括但不限于音頻揚(yáng)聲器、打印機(jī)及其任何組合。這種外圍輸出設(shè)備可以經(jīng)由輸出接口1324連接到總線1340。輸出接口1324的示例包括但不限于串行端口、并行連接、usb端口、firewire端口、thunderbolt端口及其任何組合。

此外或作為可選方案，儀表1300可以提供作為邏輯硬連線或以其他方式嵌入在電路中的結(jié)果的功能，該電路可以代替軟件或連同軟件一起來(lái)操作以執(zhí)行在本文中所描述或所示出的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程或一個(gè)或多個(gè)過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)步驟。在本公開(kāi)中提及軟件可以包括邏輯，并且提及邏輯可以包括軟件。而且，在適當(dāng)?shù)那闆r下，提及非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括存儲(chǔ)用于執(zhí)行的軟件的電路(例如，ic)、體現(xiàn)用于執(zhí)行的邏輯的電路或這兩者。例如，非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括一個(gè)或多個(gè)fpga、固定邏輯、模擬邏輯或上述部件的某種組合。本公開(kāi)包括硬件、軟件或這兩者的任何適當(dāng)組合。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以使用各種不同的工藝和技術(shù)中的任意一種來(lái)表示信息和信號(hào)。例如，可以在整個(gè)以上描述中提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)和碼片可以由電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁性粒子、光場(chǎng)或光學(xué)粒子或其任何組合來(lái)表示。

在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)，相同的參考標(biāo)記用于指端子、信號(hào)線、導(dǎo)線等及其相應(yīng)的信號(hào)。在這方面，術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”、“導(dǎo)線”、“連接”、“端子”和“引腳”在本說(shuō)明書(shū)內(nèi)可以時(shí)?；ビ?。還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”、“導(dǎo)線”等可以表示一個(gè)或多個(gè)信號(hào)，例如通過(guò)單個(gè)導(dǎo)線傳送單個(gè)比特或通過(guò)多個(gè)并行導(dǎo)線傳送多個(gè)并行比特。此外，每個(gè)導(dǎo)線或信號(hào)可以表示由信號(hào)或?qū)Ь€連接的兩個(gè)或更多個(gè)部件之間的雙向通信，視情況而定。

技術(shù)人員還將認(rèn)識(shí)到，結(jié)合在本文中公開(kāi)的實(shí)施例所描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或這兩者的組合。為了清楚地說(shuō)明硬件和軟件的這種可互換性，以上通常根據(jù)其功能對(duì)各種說(shuō)明性部件、塊、模塊、電路和步驟進(jìn)行了描述。這種功能是被實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于特定的應(yīng)用和施加在整個(gè)系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)約束。技術(shù)人員可以以變化的方式對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)所述功能，但這種實(shí)現(xiàn)決定不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致偏離本發(fā)明的范圍。

可以利用設(shè)計(jì)成執(zhí)行在本文中所描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、專(zhuān)用集成電路(asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(fpga)或其他可編程邏輯設(shè)備、分立門(mén)或晶體管邏輯、分立硬件部件或其任何組合來(lái)實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行結(jié)合在本文中公開(kāi)的實(shí)施例所描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可以是微處理器，但可選地，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器或微控制器。處理器也可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如dsp和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合dsp核心的一個(gè)或多個(gè)微處理器或任何其他這種配置。

結(jié)合在本文中公開(kāi)的實(shí)施例所描述的方法或算法的步驟可以直接體現(xiàn)在硬件中，在由處理器執(zhí)行的軟件模塊、被實(shí)現(xiàn)為數(shù)字邏輯設(shè)備的軟件模塊中，或者在這些的組合中。軟件模塊可以存在于ram存儲(chǔ)器、閃速存儲(chǔ)器、rom存儲(chǔ)器、eprom存儲(chǔ)器、eeprom存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)盤(pán)、cd-rom或本領(lǐng)域中已知的任何其他形式的非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。示例性非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)耦合到處理器，使得處理器可以從非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息和將信息寫(xiě)入到非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。可選地，非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以與處理器成為一體。處理器和非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以存在于asic中。asic可以存在于用戶終端中?？蛇x地，處理器和非暫時(shí)性有形計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以作為分立部件存在于用戶終端中。在一些實(shí)施例中，軟件模塊可以被實(shí)現(xiàn)為數(shù)字邏輯部件，例如利用軟件模塊被一次編程的fpga中的那些數(shù)字邏輯部件。

提供所公開(kāi)的實(shí)施例的前述描述以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┗蚴褂帽景l(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，并且在本文中定義的一般原理可以應(yīng)用于其他實(shí)施例而不偏離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并不旨在限于在本文中所示出的實(shí)施例，而應(yīng)被賦予與在本文中所公開(kāi)的原理和新穎特征一致的最寬范圍。