本發(fā)明涉及模擬集成電路的，具體地，涉及自適應(yīng)環(huán)境光補償電路。

背景技術(shù)：

1、光電二極管加跨阻放大器是光電測量系統(tǒng)前端的一種常用架構(gòu)，光電二極管接收光信號轉(zhuǎn)化為電流信號，跨阻放大器可以把電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號。光電二極管接收的光信號通常包括所需測量的光信號和容易造成干擾降低測量動態(tài)范圍的環(huán)境光信號，因此為了保證測量的準確性，需要增加額外的電路消除環(huán)境光信號。

2、參圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中一種帶有環(huán)境光消除電路的光電測量前端電路圖，其中包括放大器amp、反饋電阻rf、光電二極管pd及一個nbit的idac。光電二極管pd用來接收光信號轉(zhuǎn)化為電流信號，放大器amp和反饋電阻rf構(gòu)成跨阻放大器把電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，idac代表電流型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，輸入是nbit(n位)的數(shù)字信號，輸出是電流信號。nbit電流型模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電流輸出范圍是0～(2n-1)*ilsb，ilsb是nbit電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換器能輸出的最小單位電流。

3、參圖1所示現(xiàn)有技術(shù)電路工作包含兩個時刻，第一時刻光電二極管只接收環(huán)境光，產(chǎn)生電流iam，進入到跨阻放大器之后產(chǎn)生電壓vout，vout滿足下式：

4、vout＝vcm+iam*rf

5、調(diào)節(jié)電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的nbit輸入code，可以改變進入跨阻放大器的電流直到跨阻放大器的輸出vout＝vcm，此時電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換器的電流idac＝iam，即環(huán)境光激發(fā)光電二極管產(chǎn)生的電流全部由電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供，不再進入跨阻放大器。第二個時刻光電二極管接收環(huán)境光和測量的信號光，產(chǎn)生電流iam+i?in，其中iam全部由電流數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供，只有信號光激發(fā)光電二極管產(chǎn)生的信號電流iin可以進入跨阻放大器，從而達到了消除環(huán)境光精確測量信號光的目的。由于電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有有限精度，即最小輸出單位電流ilsb，環(huán)境光通過光電二極管激發(fā)的電流不能被完全消除，且環(huán)境光激發(fā)的電流往往具有較大的范圍，從而電流型數(shù)模轉(zhuǎn)換器面積較大，不利于集成。

6、因此，需要提出一種新的技術(shù)方案以改善上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)環(huán)境光補償電路。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種自適應(yīng)環(huán)境光補償電路，包括：第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第五pmos管mp5、第六pmos管mp6和第七pmos管mp7；

3、所述第一pmos管mp1的源級連接有第二pmos管mp2的源級、濾波電容c、第三pmos管mp3的源級和nmos管mn1的漏極；所述第一pmos管mp1的漏極連接有電阻r1和第四pmos管mp4的源級；所述第一pmos管mp1的柵極連接有電阻r2和電阻r1；

4、所述第二pmos管mp2的源級連接有濾波電容c、第三pmos管mp3的源級和nmos管mn1的漏極；所述第二pmos管mp2的漏極連接有開關(guān)s1和開關(guān)s4；所述第二pmos管mp2的柵極與電阻r2的另一端相連接；

5、所述第三pmos管mp3的源級連接有濾波電容c和nmos管mn1的漏極；所述第三pmos管mp3的漏極連接有開關(guān)s2和開關(guān)s3；所述第三pmos管mp3的柵極連接有開關(guān)s5和濾波電容c的另一端；

6、所述第四pmos管mp4的源級與電阻r1和電阻r2相連接；所述第四pmos管mp4的漏極連接有第七pmos管mp7漏極、電流源is1和電流源is2；所述第四pmos管mp4的柵極連接有第五pmos管mp5的漏極和電流源is1的另一端；

7、所述第五pmos管mp5的源級連接有開關(guān)s2、開關(guān)s4、開關(guān)s6和光電二極管pd的負極；所述第五pmos管mp5的漏極與電流源is1的另一端相連接，所述第五pmos管mp5的柵極連接有第六pmos管mp6的柵極和電流源is2的另一端；

8、所述第六pmos管mp6的源級連接有nmos管mn1的源級和放大器amp2的反相輸入端；所述第六pmos管mp6的漏極和柵極與電流源is2的另一端相連接；

9、所述第七pmos管mp7的源級連接有放大器amp1的反相輸入端、開關(guān)s1和開關(guān)s3；所述第七pmos管mp7的漏極連接有電流源is1和電流源is2；所述第七pmos管mp7的柵極與放大器amp1的輸出端相連接。

10、優(yōu)選地，所述開關(guān)s6的另一端連接有跨阻放大器，所述跨阻放大器包括至少放大器amp3和反饋電阻rf，用于將所述光電二極管pd輸出的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號；所述開關(guān)s6的另一端與放大器amp3的反相輸入端和反饋電阻rf的一端相連接；所述反饋電阻rf的另一端與放大器amp3的輸出端相連接；所述放大器amp3的正相輸入端與預(yù)設(shè)共模電平vcm相連接。

11、優(yōu)選地，所述開關(guān)s3、開關(guān)s4和開關(guān)s5閉合，開關(guān)s1、開關(guān)s2和開關(guān)s6斷開，光電二極管pd僅接收環(huán)境光信號，自適應(yīng)電流調(diào)節(jié)電路將環(huán)境光信號產(chǎn)生的電流完全補償。

12、優(yōu)選地，所述開關(guān)s3、開關(guān)s4和開關(guān)s5斷開，開關(guān)s1、開關(guān)s2和開關(guān)s6閉合，光電二極管pd同時接收環(huán)境光和信號光，自適應(yīng)電流調(diào)節(jié)電路僅補償環(huán)境光信號產(chǎn)生的電流，信號光信號產(chǎn)生的電流進入跨阻放大器進行轉(zhuǎn)換。

13、優(yōu)選地，所述第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第五pmos管mp5、第六pmos管mp6和第七pmos管mp7、nmos管、電阻r1和電阻r2、濾波電容c，放大器amp1和放大器amp2、電流源is1和電流源is2以及開關(guān)s1、開關(guān)s2、開關(guān)s3、開關(guān)s4和開關(guān)s5共同構(gòu)成了自適應(yīng)環(huán)境光補償電路主體；所述放大器amp3、光電二極管pd、反饋電阻rf以及開關(guān)s6共同構(gòu)成了光電測量電路前端電路主體。

14、優(yōu)選地，所述放大器amp1的正相輸入端接預(yù)設(shè)共模電平vcm，反相輸入端接第七pmos管的源極，輸出端接第七pmos管的柵極，所述第七pmos管的漏極接地，構(gòu)成的負反饋環(huán)路起到自適應(yīng)電流沉的作用，且第七pmos管的源極被鉗位到預(yù)設(shè)共模電平vcm；所述放大器amp2的正相輸入端接預(yù)設(shè)共模電平vcm，反相輸入端接nmos管的源極，輸出端接nmos管的柵極，所述nmos管的漏極接電源，構(gòu)成的負反饋環(huán)路讓nmos管的源極vp被鉗位到預(yù)設(shè)共模電平vcm。

15、優(yōu)選地，所述電流源is1和電流源is2的比例與第五pmos管和第六pmos管的w/l的比例相同，因此第五pmos管和第六pmos管的柵極電壓相同，從而所述第五pmos管和第六pmos管的源極電壓相等。

16、優(yōu)選地，所述開關(guān)s3、開關(guān)s4和開關(guān)s5閉合，所述開關(guān)s1、開關(guān)s2和開關(guān)s6斷開，且所述光電二極管pd只接收環(huán)境光后激發(fā)產(chǎn)生電流iam，所述第一、第二、第四和第五pmos以及所述電阻r2，開關(guān)s4和電流源is1共同構(gòu)成了一個環(huán)路，環(huán)路穩(wěn)定后第二pmos管中的電流等于電流源is1和光電二極管pd激發(fā)的電流之和；所述第二和第三pmos管的w/l相同，因此所述第三pmos管的電流是對所述第二pmos管的電流的復(fù)制，即滿足i＝iam+is1；且經(jīng)過所述電阻r1和濾波電容c的濾波后，所述第三pmos管中的電流是低噪聲電流。

17、優(yōu)選地，所述開關(guān)s3、開關(guān)s4和開關(guān)s5斷開，所述開關(guān)s1、開關(guān)s2和開關(guān)s6閉合，且所述光電二極管pd不僅接收與第一時刻相同環(huán)境光激發(fā)產(chǎn)生電流iam，也接收信號光源激發(fā)產(chǎn)生電流iin；所述第三pmos管的柵極電源由于所述濾波電容的存在保持和第一時刻電壓相同，因此所述第三pmos管中的電流依然是第一時刻電流大小iam+is1；由于光電二極管中的電流為iam+iin，所以只有信號光源激發(fā)光電二極管pd差產(chǎn)生的iin的電流進入所述反饋電阻rf和放大器amp3構(gòu)成的跨阻放大器，環(huán)境光激發(fā)光電二極管pd產(chǎn)生的電流iam全部被自適應(yīng)的環(huán)境光補償電路抵消掉；所述環(huán)境光補償電路補償環(huán)境光產(chǎn)生的電流范圍為0-5ma。

18、優(yōu)選地，還包括電阻r1放大器amp4、電阻r3、電容c2和第八pmos管mp8；所述放大器amp4的正相輸入端接第八pmos管的漏極或者源極，輸出端與反相輸入端短接同時接所述電阻r3和所述電容c2的一端；所述電阻r3和所述電容c2的另一端接所述第八pmos管的柵極。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

20、1、本發(fā)明的自適應(yīng)環(huán)境光補償電路通過精確補償測量光信號中的環(huán)境光成分，顯著提高了光電測量系統(tǒng)的動態(tài)范圍和測量準確性；相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠更有效地消除環(huán)境光干擾，使得信號光的測量更加精確；

21、2、本發(fā)明的環(huán)境光補償電路能夠補償?shù)沫h(huán)境光產(chǎn)生的電流范圍達到0～5ma，基本上覆蓋了大部分應(yīng)用場景，為不同光照條件下的精確測量提供了有力支持；

22、3、本發(fā)明的自適應(yīng)環(huán)境光補償電路通過優(yōu)化電路設(shè)計，尤其是第一電阻r1的實現(xiàn)方式(如圖3所示)，有效降低了所需電路面積；這種設(shè)計不僅減少了芯片占用空間，還提升了電路的集成度，降低了生產(chǎn)成本。