CN116499500A - 传感器***、传感器及其信号输出电路和信号采集设备 - Google Patents

传感器***、传感器及其信号输出电路和信号采集设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种传感器***、传感器及其信号输出电路和信号采集设备。该信号输出电路包括：电流调制模块，被配置为接收表示传感器的感测结果的感测电压信号，并将所述感测电压信号转换成感测电流信号；其中，所述感测电流信号随所述感测电压信号的变化而变化；其中，所述感测电压信号和所述感测电流信号均为矩形波信号，并且所述感测电压信号和所述感测电流信号均利用与所述矩形波信号的周期相关的信息来表示所述感测结果。利用本公开的传感器信号输出电路，能够降低***成本并提高***可靠性，并且增强传感器信号在传输过程中的抗干扰能力。

Description

传感器***、传感器及其信号输出电路和信号采集设备
技术领域
本公开涉及传感器领域，特别涉及传感器相关的信号输出电路和信号采集设备等。
背景技术
目前，传感器通常至少需要三根外接引线来将感测得到的电压信号传输到信号采集设备，其中一根为电源线（VDD），一根为电压信号输出线（OUT），一根为兼作电源地线和电压信号地线的公共线（GND），例如图1所示的。然而，使用较多物理引线会增加***成本，并且增加潜在故障点，从而导致***可靠性下降，特别是在有些传感器需要使用较长的引线来远距离传输信号的应用场景下。此外，特别是在远距离传输信号的情况下，传感器输出的电压信号容易受到干扰，且容易衰减。
当前存在一些现有技术将单片机采集到的传感器电压信号转换成电流信号，但是其是将不同占空比的方波电压信号转换成直流电压信号，再将直流电压信号转换成直流电流信号，而直流信号在传输、转换等过程中特别容易受到干扰，影响最终检测结果的精度。此外，现有方案是对信号采集设备采集后的传感器信号进行转换，而非对信号采集设备采集前的传感器输出信号进行转换，因此并不能减少传感器的外接引线个数。
由此，希望改进传感器的信号处理方式。
发明内容
本公开要解决的一个技术问题是提供一种更优的传感器的信号处理方式。
根据本公开的第一个方面，提供了一种用于传感器的信号输出电路，包括：电流调制模块，被配置为接收表示传感器的感测结果的感测电压信号，并将所述感测电压信号转换成感测电流信号；其中，所述感测电流信号随所述感测电压信号的变化而变化；其中，所述感测电压信号和所述感测电流信号均为矩形波信号，并且所述感测电压信号和所述感测电流信号均利用与所述矩形波信号的周期相关的信息来表示所述感测结果。
可选地，所述感测电流信号具有与所述感测电压信号相同的周期变化。
可选地，与所述矩形波信号的周期相关的所述信息包括周期的绝对时长、占空比、相邻周期时长之间的比例或者相邻周期时长的差值之间的比例。
可选地，所述电流调制模块被配置为在所述感测电压信号为高电平的情况下输出第一电流而在所述感测电压信号为低电平的情况下输出比第一电流小的第二电流或不输出电流，由此输出以第一电流值为高电平且第二电流值为零电流或低电平的所述感测电流信号。
可选地，所述电流调制模块包括带开关的恒定电流源，其中，所述开关被配置为根据所述感测电压信号的电平高或低而导通或断开，以及其中，所述恒定电流源被配置为在所述开关导通的情况下输出恒定的电流而在所述开关断开的情况下没有电流输出或输出恒定的较小电流，由此所述恒定电流源的输出构成所述感测电流信号。
可选地，所述感测电流信号与基本恒定的电流之和被输出作为所述传感器的输出信号。
根据本公开的第二个方面，提供了一种传感器，包括：感测部，被配置为获得表示其感测结果的感测电压信号；以及根据本公开的第一个方面的信号输出电路；其中，所述传感器包括分别用于接收电源电压和地的两个外接端子，并且以所述两个外接端子之间流过的电流来作为所述传感器的输出信号。
根据本公开的第三个方面，提供了一种用于传感器的信号采集设备，包括：一个或更多个解调模块，被配置为分别接收一个或更多个根据本公开的第二个方面的传感器的输出信号，并且将所述输出信号转换成解调电压信号，所述解调电压信号与其对应的传感器的所述感测电压信号相同或与所述感测电压信号成比例。
可选地，所述一个或更多个传感器中的至少一个传感器的所述输出信号为矩形波信号，并且利用与所述矩形波信号的周期相关的信息来表示所述感测结果；其中，对应于所述至少一个传感器的所述解调模块包括具有比较器的电流检测电路，其被配置为检测所述输出信号的电流值并将所述输出信号的电流值与所述比较器的阈值进行比较，从而输出作为矩形波信号的所述解调电压信号，其中所述解调电压信号在所述输出信号的电流值高于所述阈值的时段为高电平而在所述输出信号的电流值低于所述阈值的时段为低电平。
根据本公开的第四个方面，提供了一种传感器***，包括：一个或更多个根据本公开的第二个方面的传感器；以及信号采集设备；其中所述信号采集设备包括一个或更多个解调模块，被配置为分别接收所述一个或更多个传感器的输出信号，并且将所述输出信号转换成解调电压信号，所述解调电压信号与其对应的传感器的所述感测电压信号相同或与所述感测电压信号成比例。
可选地，该传感器***还包括多路复用器，其中，所述多路复用器选择性地将多个传感器的输出信号中的一个传送到一个解调模块，使得多个传感器能够共用一个解调模块。
由此，利用本公开提出的信号输出电路，可以减少传感器的用于传输信号的外接引线的数量，从而降低***成本并提高***可靠性。此外，由于采用本公开提出的信号输出电路，因此传感器的输出信号的载体变成电流，从而相比于电压信号，本公开的电流输出信号的抗干扰能力更强且更不易衰减，特别是在远距离传输的情况下。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据现有技术的传感器及其外接引线的示意图。
图2示出了根据本公开一个实施例的传感器的组成示意图。
图3A-图3C分别示出了根据本公开一些实施例的传感器的感测电压信号的一些波形示例。
图4A-图4C分别示出了根据本公开一个实施例的感测电压信号、感测电流信号和传感器输出信号的波形示例。
图5示出了根据本公开一个实施例的电流调制模块的组成示意图。
图6示出了根据本公开一个实施例的信号采集设备的组成示意图。
图7A和图7B分别示出了根据本公开一个实施例的信号采集设备接收到的传感器输出信号及其相应的解调电压信号的波形示例。
图8示出了根据本公开一个实施例的应用多路传感器及相应的信号采集设备的传感器***的组成示意图。
图9示出了根据本公开另一个实施例的应用多路传感器及相应的信号采集设备的传感器***的组成示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
如前所述，针对例如图1所示的现有技术的传感器存在的问题，本公开提出了一种改进的用于传感器的信号输出电路，其将传感器的输出信号的载体从电压变成了电流，从而减少了传感器的用于传输信号的外接引线的数量，由此降低***成本并提高***可靠性，并且增强了输出信号的抗干扰能力，由此提高了后端信号采集时的准确度。下面将结合附图示出的本公开的实施例来更详细阐述本发明的概念。
图2示出了根据本公开一个实施例的传感器的组成示意图。
如图2所示，在一些实施例中，传感器可以包括感测部210和信号输出电路220。
感测部210可以被配置为获得表示其感测结果的感测电压信号VS。在本文中，“感测结果”指的是传感器感测到的非电量（如各种物理量、化学量或生物量等），而“感测电压信号”或“感测电流信号”指的是可以用来表示传感器的感测结果的电压信号或电流信号。例如，感测部210通常可以包括用于直接感受被测非电量（如各种物理量、化学量或生物量等）的敏感元件和用于将敏感元件的与被测非电量对应的状态变化转换成感测电压信号的转换电路，或者可以包括能够直接将感受到的被测非电量转换为感测电压信号的感测电路。本领域技术人员均理解，本发明不限定于某一类传感器，而是可以适用于所有需要输出电信号作为感测结果的传感器。
信号输出电路220可以用于对感测部210获得的感测电压信号VS进行相应的信号处理以便于传感器信号的传输和/或后续的采集操作等。由于本发明提出了将传感器的输出信号的载体从电压变成电流的新型信号输出方式，因此本发明在信号输出电路220中新增了如图2所示的电流调制模块221来对感测电压信号VS进行电流调制处理。在本公开中，“电流调制”指的是为了传送信号而对信号载体所作的变更，即，将待传输的信号的载体由电压变为电流，而“解调”指的是“调制”的逆过程，即，将收到的电流信号还原为电压信号。本领域技术人员均理解，本发明不限于上述图2所示的信号输出电路220的示例结构。例如，尽管未示出，但是在一些其他实施例中，根据实际应用的需要，信号输出电路220还可以包括除电流调制模块221之外的其他电路，例如用于对电流调制模块221输出的感测电流信号IS进行进一步调节（例如放大等处理）的电路。信号输出电路220可以与感测部210或传感器的其他电路集成在一个芯片上，或者可以被单独制造在一个分离的芯片或部件上，从而可以通过对现有传感器加装信号输出电路220的芯片或部件来很容易地将传输感测电压信号的现有传感器升级改造为根据本发明的以电流为信号传输载体的传感器。
如图2所示，在一些实施例中，电流调制模块221被配置为接收感测部210输出的表示传感器的感测结果的感测电压信号VS，并将感测电压信号VS转换成感测电流信号IS，其中，该感测电流信号IS随感测电压信号VS的变化而变化。例如，在感测电压信号VS为常规的模拟信号并且用电压的幅值来表示感测结果的情况下，感测电流信号IS也可以为常规的模拟信号并且其电流幅值可以随感测电压信号VS的电压幅值的变化而变化，例如感测电流信号IS的电流幅值可以与感测电压信号VS的电压幅值成一定比例，从而可以用感测电流信号IS的电流幅值来表示感测结果。另外，例如，如稍后将详述的，在感测电压信号VS为采用时域信号表达方式的模拟信号并且用时间相关的信息来表示感测结果的情况下，感测电流信号IS也可以为采用时域信号表达方式的模拟信号并且其电流幅值的高/低电平跟随感测电压信号VS的电压幅值的高/低电平的变化而变化，即，在电压幅值为高电平时对应的电流幅值为高电平，而电压幅值为低电平时对应的电流幅值也为低电平，其中电压信号和电流信号的高/低电平的值可以根据实际应用情况来设置。由此转换得到的感测电流信号IS是具有与感测电压信号VS相同的时间变化的矩形波，从而变为用感测电流信号的时间相关的信息来表示感测结果。
另外，如图2所示，在一些实施例中，传感器可以仅有分别用于接收电源电压和地的两个外接端子VDD和GND，并且以这两个外接端子之间流过的电流IO来作为该传感器的输出信号。由此可以看出，相比于现有技术的图1，本发明通过新增一个电流调制模块可省去图1中的电压信号输出线OUT，从而将传感器传输信号的三线接线方式变为两线接线方式。
在图2所示的实施例中，传感器的输出信号IO可以为感测电流信号IS与流经感测部210的电流I1之和。可以通过设计来使得流经感测部210的电流I1基本恒定，即，其电流幅值随时间恒定或者其电流幅值随时间的波动量相对于感测电流信号IS的电流幅值（例如矩形波的高低电平之间的电压差）可以忽略（例如相差1个或更多个量级）或不影响后续的传感器信号处理。也可以说传感器的输出信号IO是感测电流信号IS与基本恒定的电流之和。因此，传感器的输出信号相当于仅在感测电流信号IS上加了一个直流偏置，仍然能表现出感测电流信号IS携带的感测结果信息。本领域技术人员均理解，在其他实施例中，除了图2所示的电流调制模块221和感测部210之外，传感器还可以包括其他电路，其消耗的电流（即流经的电流）也是传感器的输出信号IO的一部分，由此，与上述的电流I1类似，传感器的总电流（即输出信号IO）中除感测电流信号IS之外的电流部分可以被设计为基本恒定的电流。
下面以采用时域信号表达方式的模拟信号作为感测电压信号和感测电流信号的示例来更清楚展示上述图2所示的本发明的实施例。
在一些实施例中，传感器可以包括一个电路模块来将常规的模拟信号转换为采用时域信号表达方式的模拟信号，从而使得原先由模拟信号的幅值表达的信息（例如感测结果）转换为由时间来表达。相比于用信号幅值来表示感测结果的常规模拟感测信号，这种时域信号关注的是时间信息而不关注信号幅值变化，因此进一步增强了传感器信号的抗干扰能力。当然本公开不限于此，相反也可以根据该传感器的被测非电量直接获得采用时域信号表达方式的模拟信号来表达其感测结果。
图3A-图3C分别示出了根据本公开一些实施例的传感器的感测电压信号VS的一些波形示例，其中感测电压信号VS为采用时域信号表达方式的模拟信号。
在一些可能的实现方式中，模拟信号的时域信号表达方式可以有两大分类：1)利用周期的绝对时间长度来表达信息（例如前述的感测结果）；2)利用周期的比例关系来表达信息。其中，第二种比例关系时域表达可包括每个周期的占空比和相邻周期比例这两种表达方式。
具体地，如图3A所示，在时域信号用周期绝对时长表达时，其周期T的大小可表达信号的信息，例如可以将常规的模拟信号的幅值大小成比例地转换成周期T的大小。如图3B所示，在用每个周期占空比表达时域信号时，其占空比可表达信号的信息，例如正比于常规的模拟信号的幅值大小，即，其中TH表示高电平时长，TL表示低电平时长。如图3C所示，在时域信号用相邻周期比例表达时，相邻周期时长之间的比例或者相邻周期时长差值之间的比例可表达信号的信息，例如与常规的模拟信号的幅值大小成比例，即，/>，或者/>，其中，T1、T2、T3分别表示相邻的3个周期时长。当然，本领域技术人员均理解，本发明不限于上述的将模拟信号幅值成比例转换成相应的周期相关信息的情况，也可以采用其他方式来将被测量或表示被测量的模拟信号转换成相应的周期相关信息，只要二者之间存在映射关系即可。
在一些实施例中，传感器的感测电压信号VS可以为矩形波信号，并且该感测电压信号VS利用与该矩形波信号的周期相关的信息来表示感测结果。例如，可以用周期的绝对时长、占空比、相邻周期时长之间的比例或者相邻周期时长的差值之间的比例等与周期相关的信息来表示感测结果。同样，如上所述由感测电压信号VS转换而来的感测电流信号IS为具有与感测电压信号VS相同的周期变化的矩形波信号，并且同样利用其周期相关的信息来表示感测结果。
在如图2所示的实施例中，以图4A所示的信号（具有类似图3C所示的波形）作为感测电压信号VS为例，电流调制模块转换得到的感测电流信号IS跟随感测电压信号VS的周期变化，其波形如图4B所示，而传感器的输出信号IO如图4C所示。在附图中，分别以“VSH”和“ISH”来表示感测电压信号VS的高电平电压值与感测电流信号IS的高电平电流值，以“0”来表示这二者的低电平值。如前所述，传感器的输出信号IO为感测电流信号IS与流经感测部210的基本恒定的电流I1之和，因此，传感器的输出信号IO的高电平电流值为IOH=I1+ISH。
在如上所述采用模拟信号的各种时域信号表达方式来实现感测电压信号的实施例中，在一些情况下，电流调制模块可以被配置为在感测电压信号为高电平的情况下输出第一电流而在感测电压信号为低电平的情况下输出比第一电流小的第二电流或不输出电流，由此输出以第一电流值为高电平且第二电流值为零电流或低电平的感测电流信号。例如，可以利用该感测电压信号的高低电平状态来打开、关闭或者选择不同的恒定电流源，从而实现电流调制；由此在感测电压信号为高电平的情况下打开恒定电流源，从而输出该恒定电流源产生的恒定电流，其可以对应于前述的第一电流，而在感测电压信号为低电平的情况下关闭恒定电流源或选择较小（比前述第一电流小）的恒定电流源，即不输出电流或输出较小的恒定电流。
也就是说，在一些实施例中，如图2所示的电流调制模块221可以包括带开关的恒定电流源，其中该开关根据感测电压信号VS的电平高或低而导通或断开，而该恒定电流源在开关导通的情况下输出恒定的电流ISH而在开关断开的情况下没有电流输出，或选择另一个较小的恒定电流源，输出较小的恒定电流。由此该恒定电流源的输出构成感测电流信号IS，其跟随感测电压信号VS的周期变化，并且高电平为ISH而低电平为0或较小电流。下面图5仅仅作为示例给出了上述电流调制模块221的一种简单实现方式。本领域技术人员均理解，本发明不限于此，而是可以采用已知的各种模拟电路来实现该带开关的恒定电流源。
如图5所示，电流调制模块221可以包括NMOS晶体管M1和电阻器R1，其中NMOS晶体管M1的栅极由感测电压信号VS控制，NMOS晶体管M1的漏极耦接到电源电压VDD而源极耦接到电阻器R1的一端，电阻器R1的另一端耦接到地GND。当感测电压信号VS为高电平时NMOS晶体管M1导通，此时串联在电源电压VDD和地GND之间的NMOS晶体管M1和电阻器R1产生一恒定电流，因此可视为恒定电流源被接通而输出恒定的电流ISH。而当感测电压信号VS为低电平时NMOS晶体管M1无法导通，此时在电源电压VDD和地GND之间形成断路，没有电流流过，由此可视为恒定电流源被断开而没有电流输出。因此，NMOS晶体管M1和电阻器R1构成了一个带开关的恒定电流源。
另外，由于根据本发明的传感器将传输信号的载体从电压变成了电流，因此在采集端获取传感器的信号并进行后续处理的信号采集设备也要做出相应的改进。
图6示出了根据本公开一个实施例的信号采集设备的组成示意图。
如图6所示，在一些实施例中，可以在信号采集设备620中增加解调模块（例如图中所示的电流检测电路621）来将接收到的传感器610的输出信号IO还原为电压信号VO。还原得到的电压信号VO可称为解调电压信号，其与对应的传感器610进行电流调制之前的感测电压信号相同或与该感测电压信号成比例。图6中的解调模块示例可以适用于如前所述的利用周期信息来表达的感测电压/电流信号的传感器示例，因此，解调电压信号VO为与传感器610的感测电压信号VS和感测电流信号IS的周期变化相同的矩形波信号，其高/低电平的值可以根据实际需要而设置。
在图6所示的实施例中，解调模块包括具有比较器622的电流检测电路621。电流检测电路621被配置为检测传感器的输出信号的电流值并将该电流值与比较器622的阈值进行比较，从而输出作为矩形波信号的解调电压信号VO，其中解调电压信号VO在电流值高于阈值的时段为高电平而在电流值低于阈值的时段为低电平。本领域技术人员均理解，本发明并不限制解调模块或该具有比较器622的电流检测电路621的实现方式，而是可以采用各种方式来实现，例如可以采用类似于过流检测等的电路方式来实现。另外，虽然图6中未示出，但本领域技术人员均理解，除了解调模块之外，信号采集设备620还可以包括其他电路，例如模数转换电路、计算通信电路等，在此不用赘述。
为了更清楚展示图6的解调处理，图7A和图7B分别示出了根据本公开一个实施例的信号采集设备接收到的传感器输出信号及其相应的解调电压信号的波形示例。
在理想传输情况下，图7A所示的信号采集设备620接收到的传感器输出信号与图4C所示的传输的传感器输出信号相同。即使考虑到传输过程中可能存在的信号干扰，接收到的电流信号的幅值变动通常也远小于该电流信号的高低电平之间的差值，因此对于后续的检流和比较处理没有影响，由此图7A为了简单起见仅显示了理想情况下接收到的电流信号。通过电流检测电路621中的比较器622设置的阈值（例如可取待检测电流信号的高低电平的平均值）对该矩形波信号进行比较：高于阈值时输出解调电压信号VO为高电平VOH，即逻辑数字1，低于阈值时输出解调电压信号VO为低电平，即逻辑数字0，如图7B所示。
另外，本发明除了适用于处理单通道传感器信号的信号采集设备之外，还适合处理多通道传感器信号的信号采集设备。也就是说，本发明的扩展性非常好，可通过在信号采集设备中增加多路解调模块（例如图8所示），实现多通道传感器信号处理，将多通道的传感器的信号的三线接线方式均变为两线接线方式。
图8示出了根据本公开一个实施例的应用多路传感器及相应的信号采集设备的传感器***的组成示意图。
如图8所示，整个传感器***可以包括n路传感器811-81n以及相应的采集这n路传感器信号的信号采集设备820。这些传感器811-81n可以采用如前所述的信号输出电路来使用电流作为传输信号的载体，而信号采集设备820可以包括n个相应的解调模块821-82n，其如前所述地将接收到的传感器信号转换成解调电压信号VO1-VOn。这些传感器811-81n中的至少一个传感器可以采用如前所述的矩形波信号的周期相关信息来表达感测结果，由此对应于该至少一个传感器的解调模块可以采用如前所述的图6的结构。
例如，在如图8所示地需要采集n路传感器信号的传感器***中，通过实施本发明的信号调制和解调的处理方法，能够减少n根物理引线，极大降低多通道传感器***成本，并减少潜在故障点，提升多通道传感器***的可靠性。
图9示出了根据本公开另一个实施例的应用多路传感器及相应的信号采集设备的传感器***的组成示意图。
图9与图8的区别主要在于利用一个多路复用器来将n路传感器的输出信号合成一路，从而能够共用一个解调模块，节约硬件成本。
具体而言，如图9所示，整个传感器***可以包括n路传感器911-91n以及相应的采集这n路传感器信号的信号采集设备920。这些传感器911-91n可以采用如前所述的信号输出电路来使用电流作为传输信号的载体，而信号采集设备920可以包括多路复用器930和解调模块940。多路复用器930可以选择性地将n路传感器的输出信号中的一个IO1/IO2/…/IOn传送到一个解调模块940，该解调模块940如前所述地将接收到的传感器信号IO1/IO2/…/IOn转换成解调电压信号VO1/VO2/…/VOn。多路复用器930可以按顺序依次将n路传感器信号传送到解调模块940，或者根据需要将特定的传感器信息传送到解调模块940。这些传感器911-91n中的至少一个传感器可以采用如前所述的矩形波信号的周期相关信息来表达感测结果，由此解调模块940可以采用如前所述的图6的结构。如前所述，本发明提出了一种新型的传感器信号调制和解调的方法，将传输信号的三线接线方式通过电流调制模块变换为两线接线方式，尤其是在需要处理多路传感器的信号和远距离传输信号的应用领域，上述方法能大幅度降低***的接线成本。多通道传感器芯片组的成本降低将更为显著。
另外，由于信号线数量的减少，因此***潜在故障点减少，***可靠性提高，***性能提升，尤其是在多路传感信号应用的领域，带来更为显著的性能提升。
另外，本发明将传感器传输信号的载体从电压变为电流，增加了对干扰的抵抗能力。电压信号抗干扰能力弱，远距离传输时导线终端电压值偏差大、容易衰减；而电流信号的大小只与信号源有关，与传输导线的电阻无关，且不受分布电容的影响。因此，本发明通过电流调制模块将传输信号的载体从电压变为电流，将提高信号的抗干扰能力。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (11)

1.一种用于传感器的信号输出电路，包括：
电流调制模块，被配置为接收表示传感器的感测结果的感测电压信号，并将所述感测电压信号转换成感测电流信号；
其中，所述感测电流信号随所述感测电压信号的变化而变化；
其中，所述感测电压信号和所述感测电流信号均为矩形波信号，并且所述感测电压信号和所述感测电流信号均利用与所述矩形波信号的周期相关的信息来表示所述感测结果。
2.根据权利要求1所述的信号输出电路，其中，所述感测电流信号具有与所述感测电压信号相同的周期变化。
3.根据权利要求1所述的信号输出电路，其中，与所述矩形波信号的周期相关的所述信息包括周期的绝对时长、占空比、相邻周期时长之间的比例或者相邻周期时长的差值之间的比例。
4.根据权利要求1所述的信号输出电路，其中，所述电流调制模块被配置为在所述感测电压信号为高电平的情况下输出第一电流而在所述感测电压信号为低电平的情况下输出比第一电流小的第二电流或不输出电流，由此输出以第一电流值为高电平且第二电流值为零电流或低电平的所述感测电流信号。
5.根据权利要求4所述的信号输出电路，其中，所述电流调制模块包括带开关的恒定电流源，
其中，所述开关被配置为根据所述感测电压信号的电平高或低而导通或断开，以及
其中，所述恒定电流源被配置为在所述开关导通的情况下输出恒定的电流而在所述开关断开的情况下没有电流输出或输出恒定的较小电流，由此所述恒定电流源的输出构成所述感测电流信号。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的信号输出电路，其中，所述感测电流信号与基本恒定的电流之和被输出作为所述传感器的输出信号。
7.一种传感器，包括：
感测部，被配置为获得表示其感测结果的感测电压信号；以及
根据权利要求1-6中任一项所述的信号输出电路；
其中，所述传感器包括分别用于接收电源电压和地的两个外接端子，并且以所述两个外接端子之间流过的电流来作为所述传感器的输出信号。
8.一种用于传感器的信号采集设备，包括：
一个或更多个解调模块，被配置为分别接收一个或更多个根据权利要求7所述的传感器的输出信号，并且将所述输出信号转换成解调电压信号，所述解调电压信号与其对应的传感器的所述感测电压信号相同或与所述感测电压信号成比例。
9.根据权利要求8所述的信号采集设备，其中，所述一个或更多个传感器中的至少一个传感器的所述输出信号为矩形波信号，并且利用与所述矩形波信号的周期相关的信息来表示所述感测结果；
其中，对应于所述至少一个传感器的所述解调模块包括具有比较器的电流检测电路，其被配置为检测所述输出信号的电流值并将所述输出信号的电流值与所述比较器的阈值进行比较，从而输出作为矩形波信号的所述解调电压信号，其中所述解调电压信号在所述输出信号的电流值高于所述阈值的时段为高电平而在所述输出信号的电流值低于所述阈值的时段为低电平。
10.一种传感器***，包括：
一个或更多个根据权利要求7所述的传感器；以及
信号采集设备；
其中所述信号采集设备包括一个或更多个解调模块，被配置为分别接收所述一个或更多个传感器的输出信号，并且将所述输出信号转换成解调电压信号，所述解调电压信号与其对应的传感器的所述感测电压信号相同或与所述感测电压信号成比例。
11.根据权利要求10所述的传感器***，还包括多路复用器，
其中，所述多路复用器选择性地将多个传感器的输出信号中的一个传送到一个解调模块，使得多个传感器能够共用一个解调模块。
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