带隙基准电路的制作方法

1.本发明属于模拟集成电路领域，特别涉及一种带隙基准电路。


背景技术：

2.带隙基准电路广泛应用在各种模拟电路中，提供不随温度变化的基准电压。带隙基准电路可以为模数转换器提供基准电压，同时可以进一步产生基准电流，为其他模拟电路提供偏置电流。带隙基准电路的性能直接影响了模数转换器的精度以及其他模拟电路模块的工作状态，在高精度的计量监测领域，如电力领域的计量芯片、生物医疗领域的传感器芯片等，高精度、低噪声、低温度系数的带隙基准电路尤为重要。为实现优良的温度性能，带隙基准电路需要进行高阶温度补偿。现有的高阶温度补偿方案，一是采用不同温度系数的电阻来实现，但不同类型的电阻难以实现良好的匹配；二是采用偏置在不同温度系数的电流的双极型晶体管来实现，但电流与双极型晶体管的失配同样会影响基准电压的温度性能。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明为了克服现有技术的至少一个问题，提供一种高精度、低噪声、低温度系数的带隙基准电路。
4.为了实现上述目的，本发明提供一种带隙基准电路，包括动态匹配电流源、零温度系数电流合成电路、高阶曲率补偿电路、斩波运算放大器、陷波滤波器以及输出电路，所述动态匹配电流源，用于周期性提供第一电流、第二电流和第三电流，所述第一电流为零温度系数电流合成电路的输入，所述第二电流为高阶曲率补偿电路的输入，所述第三电流为输出电路的输入；
5.所述零温度系数电流合成电路，用于产生负温度系数电流和正温度系数电流，将负温度系数电流和正温度系数电流合成为零温度系数电流，并将电流合成点的电压输入至斩波运算放大器；
6.所述高阶曲率补偿电路，用于为零温度系数电流合成电路提供补偿电流，以补偿零温系数电流的高阶温度特性；
7.所述斩波运算放大器，用于检测零温度系数电流合成电路内的电压差，同时消除运算放大器差分输入的失配以及降低运放内mos管的闪烁噪声，输出端与陷波滤波器的输入端连接；
8.所述陷波滤波器，用于滤除斩波运算放大器输出端的抖动，输出端与动态匹配电流源连接；
9.所述输出电路，用于将第三电流转换为基准电压。
10.进一步地，动态匹配电流源包括三组以上的共源共栅电流源，其中共源管的漏极通过第一动态匹配开关矩阵连接至相应共栅管的源极，所有共源管的源极均连接至电源vdd，栅极均连接至陷波滤波器的输出端；所有共栅管的栅极均连接至同一偏置电压vbp，漏
极分别周期性输出第一电流、第二电流和第三电流。第一动态匹配开关矩阵实现所有共源管的轮换，可消除电流源间的失配以及降低闪烁噪声。传统的动态匹配共源共栅电流源将开关矩阵放置于共栅管的漏极，以实现各支路共源共栅电流源的整体的轮转。在带隙基准电路中，为了节省功耗，各支路均采用较小的电流，而第一电阻r1、第二电阻r2和第八电阻ro阻值均较大，共源共栅电流源的共栅管漏极阻抗也很大，共栅管的漏极近似为高阻点，动态匹配开关矩阵如果放置在此，开关矩阵的时钟信号容易对该高阻点造成串扰，引起很大的毛刺，影响输出电压的准确性。本发明将第一动态匹配开关矩阵放置于共源管的漏极和共栅管的源极之间，得益于共栅管的源极阻抗远小于漏极阻抗，使得第一动态匹配开关矩阵对该节点的串扰很小，共源管轮转时带来的毛刺也很小，提高了输出电压的准确性。
11.进一步地，零温度系数电流合成电路包括两路，一路包括第一电阻r1、第三电阻r3、第六电阻r6和第一双极型晶体管q1，另一路包括第二电阻r2、第七电阻r7和第二双极型晶体管q2；记所述零温度系数电流合成电路输入端的电压为第一电压vd，第六电阻r6和第七电阻r7的一端均连接至第一电压vd，另一端分别连接至斩波运算放大器的正输入端和负输入端，对应的电压分别记为第二电压vx和第三电压vy；
12.第一电阻r1的一端连接至第二电压vx，另一端接地；第二电阻r2的一端连接至第三电压vy，另一端接地；电阻r3的一端连接至第二电压vx，另一端通过第二动态匹配开关矩阵连接至第一双极型晶体管q1的发射极，第一双极型晶体管q1的基极和集电极均接地；第三电压vy通过第二动态匹配开关矩阵连接至第二双极型晶体管q2，第二双极型晶体管q2的基极和集电极均接地。
13.进一步地，所述第一电阻r1与第二电阻r2阻值相同，第六电阻r6与第七电阻r7阻值相同；第二双极型晶体管q2包括一个单元双极型晶体管，第一双极型晶体管q1由n个单元双极型晶体管并联构成，n表示第一双极型晶体管q1与第二双极型晶体管q2的尺寸比值，n≥1；
14.斩波运算放大器、陷波滤波器、动态匹配电流源中和零温度系数电流合成电路连接的共源共栅电流源，以及零温度系数电流合成电路共同组成负反馈环路，使得第二电压vx＝第三电压vy；
15.第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值，以及第一双极型晶体管q1与第二双极型晶体管q2的尺寸比值n满足如下公式：
16.(1 r1/r3)*lnn＝17.2
17.由于第一电阻r1接于第二电压vx与地之间，第二电阻r2接于第三电压vy与地之间，第一电阻r1与第二电阻r2阻值相同，从而第一电阻r1与第二电阻r2电流相同，第一双极型晶体管q1与第二双极型晶体管q2的电流相同，第六电阻r6与第七电阻r7的电流相同。
18.第一双极型晶体管q1与第二双极型晶体管q2的集电极电压|vbe1|与|vbe2|之差为第三电阻r3两端的电压，该电压呈现正温度系数，从而第三电阻r3的电流呈正温度系数。第二双极型晶体管q2的集电极电压|vbe2|为负温度系数，而|vbe2|＝vy，从而第一电阻r1与第二电阻r2的电流为负温度系数。第六电阻r6的电流为第一电阻r1的电流和第三电阻r3的电流之和，即负温度系数电流与正温度系数电流之和。此时，第六电阻r6的电流为零温度系数电流。
19.从而第一双极型晶体管q1和第二双极型晶体管q2的电流呈正温度系数，第一电阻
r1、第二电阻r2的电流呈负温度系数，第六电阻r6、第七电阻r7的电流呈零温度系数。
20.进一步地，所述高阶曲率补偿电路，包括第四电阻r4、第五电阻r5和第三双极型晶体管q3，第二电流分别输入至第四电阻r4、第五电阻r5和第三双极型晶体管q3，记高阶曲率补偿电路输入端的电压为第四电压vz，第四电阻r4和第五电阻r5的一端均连接至第四电压vz，还通过第二动态匹配开关矩阵连接至第三双极型晶体管q3的发射极，第四电阻r4的另一端和第五电阻r5的另一端分别连接至第三电压vy和第二电压vx；所述第三双极型晶体管q3偏置在零温度系数电流，其基极与集电极接地；第三双极型晶体管q3包括m个单元双极型晶体管并联构成，m表示第三双极型晶体管q3与第二双极型晶体管q2的尺寸比值，m≥1。高阶曲率补偿电路为零温度系数电流合成电路提供微小的电流，以补偿零温系数电流的高阶曲率。利用偏置在零温度系数的第三双极型晶体管q3的基极发射极电压|vbe3|实现对零温度系数电流的高阶温度特性的补偿，进一步降低零温度系数电流的温度系数。
21.进一步地，记动态匹配电流源中有l组共源共栅电流源连接至零温度系数电流合成电路，j组共源共栅电流源连接至高阶曲率补偿电路，k组共源共栅电流源连接至输出电路，其中l≥1，k≥1，1≤j《l，即第一电流包括l路、第二电流包括j路，第三电流包括k路，则第一动态匹配开关矩阵包括l j k路，周期性实现所有共源管的轮换；
22.第二动态匹配开关矩阵包括n 1 m路，每一路连接一个单元双极型晶体管，周期性实现各个单元双极型晶体管的轮转。
23.零温度系数电流合成电路和高阶曲率补偿电路中的双极型晶体管为动态匹配双极型晶体管，统一由第二动态匹配开关矩阵实现各个单元双极型晶体管的轮转，消除第一双极型晶体管q1、第二双极型晶体管q2和第三双极型晶体管q3间的失配。高阶曲率补偿电路中的双极型晶体管偏置在零温度系数电流，对零温度系数电流合成电路中的负温度系数电流的高阶非线性进行补偿。该高阶非线性的量远小于线性量，从而对高阶曲率补偿电路中的双极型晶体管与零温度系数电流合成电路中的双极型晶体管有很高的匹配要求。将高阶曲率补偿电路中的双极型晶体管和零温度系数电流合成电路的双极型晶体管一起进行轮转，同时保证第一双极型晶体管q1、第二双极型晶体管q2和第三双极型晶体管q3间的匹配性，实现更理想的零温度系数基准电压输出。
24.进一步地，所述输出电路包括第八电阻ro和滤波电容co，记输出电压为vref，也即基准电压值，第三电流分别输入至第八电阻ro和滤波电容co，第八电阻ro的一端和滤波电容co的一端均连接至输出电压vref，另一端均接地，该输出电路能够实现电流到电压的转换，同时提供滤波功能；输出电压vref表示为：
25.vref＝(2k/l)*(ro/r1)*[|vbe2| (r1/r3)*v
t
*lnn]
[0026]
其中v
t
为热电压，即v
t
＝kt/q，k为玻尔兹曼常数，t为开尔文温度，q为电子电量。
[0027]
可根据所需要的基准电压值，选择合适的k、l以及ro/r1值。
[0028]
进一步地，本技术的一种带隙基准电路，还包括米勒补偿电路，所述米勒补偿电路，用于补偿负反馈环路的相位裕度，包括第一电容cm和第九电阻rm，所述第二电容cm的一端连接陷波滤波器的输出端，另一端连接第九电阻rm的一端；第九电阻rm的另一端连接零温度系数电流合成电路的输入端。
[0029]
进一步地，所述第六电阻r6和第七电阻r7均由两个以上的单元电阻串并联而成，以实现良好的匹配性。
[0030]
进一步地，所述斩波运算放大器包括第一斩波器chop1、第二斩波器chop2、第七pmos管至第十四pmos管：m7、m8、m9、m10、m11、m12、m13、m14以及第一nmos管至第四nmos管：m15、m16、m17、m18，斩波运算放大器的正输入端连接至第一斩波器chop1的正输入端，斩波运算放大器的负输入端连接至第一斩波器chop1的负输入端；chop1的正输出端连接至第九pmos管m9的栅极，第一斩波器chop1的负输出端连接至第十pmos管m10的栅极；第九pmos管m9的源极与第十pmos管m10的源极均连接至第八pmos管m8的漏极；第八pmos管m8的源极连接至第七pmos管m7的漏极，栅极连接至第五电压vp2；第七pmos管m7的栅极连接至第六电压vp1，源极接电源；第九pmos管m9的漏极连接至第三nmos管m17的漏极及第一nmos管m15的源极，第十pmos管m10的漏极连接至第四nmos管m18的漏极及第二nmos管m16的源极；第三nmos管m17和第四nmos管m18的源极均接地，栅极均连接至第七电压vn1；第一nmos管m15和第二nmos管m16的栅极均连接至第八电压vn2；第一nmos管m15的漏极连接至第十三pmos管m13的漏极及第二斩波器chop2的正输入端；第二nmosm16的漏极连接至第十四pmos管m14的漏极及第二斩波器chop2的负输入端；第十三pmos管m13和第十四pmos管m14的栅极均连接至第五电压vp2，第十三pmos管m13的源极连接至第十一pmos管m11的漏极，第十四pmos管m14的源极连接至第十二pmos管m12的漏极；第十一pmos管m11和第十二pmos管m12的源极均接电源，栅极均连接至第二斩波器chop2的正输出端，第二斩波器chop2的负输出端即为斩波运算放大器的输出端。
[0031]
有益效果：本发明的带隙基准电路实现了基准输出电压的高阶温度补偿，可消除基准电路中的多种非理想失配，同时输出电压值灵活可配置，实现高精度、低噪声、低温度系数的基准电压输出。
附图说明
[0032]
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0033]
图1是本技术实施例提供的带隙基准电路的结构框图。
[0034]
图2是本技术实施例提供的带隙基准电路的详细结构图。
[0035]
图3是本技术实施例提供的斩波运算放大器的结构图。
[0036]
图4是本技术实施例提供的动态匹配开关矩阵的结构图。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]
本技术实施例提供的带隙基准电路可以应用于高精度的计量监测领域，如应用于电力领域的计量芯片、生物医疗领域的传感器芯片等。
[0039]
如图1所示，本实施例提供一种实现高阶温度补偿的带隙基准电路，包括动态匹配电流源、零温度系数电流合成电路、高阶曲率补偿电路、斩波运算放大器、陷波滤波器、米勒补偿电路以及输出电路，所述动态匹配电流源，用于周期性提供第一电流、第二电流和第三
电流，所述第一电流为零温度系数电流合成电路的输入，所述第二电流为高阶曲率补偿电路的输入，所述第三电流为输出电路的输入；
[0040]
所述零温度系数电流合成电路，用于产生负温度系数电流和正温度系数电流，将负温度系数电流和正温度系数电流合成为零温度系数电流，并将电流合成点的电压输入至斩波运算放大器；
[0041]
所述高阶曲率补偿电路，用于为零温度系数电流合成电路提供补偿电流，以补偿零温系数电流的高阶温度特性；
[0042]
所述斩波运算放大器，用于检测零温度系数电流合成电路内的电压差，同时消除运算放大器差分输入的失配以及降低运放内mos管的闪烁噪声，输出端与陷波滤波器的输入端连接；
[0043]
所述陷波滤波器，用于滤除斩波运算放大器输出端的抖动，输出端与动态匹配电流源连接；
[0044]
所述米勒补偿电路，用于补偿负反馈环路的相位裕度；
[0045]
所述输出电路，用于将第三电流转换为基准电压。
[0046]
其中零温度系数电流合成电路和高阶曲率补偿电路中的双极型晶体管为动态匹配双极型晶体管。动态匹配电流源可消除电流源间的失配以及降低闪烁噪声；动态匹配双极型晶体管可消除双极型晶体管间的失配；零温度系数电流合成电路利用互相匹配的电阻和双极型晶体管的基极发射极电压形成零温系数的电流；高阶曲率补偿电路针对带隙基准电压的高阶温度特性进行补偿，进一步降低输出基准电压的温度系数；斩波运算放大器可消除运放差分输入的失配以及降低运放内mos管的闪烁噪声；输出电路由电阻和滤波电容构成，实现电流到电压的转换，输出基准电压。本实施例可消除基准电路中的多种非理想失配，实现高精度、低噪声、低温度系数的基准电压输出。
[0047]
如图2所示，本发明一实施例中，动态匹配电流源提供三路电流输出分别给零温度系数电流合成电路、高阶曲率补偿电路和输出电路，由多组共源共栅电流源组成，其中共源管的漏极通过第一动态匹配开关矩阵连接至相应共栅管的源极，所有共源管的源极均连接至电源vdd，栅极均连接至陷波滤波器的输出端；所有共栅管的栅极均连接至同一偏置电压vbp，漏极分别周期性输出第一电流、第二电流和第三电流。第一动态匹配开关矩阵实现所有共源管的轮换，可消除电流源间的失配以及降低闪烁噪声。
[0048]
于本实施例中，动态匹配电流源由l j k路pmos共源共栅电流源和l j k路第一动态匹配开关矩阵组成，l≥1，k≥1，1≤j《l，其中l路为零温度系数电流合成电路提供电流，其共源管为m1_1，m1_2，...m1_l，共栅管为m4_1，m4_2，...m4_l；j路为高阶曲率补偿电路提供电流，其共源管为m2_1，m2_2，...m2_j，共栅管为m5_1，m5_2，...m5_j；k路为输出电路提供电流，其共源管为m3_1，m3_2，...m3_k，共栅管为m6_1，m6_2，...m6_k。所有的共源管m1_1，m1_2，...m1_l，m2_1，m2_2，...m2_j，m3_1，m3_2，...m3_k尺寸相同；所有的共栅管m4_1，m4_2，...m4_l，m5_1，m5_2，...m5_j，m6_1，m6_2，...m6_k尺寸相同。l j k个共源管的栅极连接至陷波滤波器的输出vg，源极接电源vdd，漏极通过第一动态匹配开关矩阵与l j k个共栅管的源极连接。l j k个共栅管的栅极连接至同一偏置电压vbp，其中m4_1，m4_2，...m4_l管的漏极连接至第一电压vd，m5_1，m5_2，...m5_j管的漏极连接至第四电压vz，m6_1，m6_2，...m6_k管的漏极连接至输出电压vref。
[0049]
于本实施例中，零温度系数电流合成电路，将负温度系数电流和正温度系数电流合成为零温度系数电流，包括第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第六电阻r6、第七电阻r7，第一双极型晶体管q1和第二双极型晶体管q2。第一电阻r1与第二电阻r2阻值相同，第六电阻r6与第七电阻r7阻值相同。第六电阻r6和第七r7的一端连接至第一电压vd，另一端分别连接至第二电压vx和第三电压vy。第一电阻r1的一端连接至第二电压vx，另一端接地；第二电阻r2的一端连接至第三电压vy，另一端接地。第三电阻r3的一端连接至第二电压vx，另一端通过第二动态匹配开关矩阵连接至第一双极型晶体管q1的发射极，第一双极型晶体管q1的基极和集电极均接地；第三电压vy通过第二动态匹配开关矩阵连接至第二双极型晶体管q2，第二双极型晶体管q2的基极和集电极均接地。第一双极型晶体管q1由n个单元双极型晶体管并联构成，n≥1，每个单元双极型晶体管与第二双极型晶体管q2尺寸相同；第二电压vx连接至斩波运算放大器的正输入端，第三电压vy连接至斩波运算放大器的负输入端，斩波运算放大器、陷波滤波器、米勒补偿电路、共源管m1、共源管m4以及零温度系数电流合成电路共同组成负反馈环路，使得第二电压vx＝第三电压vy，从而第六电阻r6与第七电阻r7的电流相同。第六电阻r6和第七电阻r7可有由多个单元电阻串并联而成，实现良好的匹配性。第一电阻r1与第二电阻r2阻值相同，从而第一电阻r1与第二电阻r2电流相同，第一双极型晶体管q1与第二双极型晶体管q2电流相同。第一双极型晶体管q1与第二双极型晶体管q2的集电极电压|vbe1|与|vbe2|之差为第三电阻r3两端的电压，该电压呈现正温度系数，从而第三电阻r3的电流呈正温度系数。第二双极型晶体管q2的集电极电压|vbe2|为负温度系数，而|vbe2|＝vy，从而第一电阻r1与第二电阻r2的电流为负温度系数。第六电阻r6的电流为第一电阻r1的电流和第三电阻r3的电流之和，即负温度系数电流与正温度系数电流之和。选择第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3的阻值及第一双极型晶体管q1与第二双极型晶体管q2的尺寸比值n，满足公式：
[0050]
(1 r1/r3)*lnn＝17.2
[0051]
此时，第六电阻r6的电流为零温度系数电流。
[0052]
于本实施例中，高阶曲率补偿电路包括第四电阻r4、第五电阻r5和第三双极型晶体管q3，第四电阻r4与第五电阻r5阻值相同，为零温度系数电流合成电路提供微小的电流，以补偿零温系数电流的高阶曲率。第三双极型晶体管q3由m个单元双极型晶体管并联构成，m≥1，每个单元双极型晶体管与第二双极型晶体管q2尺寸相同，且第三双极型晶体管q3偏置在零温度系数电流，其基极与集电极接地，发射极连接至电压vz。电阻r4和电阻r5的一端连接至第四电压vz，第四电阻r4和第五电阻r5的另一端分别连接至第三电压vy和第四电压vx。第三双极型晶体管q3的基极发射极电压|vbe3|实现对零温度系数电流的高阶温度特性的补偿，进一步降低零温度系数电流的温度系数。
[0053]
于本实施例中，零温度系数电流合成电路和高阶曲率补偿电路中的第一双极型晶体管q1、第二双极型晶体管q2、第三双极型晶体管q3为动态匹配双极型晶体管，由第二动态匹配开关矩阵实现各个单元双极型晶体管的轮转，消除第一双极型晶体管q1、第二双极型晶体管q2、第三双极型晶体管q3间的失配。
[0054]
于本实施例中，第一动态匹配开关矩阵和第二动态匹配开关矩阵如图4所示，图中所示为5路的情形，对应5路输入和5路输出，图中每个交点为一个开关，相同编号的开关为同时导通或关闭，开关控制5种编号的开关依次导通，当某一编号开关导通时，其余编号的
开关均关闭，且每种编号的开关的导通时间均相同。
[0055]
于本实施例中，斩波运算放大器如图3所示，包括第一斩波器chop1、第二斩波器chop2、第七pmos管至第十四pmos管：m7、m8、m9、m10、m11、m12、m13、m14以及第一nmos管至第四nmos管：m15、m16、m17、m18，斩波运算放大器的正输入端连接至第一斩波器chop1的正输入端，斩波运算放大器的负输入端连接至第一斩波器chop1的负输入端；chop1的正输出端连接至第九pmos管m9的栅极，第一斩波器chop1的负输出端连接至第十pmos管m10的栅极；第九pmos管m9的源极与第十pmos管m10的源极均连接至第八pmos管m8的漏极；第八pmos管m8的源极连接至第七pmos管m7的漏极，栅极连接至第五电压vp2；第七pmos管m7的栅极连接至第六电压vp1，源极接电源；第五电压vp2和第六电压vp1为偏置电压；第九pmos管m9的漏极连接至第三nmos管m17的漏极及第一nmos管m15的源极，第十pmos管m10的漏极连接至第四nmos管m18的漏极及第二nmos管m16的源极；第三nmos管m17和第四nmos管m18的源极均接地，栅极均连接至第七电压vn1；第一nmos管m15和第二nmos管m16的栅极均连接至第八电压vn2；第一nmos管m15的漏极连接至第十三pmos管m13的漏极及第二斩波器chop2的正输入端；第二nmosm16的漏极连接至第十四pmos管m14的漏极及第二斩波器chop2的负输入端；第十三pmos管m13和第十四pmos管m14的栅极均连接至第五电压vp2，第十三pmos管m13的源极连接至第十一pmos管m11的漏极，第十四pmos管m14的源极连接至第十二pmos管m12的漏极；第十一pmos管m11和第十二pmos管m12的源极均接电源，栅极均连接至第二斩波器chop2的正输出端，第二斩波器chop2的负输出端即为斩波运算放大器的输出端。
[0056]
于本实施例中，斩波运算放大器检测零温度系数电流合成电路内的电压差，同时可消除运放差分输入的失配以及降低运放内mos管的闪烁噪声；陷波滤波器，滤除斩波运算放大器输出端的抖动，可采用开关电容来实现；米勒补偿电路，补偿负反馈环路的相位裕度，包括第一电容cm和第九电阻rm，所述第二电容cm的一端连接陷波滤波器的输出端，另一端连接第九电阻rm的一端；第九电阻rm的另一端连接零温度系数电流合成电路的输入端。
[0057]
于本实施例中，输出电路由第八电阻ro和滤波电容co组成，实现电流到电压的转换，同时提供滤波功能，输出电压为vref，也即基准电压值。第八电阻ro、滤波电容co并联，一端均接地，另一端连接至输出电压vref。动态匹配电流源为零温度系数电流合成电路提供l路电流，为输出电路提供k路电流，则有：
[0058]
vref＝(2k/l)*(ro/r1)*[|vbe2| (r1/r3)*v
t
*lnn]
[0059]
其中v
t
为热电压，即v
t
＝kt/q，k为玻尔兹曼常数，t为开尔文温度，q为电子电量。可根据所需要的基准电压值，选择合适的k、l以及ro/r1值。
[0060]
本发明提供了一种带隙基准电路，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。