一种窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路的制作方法

本发明属于传感器，特别涉及一种窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路。

背景技术：

1、红外测温技术已经广泛应用于工业、汽车、家电等众多领域中，但是由于探测材料的昂贵很难大规模应用于消费电子和物联网上。探测材料有通过硅材料mems工艺设计的热电堆，成本相对低测量精度差，也有昂贵材料的氧化钒、锗，成本高测量精度高，各种技术和材料的成本相比于热释电、rgb图像等路线价格都较高。此外，由于红外成像技术是一种成像技术，因此一定程度上在一部分的应用也有隐私隐患。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，以解决上述技术中的问题。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，包括长波传感器、脉冲采样补偿电路、滤波积分电路、热数转换电路、相位发生电路、可分离驱动电路和红外发射器，所述长波传感器和所述脉冲采样补偿电路的输入端连接，所述脉冲采样补偿电路的输出端和所述滤波积分电路输入端连接，所述热数转换电路分别和所述相位发生电路、滤波积分电路连接，所述相位发生电路的输出端分别和可分离驱动电路、脉冲采样补偿电路连接，所述可分离驱动电路的输出端和所述红外发射器连接。

3、本发明的原理是：红外发射器向外发射红外信号，红外信号遇到目标物体候反射回来，长波传感器吸收反射的红外信号并转换成电信号，然后发送给脉冲采样补偿电路，同时相位发生电路发送不同相位的信号给脉冲采样补偿电路，脉冲采样补偿电路对接收的两路信号进行混合调制，再由滤波积分电路进行滤波和降噪后的信号传递至热数转换电路进行热量和数字信号的转化，换算出目标物体反射的红外光波的能量，即其温度的高低。

4、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述红外发射器发射的红外信号为红外窄脉冲信号。

5、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述长波传感器由热电堆mems器件构成，包括若干个串联的热电偶。

6、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述长波传感器吸收的红外波长范围为：5um至15um。

7、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述脉冲采样补偿电路包括开关d0、开关d1和参考电容c，所述开关d0和所述开关d1的开关状态相反，所述长波传感器分别和开关d0、开关d1的输入侧连接，所述参考电容c和所述开关d1的输入侧连接，所述开关d0、开关d1的输出侧分别和滤波积分电路得到输入侧连接，所述开关d0和所述相位发生电路的输出端连接并且受相位发生电路的信号直接控制或者同步。

8、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述开关d0和长波传感器之间、开关d1和参考电容c之间分别对应设有一个复位开关rst。

9、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述开关d0和所述开关d1均为mos开关。

10、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述滤波积分电路包括电容ca和电容cb，所述电容ca的输入侧连接开关d0的输出侧，所述电容cb的输入侧连接开关d1的输出侧。

11、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述电容ca和电容cb在理论上容值相同或现实中容值无限接近。

12、在上述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路中，所述相位发生电路为时钟电路，用于产生四个相差90°的相位信号。

13、与现有技术相比，本窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路具有以下优点：可以应用到众多应用场景，适用性强，实用性好；可以通过镜头扫描或者阵列寻找到空间中最接近参考物的目标物体，通过温差比较而锁定目标温度源，无需进行热成像，不涉及隐私问题；此外还具有低成本、高效、高精度的优点。

技术特征：

1.一种窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，包括长波传感器(1)、脉冲采样补偿电路(2)、滤波积分电路(3)、热数转换电路(4)、相位发生电路(5)、可分离驱动电路(6)和红外发射器(7)，所述长波传感器(1)和所述脉冲采样补偿电路(2)的输入端连接，所述脉冲采样补偿电路(2)的输出端和所述滤波积分电路(3)输入端连接，所述热数转换电路(4)分别和所述相位发生电路(5)、滤波积分电路(3)连接，所述相位发生电路(5)的输出端分别和可分离驱动电路(6)、脉冲采样补偿电路(2)连接，所述可分离驱动电路(6)的输出端和所述红外发射器(7)连接。

2.根据权利要求1所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述红外发射器(7)发射的红外信号为红外窄脉冲信号。

3.根据权利要求1或2所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述长波传感器(1)由热电堆mems器件构成，包括若干个串联的热电偶。

4.根据权利要求3所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述长波传感器(1)吸收的红外波长范围为：5um至15um。

5.根据权利要求1或2所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述脉冲采样补偿电路(2)包括开关d0、开关d1和参考电容c，所述开关d0和所述开关d1的开关状态相反，所述长波传感器(1)分别和开关d0、开关d1的输入侧连接，所述参考电容c和所述开关d1的输入侧连接，所述开关d0、开关d1的输出侧分别和滤波积分电路(3)得到输入侧连接，所述开关d0和所述相位发生电路(5)的输出端连接并且受相位发生电路(5)的信号直接控制或者同步。

6.根据权利要求5所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述开关d0和长波传感器(1)之间、开关d1和参考电容c之间分别对应设有一个复位开关rst。

7.根据权利要求6所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述开关d0和所述开关d1均为mos开关。

8.根据权利要求5所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述滤波积分电路(3)包括电容ca和电容cb，所述电容ca的输入侧连接开关d0的输出侧，所述电容cb的输入侧连接开关d1的输出侧。

9.根据权利要求8所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述电容ca和电容cb在理论上容值相同或现实中容值无限接近。

10.根据权利要求1或2或3所述的窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，其特征在于，所述相位发生电路(5)为时钟电路，用于产生四个相差90°的相位信号。

技术总结
本发明提供了一种窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路，属于传感器技术领域。本窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路包括长波传感器、脉冲采样补偿电路、滤波积分电路、热数转换电路、相位发生电路、可分离驱动电路和红外发射器，所述长波传感器和所述脉冲采样补偿电路的输入端连接，所述脉冲采样补偿电路的输出端和所述滤波积分电路输入端连接，所述热数转换电路分别和所述相位发生电路、滤波积分电路连接，所述相位发生电路的输出端分别和可分离驱动电路、脉冲采样补偿电路连接，所述可分离驱动电路的输出端和所述红外发射器连接。本窄脉冲积分式的定位传感器模拟前端电路具有成本低、高效、高精度、实用性好的优点。

技术研发人员：张若璞
受保护的技术使用者：宁波米德方格半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14