[发明专利]一种传感器控制电路和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术，具体而言涉及一种传感器控制电路和电子装置。

背景技术

随着MEMS（微机电系统）技术的发展，压阻式加速度传感器由于其灵敏度高，响应速度快和受电磁干扰小等优点而被广泛应用在许多领域。通常，传感器的输出是个很小的电压信号，由于信号很小，传感器输出的信号很容易被噪声淹没而无法被恢复。即使先经过放大，但由于放大器本身也有噪声，而且也会被放大，所以经过放大之后信噪比并没有提高。对于传感器输出的信号中的低频噪声，一般采用无源RC低通滤波器滤除。

现有技术中的一种加速度传感器的控制电路的原理图如图1所示，包括加速度传感器101、抗混频滤波器102和放大器103。该加速度传感器的控制电路也称为加速度传感器模拟前端，其通过加速度传感器101获取加速度信号，通过抗混频滤波器102对加速度传感器101输出的信号进行滤波和放大，通过放大器103对加速度信号进行放大，以用于后续的操作。其中，加速度传感器101可以为压阻式加速度传感器；压阻式加速度传感器的模型通常表示为一个桥式电阻，如图1所示。抗混频滤波器102，一般采用连续的无源RC滤波电路实现。放大器103一般为比例放大电路，该比例放大电路的增益由输出反馈电阻和输入反馈电阻的比值决定。在图1中，Vsig表示加速度传感器101的信号输入端，K表示放大器103的放大倍数。

在现有技术中，连续的无源RC滤波电路实现较低的带宽，需要很大的电阻和电容，因此往往导致电路（芯片）的面积很大。同时，传感器一直处于工作状态，会造成很大的功耗。因为信号幅度很小，对驱动电路的噪声和线性要求高，设计难度大。连续的有源滤波电路需要使用放大器，不仅消耗很大电流，而且由于放大器本身的非线性，导致信号失真，从而对放大器的设计要求很高，增加设计难度。经过滤波电路的信号在经过放大电路时，传统的电阻比例放大电路和开关电容比例放大电路都会在放大信号的同时放大噪声信号，尤其是放大器本身的低频噪声（1/f噪声），所以放大后的信号信噪比下降，造成后续恢复信号时的难度增加。并且，无源RC滤波电路由于自身不具备驱动能力，还往往造成后级的放大电路采样不充分。

由此可见，现有技术中的传感器控制电路存在采样不充分、电路面积大、功耗大以及噪声抑制能力弱等问题。为解决上述问题，本发明提出一种新的传感器控制电路。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种传感器控制电路和使用该传感器控制电路的电子装置。

本发明实施例一提供一种传感器控制电路，包括传感器、滤波电路、缓冲电路和放大电路，所述传感器的输出端与所述滤波电路的输入端相连，所述滤波电路的输出端与所述缓冲电路的输入端相连，所述缓冲电路的输出端与所述放大电路的输入端相连。

可选地，所述传感器控制电路还包括用于控制所述传感器与所述滤波电路间歇性工作的脉冲调制开关。

可选地，所述滤波电路为抗叠混低频滤波器。

可选地，所述缓冲电路为带输入失调补偿的差分缓冲电路，包括第一放大器和第二放大器，所述第一放大器和所述第二放大器分别连接成负反馈的形式。

可选地，所述第一放大器的负输入端与输出端之间连接有第一电容，所述第二放大器的负输入端与输出端之间连接有第二电容，以形成自动归零结构。

可选地，所述缓冲电路具有高输入阻抗和低输出阻抗。

可选地，所述放大电路为可控增益的开关电容型积分器电路。

可选地，所述开关电容型积分器电路包括主放大器，还包括连接于所述开关电容型积分器电路的输入端与所述主放大器的输入端之间的斩波电路，和/或，连接在所述主放大器的输入端与所述主放大器的输出端之间的采样电容；其中，所述斩波电路用于减小低频噪声和所述主放大器的输入失调电压，所述采样电容构成自动归零结构以减小所述主放大器的输入失调电压。

可选地，所述传感器为加速度传感器。

本发明实施例二提供一种电子装置，包括如上所述的传感器控制电路。

本发明的传感器控制电路，通过在滤波电路202与放大电路204之间设置缓冲电路203，可以在一定程度上提高驱动能力，保证滤波电路202输出的信号被后级的放大电路204充分采样。本发明的电子装置，使用了上述传感器控制电路，同样具有上述优点。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。

附图中：