[发明专利]积分电路及接近检测芯片

说明书

技术领域

本发明涉及模拟信号电路领域，具体涉及一种积分电路及一种接近检测芯片。

背景技术

接近检测芯片可以检测一个物体的存在，以及该物体距离该接近检测芯片的远近。接近检测芯片的应用领域十分广泛，如速度探测、自动水龙头的人手探测、传送带上物体的自动计数或检查，以及打印机的纸边缘检测等。

光电式的接近检测芯片在检测目标物体时，首先向目标物体发射检测光(通常为红外光)，然后通过光电二极管检测目标物体反射回的检测光的强度。光电二极管经光照射后产生光电流，光电流的强度与目标物体距离接近检测芯片的距离成反比，目标物体越近，光电流越强，目标物体越远，光电流越弱。

但在实际应用中，照射到光电二极管上的不仅是目标物体反射回来的检测光，还包括环境光(如阳光、灯光等)。环境光的干扰严重影响接近检测芯片的精度以及对目标物体距离的判断。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种积分电路及基于所述积分电路的接近检测芯片，可以有效地消除环境光的干扰分量，提高接近检测芯片的精度，不仅适用于目标物体距离较近的情况，还适用于物体距离较远的情况。

第一方面，本发明提出了一种积分电路，具有输入端和输出端，所述积分电路包括：第一积分模块和第二积分模块，在第一模式，所述第一积分模块对输入电流进行第一次积分，在第二模式，所述第二积分模块对输入电流进行第二次积分并减去第一次积分的结果。

优选地，所述输入电流在第一模式下和第二模式下不同。

优选地，在每个检测周期中，所述积分电路每次处于所述第一模式的时间和每次处于所述第二模式的时间相等。

优选地，在每个检测周期的采样阶段中，所述积分电路在所述第一模式和第二模式之间切换N次，N为奇数。

优选地，所述积分电路还包括：设置于所述第一积分模块的输入端与输入电流之间的第一开关；设置于所述第二积分模块的输入端与输入电流之间的第二开关；设置于所述第一积分模块的输出端与所述第二积分模块的输入端之间的第三开关；所述第一开关在所述第一模式闭合，在所述第二模式断开；所述第二开关和第三开关在所述第一模式断开，在所述第二模式闭合。

优选地，所述第一积分模块包括：第一运算放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，所述第一运算放大器的同相输入端接地，所述第一运算放大器的反相输入端为所述第一积分模块的输入端；第一电容，连接在所述第一运算放大器的反相输入端和第一积分模块的输出端之间；第四开关，连接在所述第一运算放大器的反相输入端和所述第一运算放大器的输出端之间；第五开关，连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第一积分模块的输出端之间；所述第五开关在所述第一模式下闭合，在所述第二模式下断开；所述第四开关在所述第一模式下断开，在所述第二模式下闭合；所述第二积分模块包括：第二运算放大器，具有同相输入端、反相输入端和输出端，所述第二运算放大器的同相输入端接地，所述第二运算放大器的反相输入端作为所述第二积分模块的输入端，所述第二运算放大器的输出端作为所述第二积分模块的输出端；第二电容，连接在所述第二运算放大器的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间。

优选地，所述积分电路经过一个所述第一模式和第二模式后的输出电压为：其中，t0和t1分别为所述第一模式的开始时刻和结束时刻，t1和t2分别为所述第二模式的开始时刻和结束时刻，C2为所述第二电容的电容值，i(t)为所述输入电流。

优选地，所述第一积分模块还包括：第六开关，连接在所述第一运算放大器的反相输入端和所述第一运算放大器的输出端之间；第七开关，连接在所述第一运算放大器的输出端和所述第一积分模块的输出端之间；所述第二积分模块还包括第八开关，连接在所述第二运算放大器的反相输入端和所述第二运算放大器的输出端之间；在所述第一模式和第二模式，所述第六开关、第七开关、第八开关断开。

优选地，所述积分电路在每个检测周期的采样阶段结束后切换至第三模式，在所述第三模式，所述第一开关至第八开关断开。

第二方面，本发明提出了一种接近检测芯片，用于检测目标物体的远近，包括：光电二极管；积分电路，所述积分电路包括第一积分模块和第二积分模块，在第一模式，所述第一积分模块对所述光电二极管产生的光电流进行第一次积分，在第二模式，所述第二积分模块对所述光电二极管产生的光电流进行第二次积分并减去第一次积分的结果；发光二极管，用于发射检测光；模数转换器，用于将所述积分电路的输出信号转换为数字信号；控制电路，用于产生所述接近检测芯片的多个时序时钟信号，使得所述积分电路在不同模式间切换。