CN108983835B - 压力控制电路以及方法 - Google Patents
压力控制电路以及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108983835B CN108983835B CN201810792857.XA CN201810792857A CN108983835B CN 108983835 B CN108983835 B CN 108983835B CN 201810792857 A CN201810792857 A CN 201810792857A CN 108983835 B CN108983835 B CN 108983835B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sampling
- signal
- module
- voltage
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/461—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using an operational amplifier as final control device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
本申请公开了一种压力控制电路以及方法,所述电路包括:信号控制模块、第一输入端接入基准电压和第二输入端与信号控制模块的输出端连接的数模转换模块、以及输入端与数模转换模块的输出端连接的偏压模块;偏压模块连接压力传感器;信号控制模块生成多个控制信号,并将多个控制信号依次输出至数模转换模块;数模转换模块用于每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压;将多个采样电压依次输出至偏压模块;其中,多个采样电压依次递增和/或递减;偏压模块用于将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;将多个处理电压依次输出至压力传感器。本申请实施例减少了电路中的噪声。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电子技术领域,具体地说,涉及一种压力控制电路以及方法。
背景技术
随着电子技术的迅速发展,AR(Augmented Reality,增强现实)/VR (VirtualReality,虚拟现实)设备、蓝牙耳机、手机、手环等智能设备被广泛使用。智能设备中通常配置压力传感器以及MIC(Microphone,麦克风) 传感器。由于智能设备的体积较小,通常将MIC传感器以及压力传感器进行集成封装,以降低MIC传感器以及压力传感器的占用面积。同时被一起集成封装的还有为MIC传感器供电并控制其运行的MIC控制芯片以及为压力传感器供电并控制其运行的压力控制芯片。
现有技术中,MIC传感器需要持续运行以便及时感测声音。压力传感器为环境传感器,当压力传感器感应不到电信号时,压力传感器关闭以减少耗电,压力传感器感应到电信号时,压力控制芯片为压力传感器供电。压力控制芯片可以产生一个基准电压,将基准电压输入到偏压模块,经偏压模块进行偏压处理后,输出偏压电压作为压力传感器的供电电压。
但是,由于基准电压被输入到偏压模块后,偏压模块的输出端由零伏电压瞬间升压到压力传感器的供电电压,也即偏压电压,和/或基准电压不输入到偏压模块时,偏压模块输出端的电压由偏压电压瞬间下降到零伏特,由于升压和/或降压速度很快,导致瞬间产生较大的电磁噪声。封装在其周围的 MIC传感器感测到较大的噪声,声音信号不清晰,感测效果不佳。压力传感器的这种供电方式对其周围传感器的影响较大,不利于正常使用。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种压力控制电路以及方法,用于解决现有技术中压力控制芯片为压力传感器进行供电时,瞬间电压变化导致对周围MIC 传感器产生较大噪声的技术问题。
为了解决上述技术问题,本申请提供了一种压力控制电路,包括:信号控制模块、第一输入端接入基准电压和第二输入端与所述信号控制模块的输出端连接的数模转换模块、以及输入端与所述数模转换模块的输出端连接的偏压模块;其中,所述偏压模块连接压力传感器;
所述信号控制模块用于生成多个控制信号,并将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块;
所述数模转换模块用于每接收到一个控制信号,对所述基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压;将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块;其中,所述多个采样电压依次递增和/或递减;
所述偏压模块用于将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;将所述多个处理电压依次输出至压力传感器。
优选地,所述数模转换模块包括:
依次串联连接的多个采样电阻;其中,按照串联顺序将所述多个采样电阻中的第一个采样电阻的第一端接入基准电压,最后一个采样电阻的第二端接地;
每一个采样电阻的第一端以及最后一个采样电阻的第二端分别连接一个采样开关的第一端,每一个采样开关的第二端连接偏压模块;
每一个采样开关的第三端依次与信号控制模块的输出端连接,以分别接收所述信号控制模块分别输出的多个控制信号;所述多个控制信号依次控制多个采样开关对应导通,依次输出对应的采样电压。
优选地,所述多个采样电压依次递增对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到第一个控制信号,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,采集获得第一采样电压;从接收到第二个控制信号起,每接收到一个控制信号,依次导通最后一个采样电阻之前的每一个采样电阻对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第二采样电压,以获得多个第二采样电压;其中,所述第一采样电压以及所述多个第二采样电压构成所述多个采样电压。
优选地,所述多个采样电压依次递减对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到最后一个控制信号之前,每接收到每一个控制信号,按照采样电阻的串联顺序依次导通每一个采样电阻第一端对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第三采样电压,获得多个第三采样电压;接收到最后一个控制信号时,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,获得第四采样电压;其中,所述第四采样电压以及所述多个第三采样电压构成所述多个采样电压。
优选地,所述多个控制信号为单脉冲信号,所述单脉冲信号的脉冲宽度与所述电路中的时钟周期一致。
优选地,所述信号控制模块生成多个控制信号包括:
所述信号控制模块根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号。
优选地,所述偏压模块包括:第一输入端与所述数模转换模块的输出端连接的运算放大器,栅极与所述运算放大器输出端连接,源极连接电源,漏极连接第一分压电阻第一端的P型场效应管PMOS,所述第一分压电阻第二端连接第二分压电阻第一端,第二分压电阻第一端连接所述运算放大器第二输入端,所述第二分压电阻第二端接入等电势;
所述偏压模块将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;将所述多个处理电压依次输出至压力传感器具体是:
所述运算放大器将所述采样电压进行放大处理后,将放大后的电压处理信号通过所述PMOS的漏极,利用所述PMOS的漏极输出多个处理电源输出至压力传感器。
本申请还提供一种信号生成方法,其特征在于,应用于压力控制电路中,所述压力控制电路包括:信号控制模块,第一输入端接入基准电压和第二输入端与所述信号控制模块的输出端连接的数模转换模块、以及输入端与所述数模转换模块的输出端连接的偏压模块;其中,所述偏压模块连接压力传感器;
所述方法包括:
所述信号控制模块生成多个控制信号,并将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块;
所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压;
所述数模转换模块将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块;其中,所述多个采样电压依次递增和/或递减;
所述偏压模块将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;
所述偏压模块将所述多个处理电压依次输出至压力传感器。
优选地,所述多个控制信号为单脉冲信号,所述单脉冲信号的脉冲宽度与所述电路中的时钟周期一致。
优选地,所述信号控制模块生成多个控制信号包括:
所述信号控制模块根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号。
本申请实施例中,在电压控制电路中,利用信号控制模块生成多个控制信号,并将所述多个控制信号输出至所述数模转换模块,所述数模转换模块可以接收所述多个控制信号,并在每接收到一个控制信号时,对基准电压进行阶梯采样,以获得多个采样电压,将所述多个采样电压一次输出至偏压模块进行偏压处理,进而偏压模块可以将每个采样电压进行偏压处理,获得多个偏压电压,进而将多个偏压电源依次输出至压力传感器,为所述压力传感器供电。采样电压呈阶梯状增长和/或下降不是由零伏瞬间增大或瞬间减小到零伏特,因此,偏压模块将采样电压进行偏压处理后的偏压电压也不是由瞬间增大到基准电压或者瞬间下降到零伏特,而是呈阶梯状增长或下降,可以降低由于电压瞬间变化而产生的电磁噪声,进而降低对周围的MIC传感器的影响。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是本申请实施例提供的一种压力控制电路的一个实施例的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的一种封装模式的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的又一种封装模式的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的一种传感器的电压变化的示意图;
图5是本申请实施例提供的一种信号控制模块的一个实施例的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的时钟信号以及多个脉冲信号的一个实施例的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的一种数模转换模块以及信号控制模块的一个实施例的结构示意图;
图8是本申请实施例提供的一种偏压模块的一个实施例的结构示意图;
图9是本申请实施例提供的一种压力控制电路的又一个实施例的结构示意图;
图10是本申请实施例提供的一种压力控制方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式,藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
本申请实施例主要应用于为压力传感器供电的压力控制芯片中,通过将压力控制芯片的控制电路中,直接通过基准电压为压力传感器供电转换为由控制电路对基准电压进行阶梯采样后,产生多个采样电压进行偏压处理后为供电芯片供电,不再瞬间增大压力传感器的供电电压,使其随采样电压依次递增,以降低电磁噪声,减少对电路影响。
现有技术中,压力控制芯片通常与压力传感器对应,MIC传感器与MIC 控制芯片对应,一同封装在同一个芯片中。压力传感器为环境传感器,在压力传感器感应不到电信号时,压力控制芯片不产生电压,为压力传感器供电,但是,一旦有电压施加到压力传感器,由压力控制芯片立即产生电压,为压力传感器供电。压力传感器在压力控制芯片的供电下,瞬间接收供电电压,瞬间为压力传感器供电。压力传感器在瞬间供电时,会产生较大的电磁噪声。而MIC传感器则一直处于工作状态中,因此,会采集到压力传感器产生的电磁噪声,导致其采集到的声音会存在较大噪声。因此,压力传感器在瞬间供电时,会对与其同时封装的MIC传感器产生较大的影响,不利于其正常使用。因此,发明人想到是否可以将压力传感器的供电过程可控,使其不再瞬间增大到最大电压,而是缓慢增大,以降低其在电压增大过程中产生的电磁噪声。
据此,发明人提出了本申请的技术方案,本申请实施例中,通过一个压力控制电路中的信号控制模块产生多个控制信号,并将多个控制信号输出至数模转换模块,而数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个依次递增的采样电压。将多个采样电压依次输出至相应的偏压模块后,由偏压模块进行偏压处理后,将获得的多个偏压电源依次输出至压力传感器。此过程中,由压力控制芯片产生的多个控制信号,在控制信号的控制下最终获得多个依次递增和/或递减的采样电压,而采样电压在偏压处理后的偏压电压为压力传感器供电,此时,偏压电压也是依次递增和/或递减的,也即压力传感器的供电电压呈阶梯状增大或减小,可以降低由电压瞬间变化而产生的电磁噪声,降低了对MIC传感器的影响。
下面将结合附图对本申请实施例进行详细描述。
如图1所示,为本申请实施例提供的一种压力控制电路的一个实施例的结构示意图,该电路可以包括以下几个模块:
信号控制模块101、第一输入端接入基准电压100和第二输入端与所述信号控制模块101的输出端连接的数模转换模块102、以及输入端与所述数模转换模块102的输出端连接的偏压模块103;其中,所述偏压模块103连接压力传感器 104。
所述信号控制模块101用于生成多个控制信号,并将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块102。
所述数模转换模块102用于每接收到一个控制信号,对所述基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压;将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块103;其中,所述多个采样电压依次递增和/或递减。
所述偏压模块103用于将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;将所述多个处理电压依次输出至压力传感器104。
本申请实施例中所述的压力控制电路可以应用于压力控制芯片中。作为一种可能的实现方式,可以是将所述压力控制电路添加到压力控制芯片的整体电路中,提供一种新的供电电路。
压力传感器即为可以在存在外界施加的压力时,可以产生压力信号,并将产生的压力信号输出至压力控制芯片,所述压力信号为电信号。压力控制芯片为压力传感器供电,采集压力传感器的压力电信号。MIC传感器可以用于采集声音,并由其对应的MIC控制芯片进行供电以及采集声音电信号。通常压力传感器与压力控制芯片、MIC传感器与MIC控制芯片一同被封装,而压力传感器与压力控制芯片是处于Stack(堆叠)封装的模式,MIC传感器与MIC控制芯片通常是side-by-side(边对边)封装模式。
为了降低两种传感器的占用面积,通常采用的一种封装模式可以如图2所示,其中,压力传感器201与压力控制芯片202被Stack封装,MIC传感器203 以及MIC控制芯片204被side-by-side封装,而且,为了降低封装面积,压力传感器与MIC传感器直接的距离尽量小。或者还可以采用更加集成的方式,将 MIC控制芯片与压力传感器以及压力控制芯片进行高度集成Stack封装,如图3 所示,压力控制芯片与MIC控制芯片301以及压力传感器302均被Stack封装,而MIC传感器303独立,这种封装方式可以进一步减少封装面积。但是,两种压力传感器被同时封装时,压力传感器对MIC传感器采集声音会产生负面影响。为了降低压力传感器瞬间升压对MIC传感器的影响,现有的技术方案中,可以采用增加MIC传感器以及压力传感器之间的距离,但是,如采用增加距离以降低压力传感器的噪声影响,这种方式与原始的封装目标,也即降低占用面积,相反,不利于正常使用,同时这种方式也不能用于另一种的高度集成Stack封装。因此,采用本申请的技术方案即可以保持原MIC传感器与压力传感器的封装不受距离的影响,还能够确保压力传感器不会产生较大噪声,对封装电路造成影响。
可选地,压力传感器可以包括MEMS Pressure Sensor (Micro-Electro-Mechanical System Pressure Sensor,微机电压力传感器),压力控制芯片可以包括Pressure芯片,控制所述MEMS Pressure Sensor。MIC传感器可以包括MEMS MIC,MIC控制芯片可以包括MIC芯片,控制所述MEMS MIC。
压力控制芯片为压力传感器供电时,可以基于电路中的基准电压,将其通过总线输入到偏压电路中,以产生偏压电压为压力传感器供电。在基准电压添加到偏压电路之前,偏压电路的输入为零伏特,当基准电压施加到偏压电路之后,其由输入电压由零伏特瞬间增大到偏压电压,即为压力传感器的供电过程。当压力控制芯片从为压力传感器供电转换为停止为压力传感器供电时,可以将基准电压关闭或中断,所述偏压电路的输出电压由原有的偏压电压,瞬间下降至零伏特,即为压力传感器的端电过程。
图4中示出了一种压力传感器的电压变化示意图,其中,压力传感器的电压VDDB分为升压以及降压两部分,该图中偏压电压的升压时间以及降压时间均为T,则在T时间内,偏压电路由零伏特增大到偏压电压和/或由偏压电压瞬间下降到零伏特,而偏压电路的升压时间T非常小,可以解释为人能感受到的是瞬间增压和/或降压,瞬间产生的电压信号频率非常高,容易产生较大电磁,增加声音传感器采集的噪声。如果将升压过程和/或降压过程,改为多个依次递增的采样电压施加到偏压电路,可以使偏压电路的电压不再是瞬间升压和/或降压,而是阶梯状升压和/或降压,产生的信号的频率较低,不容易产生电磁,或者产生较小的电磁,降低电路的电磁噪声。
信号控制模块生成一个控制信号后,将该控制信号输出至数模转换模块,而控制信号可以利用信号控制模块多次生成,获得多个控制信号。控制信号输出至数模转换模块,进而转换为与所述控制信号对应的采样电压。所述信号控制模块将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块是将所述多个控制信号模块一一输出至所述数模转换模块。
信号控制模块可以依次连续输出控制信号至数模转换模块。作为一种可能的实现方式,信号控制模块可以每接收一个时钟信号,生成一个控制信号并输出至数模转换模块。信号控制模块的输出端可以包括多个,可以由多个输出端依次输出对应的控制信号至数模转换模块。如图5所示,为包含多个输出端502 的信号控制模块501,其中,每一个输出端输出的引脚为多个,分别为输出引脚 5021、输出引脚5022至输出引脚502N。信号控制模块还可以包括输入端503,用以接收电路的时钟信号。
可选地,所述将多个控制信号依次输出至所述数模转换模块可以包括:将所述多个控制信号,按照生成时间依次输出至所述数模转换模块。
数模转换模块(Digital-to-Analog Converter,DAC)可以将离散的数字信号转换为连续变化的模拟信号,而偏压电路的升压过程中电压信号的变化是连续变化的,本申请实施例中的数模转换模块将电路中连续的升压信号,转换为多个离散的电压值,也即多个采样电压,依次输出至相应的偏压模块,进行偏压处理获得多个处理电压,利用多个处理电压依次为压力传感器供电。多个处理电压可以多次分阶段地为压力传感器供电,而非直接产生最大的偏压电压为压力传感器瞬间供电,实现阶梯状升压,使得升压频率较低,不产生噪声或者很小的噪声。
DAC模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,获得一个采样电压。如果持续接收到多个控制信号,即可以获得多个采样电压,并将多个采样电压依次输出至偏压模块。也即每采集到一个采样电压,输出该采样电压至偏压模块。每一个采样电压的输出不存在时间上的重叠,并非一次输出多个采样电压,而是分多次依次输出每一个采样电压。作为一种可能的实现方式,所述将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块具体可以是:将所述多个采样电压,按照采样时间依次输出至所述偏压模块。
DAC模块的分辨率为其重要的参考指标,分辨率表示模拟信号转换为数值信号后的比特数,分辨率可以用比特(bit)表示。如果DAC的分辨率为N,则 DAC模块对应的字符个数可以为2^N。所述控制信号生成的多个控制信号的数量应可以等于2^N,其中,N为大于等于1的整数。
N越大,代表可以获得的控制信号的数量更多,对基准电压的阶梯采样次数越多,也获得数量更多的采样电压,因此,获得的最终的偏压电压的数量更大,为压力传感器供电过程中的电压的升压次数更多,电压信号的频率进一步降低,可以获得更小的电磁噪声,降低噪声影响。但是,如果N过大,采样电压过多时,导致电路升压次数过多,增加升压时间以及升压耗能,因此,N的范围需要采用最优值。作为一种可能的实现方式N可以等于4,也就是完成 2^4=16次的电压采样,可以保障电路中即产生较少噪声,又不会增加升压时间以及过多耗电,达到二者最优。
可选地,所述控制信号的数量为M=2^N,所述控制模块可以进行M次采样。如果基准电压用Vref表示,控制模块每次采样电压的电压差值为Vo=Vref/M。如果是第Q个控制信号,则其对应的采样电压为V=Q*Vref/M。每一个采样电压的电压差值为Vo,M个采样电压连续绘图之后即可以形成阶梯状的采样电压,且随着时间的推移,多个采样电压的电压值依次递增。
偏压模块每接收到一个采样电压,即进行偏压处理,并将处理后的偏压电压输出至压力传感器,以为压力传感器供电。所述将所述多个偏压电压依次输出至压力传感器可以包括:将所述多个偏压电压,按照偏压电压的处理时间,依次输出至压力传感器。
可选地,多个采样电压依次递增时,所述信号控制模块生成多个控制信号中的最后一个控制信号,输入至所述数模转换模块进行阶梯采样,获得最后的采样电压,将所述采样电压输入至所述偏压模块,进行偏压处理,获得的处理电压即为压力传感器的偏压电压,由压力传感器的偏压电压对传感器供电。也即信号控制模块生成的最后一个控制信号之后,对应获得的处理电压即为偏压电压。
可选地,多个采样电压依次递减时,所述信号控制模块生成多个控制信号中的第一个控制信号对应的采样电压输入职偏压模块进行偏压处理之后,获得的处理电压即为压力传感器的供电电压,也即偏压电压。多个采样电压依次递减时,停止为压力传感器供电,而停止之前,需要一直为压力传感器供电,因此,降压过程中,第一个控制信号需要一直为压力传感器供电。
本申请实施例中,在电压控制电路中,利用信号控制模块生成多个控制信号,并将所述多个控制信号输出至所述数模转换模块,所述数模转换模块可以接收所述多个控制信号,并在每接收到一个控制信号时,对基准电压进行阶梯采样,以获得多个采样电压,将所述多个采样电压一次输出至偏压模块进行偏压处理,进而偏压模块可以将每个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压,进而将多个处理电压依次输出至压力传感器,为所述压力传感器供电。采样电压呈阶梯状增长和/或下降不是由零伏瞬间增大或瞬间减小到零伏特,因此,偏压模块将采样电压进行偏压处理后的处理电压也不是由瞬间增大到基准电压或者瞬间下降到零伏特,而是呈阶梯状增长或下降,可以降低由于电压瞬间变化而产生的电磁噪声,进而降低对周围的MIC传感器的影响。
在某些实施例中,本申请实施例中所述的电路可以在时钟信号的控制下工作。也即,电路中的信号工作时,可以由时钟信号控制电路中的工作时序。
作为一个实施例,多个控制信号可以为单脉冲信号,单脉冲信号的脉冲宽度可以与所述电路中的时钟周期一致。
作为又一个实施例,所述信号控制模块生成多个控制信号可以包括:根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号。
保持脉冲宽度与时钟周期一致,可以使压力控制电路产生的脉冲信号在一个时钟周期完成一次采样,可以获得较为准确的采样结果,获得准确的多个采样电压。
单脉冲信号是由一个脉冲组成的信号,当单脉冲信号输入至信号控制模块,由信号控制模块生成对应控制信号。数模转换模块基于控制信号以及基准电压进行电压采样,获得对应采样信号。采样信号的脉冲宽度与控制信号的脉冲宽度一致。而由于脉冲宽度与电路的时钟周期一致,且产生的采样信号是多个,进而由于多个采样信号对应多个时钟周期,因此与多个采样信号对应的多个处理电压也对应多个时钟周期,最终,多个处理信号对应的多个时钟周期构成的升压或降压时间,延长了对压力传感器的供电或者断电时间,不再瞬间增大到偏压电压或者由偏压电压瞬间下降到0伏特,增加了升压或者降压时间,以降低信号频率,减少电磁噪声。
为压力传感器供电时,信号控制模块输出的最后一个控制信号需要持续为传感器进行正常供电,此最后一个控制信号的脉冲宽度与传感器供电时间一致。停止为压力传感器供电时,信号控制模块输出的第一个控制信号的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致,之后,依次输出脉冲宽度与电路中的时钟信号的信号周期一致的控制信号。
以控制信号为单脉冲信号为例,图6中包含时钟信号601,以及多个脉冲信号602构成的多个控制信号,假定多个脉冲信号的数量为N,所述多个脉冲信号分别为脉冲信号6021、脉冲信号6022、…….、脉冲信号602N。其中,为压力传感器供电时,对应的多个脉冲信号为602a,根据多个控制信号602a采样时获得的采样电压依次递增,多个控制信号中的最后一个脉冲信号602N的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致;停止为压力传感器供电时,对应的多个脉冲信号为602b,根据多个控制信号602b采样时获得的采样电压依次递减,多个控制信号中的第一个脉冲信号6021的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致。图 5的信号控制模块501的输入引脚503可以接收时钟信号,其输出引脚5021至 502N均可以输出对应的脉冲信号6021至602N。
信号控制模块生成多个控制信号时,可以基于压力控制电路中的时钟信号,生成多个控制信号。电路中的时钟信号是指,电路在实际工作时的时钟信号。电路中的时钟信号可以由压力控制芯片中的时钟振荡器产生,通过设置时钟振荡器的振动周期、振动幅度等可以设置时钟信号。
所述根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号可以包括根据时钟信号的时钟周期,确定控制信号的脉冲宽度。脉冲信号的脉冲宽度与电路中的时钟周期一致可以指脉冲宽度与时钟周期相等。
可选地,信号控制模块可以为信号控制芯片,该信号控制芯片可以产生控制数模转换模块的电平转换的控制信号。
作为一种可能的实现方式,所述信号控制模块将多个控制信号依次输出至数模换号模块可以包括:通过所述多个输出引脚,依次将所述多个控制信号输出至数模转换模块。
本申请实施例中,通过所述多个控制信号的控制可以完成多次电压采样,获得多个采样电压,并输出至相应的偏压模块进行偏压处理,以获得较为准确的电压为压力传感器供电,同时,由于多个依次递增的采样电压,以降低信号频率,减少电路中的噪声。
作为一个实施例,如图7所示,为一个数模转换模块的结构示意图,所述数模转换模块可以包括:
依次串联连接的多个采样电阻701;其中,按照串联顺序将所述多个采样电阻中701的第一个采样电阻701的第一端接入基准电压700,最后一个采样电阻 701的第二端接地。每一个采样电阻701的第一端以及最后一个采样电阻701的第二端分别连接一个采样开关702的第一端,每一个采样开关702的第二端连接偏压模块703。
每一个采样开关702的第三端分别与信号控制模块704的输出端连接,以分别接收所述信号控制模块分别输出的多个控制信号。所述多个控制信号依次控制所述多个采样开关702对应导通,依次输出对应的采样电压至偏压模块703。
需要说明的是,本申请实施例中示出的数模转换模块仅是对数模转换模块的转换原理以及转换功能进行了说明,并非限定本申请实施例中仅限于电阻以及开关形成的数模转换模块,在其他由类似利用电阻等方式进行电压采样,利用控制信号控制不同采样开关的实施例均为本申请实施例保护的内容。本申请中的开关以及电阻可以由不同种类的电子元器件构成,在此不对使用的电子元器件的类型或者种类进行限定。
可选地,每一个采样开关702的第三端分别与信号控制模块704的输出端连接可以指每一个采样开关的第三端分别与信号控制模块的多个输出端连接。图7中,每一个采样开关702分别与输出端7041至输出端704N连接。每一个采样开关的第三端对应连接一个信号控制模块的输出端。任一个采样开关接收到信号控制模块对应输出端输出的控制信号,该任一个采样开关闭合导通。以所述图6中的脉冲信号为例,当脉冲信号为低电平时,采样开关打开,不能导通并传输电压信号,当脉冲信号为高电平时,采样开关闭合,导通并输出对应采样电压。
作为一种可能的实现方式,所述多个采样电压依次递增对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到第一个控制信号,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,采集获得第一采样电压;从接收到第二个控制信号起,每接收到一个控制信号,依次导通最后一个采样电阻之前的每一个采样电阻对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第二采样电压,以获得多个第二采样电压;其中,所述第一采样电压以及所述多个第二采样电压构成所述多个采样电压。
对于递增过程中,两端分别与所述基准电压700以及偏压模块703直接连接的采样开关702被闭合导通后,在为压力传感器供电过程中,控制信号的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致,因此,与所述基准电压700以及偏压模块703之间连接的采样开关一直处于导通状态。
作为又一种可能的实现方式,所述多个采样电压依次递减对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到最后一个控制信号之前,每接收到每一个控制信号,按照采样电阻的串联顺序依次导通每一个采样电阻第一端对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第三采样电压,获得多个第三采样电压;接收到最后一个控制信号时,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,获得第四采样电压;其中,所述第四采样电压以及所述多个第三采样电压构成所述多个采样电压。
对于递减过程中,两端与所述基准电压700以及所述偏压模块703直接连接的采样开关702一直被闭合导通,以为压力传感器正常供电。此时与该采样开关对应的控制信号的脉冲宽度可以与压力传感器的供电时间一致,因此,所述基准电压与偏压模块之间连接的采样开关一直处于导通状态。
所述多个采样电阻按照串联顺序串联,每一个采样电阻的第二端连接下一个采样电阻的第一端。最后一个采样电阻的第二端也连接一个采样开关,该采样开关被导通时,由于最后一个采样电阻的第二端接地,采集获得的第一采样电压实际为零伏特。
所述多个采样电阻可以为对应不同采样电压值的电阻,本申请实施例中限定的多个采样电阻仅仅是为了限定采样电压不同的电阻。但是,在实际应用中,由于采样电阻的阻值可以同采样电阻的材料的面积、长度等参数相关,因此,可以针对电阻材料中计算电阻阻值的各个参数的不同,从一个电阻主体上获得多个采样电阻。例如,采样电阻可以为poly电阻,假定电阻长度为160um(微米),可以将每10um作为一个采样电阻的电压采样点,以完成16个采样电阻的电压采样。
本申请实施例中,通过多个采样电阻以及多个采样开关,在控制信号的控制下,分别通过控制信号控制采样开关的导通,采样开关导通之后,即可以完成对电压的一次采样,针对多个控制信号,可以导通对应的多个采样开关,以完成相应的多个采样电压的采样。通过采样电阻对应的采样开关的导通方式,可以准确控制每一次电压采样过程,提高采样精度。
作为一个实施例,如图8所示,所述偏压模块可以包括:第一输入端与所述数模转换模块801的输出端连接的运算放大器802,栅极与所述运算放大器 802输出端连接,源极连接电源806,漏极连接第一分压电阻804第一端的P型场效应管PMOS803,所述第一分压电阻804第二端连接第二分压电阻805第一端,第二分压电阻805第一端连接所述运算放大器802第二输入端,所述第二分压电阻805第二端接入等电势;
所述偏压模块将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个偏压电压;将所述多个偏压电压依次输出至压力传感器具体是:
所述运算放大器802将所述采样电压进行放大处理后,将放大后的电压处理信号通过所述PMOS803的漏极,利用所述PMOS503的漏极输出多个偏压电源输出至压力传感器。
本申请实施例中,通过所述偏压电路将多个采样电压进行偏压处理后,可以准确输出偏压处理后的偏压电压至压力传感器。
如图9所示,为本申请实施例提供的一种压力控制电路的又一个实施例的结构示意图,该电路可以包括:
可输出多个控制信号的信号控制模块901、依次串联连接的多个采样电阻 902;其中,按照串联顺序,所述多个采样电阻中第一个采样电阻的第一端接入基准电压900,最后一个采样电阻的第二端接地。
其中,每一个采样电阻902的第一端以及最后一个采样电阻902N的第二端与信号控制模块901输出的多个控制信号的输出引脚对应连接,以分别接收所述信号控制模块901分别输出的多个控制信号。
每一个采样电阻902的第一端以及最后一个采样电阻902N的第二端分别连接一个采样开关903的第一端。每一个采样开关903的第二端连接运算放大器 904的第一输入端。
所述信号控制模块901的输出引脚9011至901N分别输出多个控制信号至所述多个采样开关903第三端,也即采样开关9031、采样开关9032至采样开关 903N的第三端,以分别导通对应的采样开关。被导通的任一采样开关,输出对应的采样电压至所述运算放大器。
栅极与所述运算放大器904输出端连接、源极连接电源、漏极连接第一分压电阻907第一端的P型场效应管PMOS906;
所述第一分压电阻907第二端连接第二分压电阻908第一端,所述第二分压电阻908第二端接地。
所述运算放大器、所述PMOS、所述第一分压电阻、以及所述第二分压电阻将任一个采样开关第二端输出的采样电压进行偏压处理,获得处理信号,将所述处理信号由所述PMOS的漏极对应电压为压力传感器909供电。
所述信号控制模块可以接收时钟信号,并基于时钟信号产生多个控制信号。其产生的多个控制信号可以如图6中示出的控制信号602所示。
本申请实施例中,采样电压呈阶梯状增长和/或下降不是由零伏瞬间增大或瞬间减小到零伏特,因此,偏压模块将采样电压进行偏压处理后的处理电压也不是由瞬间增大到基准电压或者瞬间下降到零伏特,而是呈阶梯状增长或下降,可以降低由于电压瞬间变化而产生的电磁噪声,进而降低对周围的 MIC传感器的影响。
如图10所示,为本申请实施例提供的一种压力控制方法的一个实施例的流程图,所述方法可以应用于压力控制电路中,所述压力控制电路包括:信号控制模块,第一输入端接入基准电压和第二输入端与所述信号控制模块的输出端连接的数模转换模块、以及输入端与所述数模转换模块的输出端连接的偏压模块;其中,所述偏压模块连接压力传感器;
所述方法包括:
1001:所述信号控制模块生成多个控制信号,并将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块。
1002:所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压。
1003:所述数模转换模块将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块;其中,所述多个采样电压依次递增和/或递减。
1004:所述偏压模块将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个偏压电压。
1005:所述偏压模块将所述多个偏压电压依次输出至压力传感器。
本申请实施例中所述的压力控制电路可以应用于压力控制芯片中。作为一种可能的实现方式,可以是将所述压力控制电路添加到压力控制芯片的整体电路中,提供一种新的供电电路。
本申请实施例中所述的压力控制电路可以应用于压力控制芯片中。作为一种可能的实现方式,可以是将所述压力控制电路添加到压力控制芯片的整体电路中,提供一种新的供电电路。
压力传感器即为可以在存在外界施加的压力时,可以产生压力信号,并将产生的压力信号输出至压力控制芯片,所述压力信号为电信号。压力控制芯片为压力传感器供电,采集压力传感器的压力电信号。MIC传感器可以用于采集声音,并由其对应的MIC控制芯片进行供电以及采集声音电信号。通常压力传感器与压力控制芯片、MIC传感器与MIC控制芯片一同被封装,而压力传感器与压力控制芯片是处于Stack(堆叠)封装的模式,MIC传感器与MIC控制芯片通常是side-by-side(边对边)封装模式。
为了降低两种传感器的占用面积,通常采用的一种封装模式可以包括Stack 封装以及side-by-side封装,而且,为了降低封装面积,压力传感器与MIC传感器直接的距离尽量小。或者还可以采用更加集成的方式,将MIC控制芯片与压力传感器以及压力控制芯片进行高度集成Stack封装,压力控制芯片与MIC控制芯片以及压力传感器均被Stack封装,而MIC传感器独立,这种封装方式可以进一步减少封装面积。但是,两种压力传感器被同时封装时,压力传感器对 MIC传感器采集声音会产生负面影响。为了降低压力传感器瞬间升压对MIC传感器的影响,现有的技术方案中,可以采用增加MIC传感器以及压力传感器之间的距离,但是,如采用增加距离以降低压力传感器的噪声影响,这种方式与原始的封装目标,也即降低占用面积,相反,不利于正常使用,同时这种方式也不能用于另一种的高度集成Stack封装。因此,采用本申请的技术方案即可以保持原MIC传感器与压力传感器的封装不受距离的影响,还能够确保压力传感器不会产生较大噪声,对封装电路造成影响。
可选地,压力传感器可以包括MEMS Pressure Sensor (Micro-Electro-Mechanical System Pressure Sensor,微机电压力传感器),压力控制芯片可以包括Pressure芯片,控制所述MEMS Pressure Sensor。MIC传感器可以包括MEMS MIC,MIC控制芯片可以包括MIC芯片,控制所述MEMS MIC。
压力控制芯片为压力传感器供电时,可以基于电路中的基准电压,将其通过总线输入到偏压电路中,以产生偏压电压为压力传感器供电。在基准电压添加到偏压电路之前,偏压电路的输入为零伏特,当基准电压施加到偏压电路之后,其由输入电压由零伏特瞬间增大到偏压电压,即为压力传感器的供电过程。当压力控制芯片从为压力传感器供电转换为停止为压力传感器供电时,可以将基准电压关闭或中断,所述偏压电路的输出电压由原有的偏压电压,瞬间下降至零伏特,即为压力传感器的端电过程。
压力传感器的电压VDDB分为升压以及降压两部分,该图中偏压电压的升压时间以及降压时间均为T,则在T时间内,偏压电路由零伏特增大到偏压电压和/或由偏压电压瞬间下降到零伏特,而偏压电路的升压时间T非常小,可以解释为人能感受到的是瞬间增压和/或降压,瞬间产生的电压信号频率非常高,容易产生较大电磁,增加声音传感器采集的噪声。如果将升压过程和/或降压过程,改为多个依次递增的采样电压施加到偏压电路,可以使偏压电路的电压不再是瞬间升压和/或降压,而是阶梯状升压和/或降压,产生的信号的频率较低,不容易产生电磁,或者产生较小的电磁,降低电路的电磁噪声。
信号控制模块生成一个控制信号后,将该控制信号输出至数模转换模块,而控制信号可以利用信号控制模块多次生成,获得多个控制信号。控制信号输出至数模转换模块,进而转换为与所述控制信号对应的采样电压。所述信号控制模块将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块是将所述多个控制信号模块一一输出至所述数模转换模块。
信号控制模块可以依次连续输出控制信号至数模转换模块。作为一种可能的实现方式,信号控制模块可以每接收一个时钟信号,生成一个控制信号并输出至数模转换模块。信号控制模块的输出端可以包括多个,可以由多个输出端依次输出对应的控制信号至数模转换模块。
可选地,所述将多个控制信号依次输出至所述数模转换模块可以包括:将所述多个控制信号,按照生成时间依次输出至所述数模转换模块。
数模转换模块(Digital-to-Analog Converter,DAC)可以将离散的数字信号转换为连续变化的模拟信号,而偏压电路的升压过程中电压信号的变化是连续变化的,本申请实施例中的数模转换模块将电路中连续的升压信号,转换为多个离散的电压值,也即多个采样电压,依次输出至相应的偏压模块,进行偏压处理获得多个处理电压,利用多个处理电压依次为压力传感器供电。多个处理电压可以多次分阶段地为压力传感器供电,而非直接产生最大的偏压电压为压力传感器瞬间供电,实现阶梯状升压,使得升压频率较低,不产生噪声或者很小的噪声。
DAC模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,获得一个采样电压。如果持续接收到多个控制信号,即可以获得多个采样电压,并将多个采样电压依次输出至偏压模块。也即每采集到一个采样电压,输出该采样电压至偏压模块。每一个采样电压的输出不存在时间上的重叠,并非一次输出多个采样电压,而是分多次依次输出每一个采样电压。作为一种可能的实现方式,所述将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块具体可以是:将所述多个采样电压,按照采样时间依次输出至所述偏压模块。
DAC模块的分辨率为其重要的参考指标,分辨率表示模拟信号转换为数值信号后的比特数,分辨率可以用比特(bit)表示。如果DAC的分辨率为N,则 DAC模块对应的字符个数可以为2^N。所述控制信号生成的多个控制信号的数量应可以等于2^N,其中,N为大于等于1的整数。
N越大,代表可以获得的控制信号的数量更多,对基准电压的阶梯采样次数越多,也获得数量更多的采样电压,因此,获得的最终的偏压电压的数量更大,为压力传感器供电过程中的电压的升压次数更多,电压信号的频率进一步降低,可以获得更小的电磁噪声,降低噪声影响。但是,如果N过大,采样电压过多时,导致电路升压次数过多,增加升压时间以及升压耗能,因此,N的范围需要采用最优值。作为一种可能的实现方式N可以等于4,也就是完成 2^4=16次的电压采样,可以保障电路中即产生较少噪声,又不会增加升压时间以及过多耗电,达到二者最优。
可选地,所述控制信号的数量为M=2^N,所述控制模块可以进行M次采样。如果基准电压用Vref表示,控制模块每次采样电压的电压差值为Vo=Vref/M。如果是第Q个控制信号,则其对应的采样电压为V=Q*Vref/M。每一个采样电压的电压差值为Vo,M个采样电压连续绘图之后即可以形成阶梯状的采样电压,且随着时间的推移,多个采样电压的电压值依次递增。
偏压模块每接收到一个采样电压,即进行偏压处理,并将处理后的偏压电压输出至压力传感器,以为压力传感器供电。所述将所述多个偏压电压依次输出至压力传感器可以包括:将所述多个偏压电压,按照偏压电压的处理时间,依次输出至压力传感器。
可选地,多个采样电压依次递增时,所述信号控制模块生成多个控制信号中的最后一个控制信号,输入至所述数模转换模块进行阶梯采样,获得最后的采样电压,将所述采样电压输入至所述偏压模块,进行偏压处理,获得的处理电压即为压力传感器的偏压电压,由压力传感器的偏压电压对传感器供电。也即信号控制模块生成的最后一个控制信号之后,对应获得的处理电压即为偏压电压。
可选地,多个采样电压依次递减时,所述信号控制模块生成多个控制信号中的第一个控制信号对应的采样电压输入职偏压模块进行偏压处理之后,获得的处理电压即为压力传感器的供电电压,也即偏压电压。多个采样电压依次递减时,停止为压力传感器供电,而停止之前,需要一直为压力传感器供电,因此,降压过程中,第一个控制信号需要一直为压力传感器供电。在某些实施例中,本申请实施例中所述的电路可以在时钟信号的控制下工作。也即,电路中的信号工作时,可以由时钟信号控制电路中的工作时序。
作为一个实施例,多个控制信号可以为单脉冲信号,单脉冲信号的脉冲宽度可以与所述电路中的时钟周期一致。
作为又一个实施例,所述信号控制模块生成多个控制信号可以包括:根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号。
本申请实施例中,采样电压呈阶梯状增长和/或下降不是由零伏瞬间增大或瞬间减小到零伏特,因此,偏压模块将采样电压进行偏压处理后的偏压电压也不是由瞬间增大到基准电压或者瞬间下降到零伏特,而是呈阶梯状增长或下降,可以降低由于电压瞬间变化而产生的电磁噪声,进而降低对周围的 MIC传感器的影响。
作为一个实施例,所述数模转换模块可以包括:
依次串联连接的多个采样电阻。其中,按照串联顺序将所述多个采样电阻中的第一个采样电阻的第一端接入基准电压,最后一个采样电阻的第二端接地;
每一个采样电阻的第一端以及最后一个采样电阻的第二端分别连接一个采样开关的第一端,每一个采样开关的第二端连接偏压模块;
每一个采样开关的第三端依次与信号控制模块的输出端连接,以分别接收所述信号控制模块分别输出的多个控制信号;所述多个控制信号依次控制多个采样开关对应导通,依次输出对应的采样电压。
可选地,每一个采样开关的第三端分别与信号控制模块的输出端连接可以指每一个采样开关的第三端分别与信号控制模块的多个输出端连接。任一个采样开关接收到信号控制模块对应输出端输出的控制信号,该任一个采样开关闭合导通。当脉冲信号为低电平时,采样开关打开,不能导通并传输电压信号,当脉冲信号为高电平时,采样开关闭合,导通并输出对应采样电压。
作为一种可能的实现方式,所述多个采样电压依次递增对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到第一个控制信号,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,采集获得第一采样电压;从接收到第二个控制信号起,每接收到一个控制信号,依次导通最后一个采样电阻之前的每一个采样电阻对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第二采样电压,以获得多个第二采样电压;其中,所述第一采样电压以及所述多个第二采样电压构成所述多个采样电压。
对于递增过程中,两端分别与所述基准电压以及偏压模块直接连接的采样开关被闭合导通后,在为压力传感器供电过程中,控制信号的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致,因此,与所述基准电压以及偏压模块之间连接的采样开关一直处于导通状态。
作为又一种可能的实现方式,所述多个采样电压依次递减对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到最后一个控制信号之前,每接收到每一个控制信号,按照采样电阻的串联顺序依次导通每一个采样电阻第一端对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第三采样电压,获得多个第三采样电压;接收到最后一个控制信号时,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,获得第四采样电压;其中,所述第四采样电压以及所述多个第三采样电压构成所述多个采样电压。
对于递减过程中,两端与所述基准电压以及所述偏压模块直接连接的采样开关一直被闭合导通,以为压力传感器正常供电。此时与该采样开关对应的控制信号的脉冲宽度可以与压力传感器的供电时间一致,因此,所述基准电压与偏压模块之间连接的采样开关一直处于导通状态。
所述多个采样电阻按照串联顺序串联,每一个采样电阻的第二端连接下一个采样电阻的第一端。最后一个采样电阻的第二端也连接一个采样开关,该采样开关被导通时,由于最后一个采样电阻的第二端接地,采集获得的第一采样电压实际为零伏特。
所述多个采样电阻可以为对应不同采样电压值的电阻,本申请实施例中限定的多个采样电阻仅仅是为了限定采样电压不同的电阻。但是,在实际应用中,由于采样电阻的阻值可以同采样电阻的材料的面积、长度等参数相关,因此,可以针对电阻材料中计算电阻阻值的各个参数的不同,从一个电阻主体上获得多个采样电阻。例如,采样电阻可以为poly电阻,假定电阻长度为160um(微米),可以将每10um作为一个采样电阻的电压采样点,以完成16个采样电阻的电压采样。
本申请实施例中,通过多个采样电阻以及多个采样开关,在控制信号的控制下,分别通过控制信号控制采样开关的导通,采样开关导通之后,即可以完成对电压的一次采样,针对多个控制信号,可以导通对应的多个采样开关,以完成相应的多个采样电压的采样。通过采样电阻对应的采样开关的导通方式,可以准确控制每一次电压采样过程,提高采样精度。
作为又一个实施例,所述信号控制模块生成多个控制信号包括:
所述信号控制模块根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号。
保持脉冲宽度与时钟周期一致,可以使压力控制电路产生的脉冲信号在一个时钟周期完成一次采样,可以获得较为准确的采样结果,获得准确的多个采样电压。
单脉冲信号是由一个脉冲组成的信号,当单脉冲信号输入至信号控制模块,由信号控制模块生成对应控制信号。数模转换模块基于控制信号以及基准电压进行电压采样,获得对应采样信号。采样信号的脉冲宽度与控制信号的脉冲宽度一致。而由于脉冲宽度与电路的时钟周期一致,且产生的采样信号是多个,进而由于多个采样信号对应多个时钟周期,因此与多个采样信号对应的多个处理电压也对应多个时钟周期,最终,多个处理信号对应的多个时钟周期构成的升压或降压时间,延长了对压力传感器的供电或者断电时间,不再瞬间增大到偏压电压或者由偏压电压瞬间下降到0伏特,增加了升压或者降压时间,以降低信号频率,减少电磁噪声。
为压力传感器供电时,信号控制模块输出的最后一个控制信号需要持续为传感器进行正常供电,此最后一个控制信号的脉冲宽度与传感器供电时间一致。停止为压力传感器供电时,信号控制模块输出的第一个控制信号的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致,之后,依次输出脉冲宽度与电路中的时钟信号的信号周期一致的控制信号。
为压力传感器供电时,根据多个控制信号采样时获得的采样电压依次递增,多个控制信号中的最后一个脉冲信号的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致;停止为压力传感器供电时,根据多个控制信号采样时获得的采样电压依次递减,多个控制信号中的第一个脉冲信号的脉冲宽度与压力传感器的供电时间一致。
信号控制模块生成多个控制信号时,可以基于压力控制电路中的时钟信号,生成多个控制信号。电路中的时钟信号是指,电路在实际工作时的时钟信号。电路中的时钟信号可以由压力控制芯片中的时钟振荡器产生,通过设置时钟振荡器的振动周期、振动幅度等可以设置时钟信号。
所述根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号可以包括根据时钟信号的时钟周期,确定控制信号的脉冲宽度。脉冲信号的脉冲宽度与电路中的时钟周期一致可以指脉冲宽度与时钟周期相等。
可选地,信号控制模块可以为信号控制芯片,该信号控制芯片可以产生控制数模转换模块的电平转换的控制信号。
作为一种可能的实现方式,所述信号控制模块将多个控制信号依次输出至数模换号模块可以包括:通过所述多个输出引脚,依次将所述多个控制信号输出至数模转换模块。
本申请实施例中,通过所述多个控制信号的控制可以完成多次电压采样,获得多个采样电压,并输出至相应的偏压模块进行偏压处理,以获得较为准确的电压为压力传感器供电,同时,由于多个依次递增的采样电压,以降低信号频率,减少电路中的噪声。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式,然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的,并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例,但如前所述,应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述申请构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围,则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种压力控制电路,其特征在于,包括:信号控制模块、第一输入端接入基准电压和第二输入端与所述信号控制模块的输出端连接的数模转换模块、以及输入端与所述数模转换模块的输出端连接的偏压模块;其中,所述偏压模块连接压力传感器;
所述信号控制模块用于生成多个控制信号,并将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块;
所述数模转换模块用于每接收到一个控制信号,对所述基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压;将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块;其中,所述多个采样电压依次递增和/或递减;
所述偏压模块用于将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;将所述多个处理电压依次输出至压力传感器。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述数模转换模块包括:
依次串联连接的多个采样电阻;其中,按照串联顺序将所述多个采样电阻中的第一个采样电阻的第一端接入基准电压,最后一个采样电阻的第二端接地;
每一个采样电阻的第一端以及最后一个采样电阻的第二端分别连接一个采样开关的第一端,每一个采样开关的第二端连接偏压模块;
每一个采样开关的第三端依次与信号控制模块的输出端连接,以分别接收所述信号控制模块分别输出的多个控制信号;所述多个控制信号依次控制多个采样开关对应导通,依次输出对应的采样电压。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述多个采样电压依次递增对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到第一个控制信号,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,采集获得第一采样电压;从接收到第二个控制信号起,每接收到一个控制信号,依次导通最后一个采样电阻之前的每一个采样电阻对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第二采样电压,以获得多个第二采样电压;其中,所述第一采样电压以及所述多个第二采样电压构成所述多个采样电压。
4.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述多个采样电压依次递减对应的采样过程中,所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压具体是:
所述数模转换模块接收到最后一个控制信号之前,每接收到每一个控制信号,按照采样电阻的串联顺序依次导通每一个采样电阻第一端对应的采样开关,采集所述采样开关对应的第三采样电压,获得多个第三采样电压;接收到最后一个控制信号时,导通所述最后一个采样电阻第二端对应的采样开关,获得第四采样电压;其中,所述第四采样电压以及所述多个第三采样电压构成所述多个采样电压。
5.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述多个控制信号为单脉冲信号,所述单脉冲信号的脉冲宽度与所述电路中的时钟周期一致。
6.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述信号控制模块生成多个控制信号包括:
所述信号控制模块根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号。
7.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,所述偏压模块包括:第一输入端与所述数模转换模块的输出端连接的运算放大器,栅极与所述运算放大器输出端连接,源极连接电源,漏极连接第一分压电阻第一端的P型场效应管PMOS,所述第一分压电阻第二端连接第二分压电阻第一端,第二分压电阻第一端连接所述运算放大器第二输入端,所述第二分压电阻第二端接入等电势;
所述偏压模块将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;将所述多个处理电压依次输出至压力传感器具体是:
所述运算放大器将所述采样电压进行放大处理后,将放大后的电压处理信号通过所述PMOS的漏极,利用所述PMOS的漏极输出多个处理电源输出至压力传感器。
8.一种信号生成方法,其特征在于,应用于压力控制电路中,所述压力控制电路包括:信号控制模块,第一输入端接入基准电压和第二输入端与所述信号控制模块的输出端连接的数模转换模块、以及输入端与所述数模转换模块的输出端连接的偏压模块;其中,所述偏压模块连接压力传感器;
所述方法包括:
所述信号控制模块生成多个控制信号,并将所述多个控制信号依次输出至所述数模转换模块;
所述数模转换模块每接收到一个控制信号,对基准电压进行一次阶梯采样,以获得多个采样电压;
所述数模转换模块将所述多个采样电压依次输出至所述偏压模块;其中,所述多个采样电压依次递增和/或递减;
所述偏压模块将每一个采样电压进行偏压处理,获得多个处理电压;
所述偏压模块将所述多个处理电压依次输出至压力传感器。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述多个控制信号为单脉冲信号,所述单脉冲信号的脉冲宽度与所述电路中的时钟周期一致。
10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述信号控制模块生成多个控制信号包括:
所述信号控制模块根据电路中的时钟信号,生成多个控制信号。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810792857.XA CN108983835B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 压力控制电路以及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810792857.XA CN108983835B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 压力控制电路以及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108983835A CN108983835A (zh) | 2018-12-11 |
CN108983835B true CN108983835B (zh) | 2021-10-12 |
Family
ID=64549252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810792857.XA Active CN108983835B (zh) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | 压力控制电路以及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108983835B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101556296A (zh) * | 2008-04-09 | 2009-10-14 | 中国科学技术大学 | 超低噪声超高精度二级联配去偏压互阻放大器 |
CN101594044A (zh) * | 2008-05-27 | 2009-12-02 | 陈庭勋 | 降低开关电源电磁噪声的技术 |
CN102055323A (zh) * | 2009-11-09 | 2011-05-11 | 半导体元件工业有限责任公司 | 电源控制器和方法 |
CN202389229U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-22 | 合肥钦力电子有限公司 | 新型pwm控制电路 |
CN203138069U (zh) * | 2012-11-13 | 2013-08-21 | 佛山市顺德区瑞德电子实业有限公司 | 一种用于电压力锅的压力控制电路 |
CN206135737U (zh) * | 2016-10-17 | 2017-04-26 | 武汉科技大学 | 一种用于调节直流偏磁的励磁电源 |
CN106598192A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-04-26 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种供电装置、方法及供电系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6949979B2 (en) * | 2002-12-05 | 2005-09-27 | Memetics Technology Co. LTD | Designing methods and circuits for multi-band electronic circuits |
-
2018
- 2018-07-18 CN CN201810792857.XA patent/CN108983835B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101556296A (zh) * | 2008-04-09 | 2009-10-14 | 中国科学技术大学 | 超低噪声超高精度二级联配去偏压互阻放大器 |
CN101594044A (zh) * | 2008-05-27 | 2009-12-02 | 陈庭勋 | 降低开关电源电磁噪声的技术 |
CN102055323A (zh) * | 2009-11-09 | 2011-05-11 | 半导体元件工业有限责任公司 | 电源控制器和方法 |
CN202389229U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-22 | 合肥钦力电子有限公司 | 新型pwm控制电路 |
CN203138069U (zh) * | 2012-11-13 | 2013-08-21 | 佛山市顺德区瑞德电子实业有限公司 | 一种用于电压力锅的压力控制电路 |
CN206135737U (zh) * | 2016-10-17 | 2017-04-26 | 武汉科技大学 | 一种用于调节直流偏磁的励磁电源 |
CN106598192A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-04-26 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种供电装置、方法及供电系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108983835A (zh) | 2018-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104734495B (zh) | 用于受控反馈电荷泵的系统和方法 | |
US6140940A (en) | Assembly for signal transfer between a transmitter location and a receiver location | |
WO1999042848A2 (en) | Capacitance detection system and method | |
US20100302085A1 (en) | Field Device Having an Analog Output | |
CN104038222A (zh) | 用于校准电路的系统和方法 | |
US11844157B2 (en) | Current control circuitry | |
CN208079372U (zh) | 能够生成偏置电压的集成电路以及音频系统 | |
KR100797874B1 (ko) | 정전압 전원 회로 및 정전압 전원 회로의 제어 방법 | |
CN103384152A (zh) | 模数转换器、模数转换方法及集成电路芯片 | |
CN108983835B (zh) | 压力控制电路以及方法 | |
US6727693B2 (en) | Circuit configuration and sensor device | |
CN113014238B (zh) | 一种修调电路和集成芯片 | |
US20150309526A1 (en) | Reference buffer with wide trim range | |
JP2002310735A (ja) | 半導体物理量センサ装置 | |
US20130300459A1 (en) | Key press detecting circuit and method for detecting the status of multiple keys through a single pin | |
US6922553B2 (en) | Method and circuit for obtaining field strength information | |
CN102545907B (zh) | 数模转换器 | |
CN108021175A (zh) | 一种稳压电路 | |
JP2015215316A (ja) | ホール素子駆動回路 | |
CN101399790B (zh) | 一种波形调整装置、波形划分装置及波形调整方法 | |
US6525573B1 (en) | Signal processing architecture | |
CN109992034A (zh) | 一种低压差线性稳压器 | |
US6731103B1 (en) | Peak detector circuit | |
CN100430738C (zh) | 用于电子元件中基准电压的自测试的方法和电路装置 | |
US10892773B2 (en) | Analog-to-digital converter and sensor arrangement including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200610 Address after: 261031 building 10, Geer phase II Industrial Park, No. 102, Ronghua Road, Ronghua community, Xincheng street, high tech Zone, Weifang City, Shandong Province Applicant after: Weifang goer Microelectronics Co.,Ltd. Address before: 261031 No. 268 Dongfang Road, Weifang hi tech Industrial Development Zone, Shandong, Weifang Applicant before: GOERTEK Inc. |
|
TA01 | Transfer of patent application right | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |