CN110058145A - 一种低功耗芯片掉电检测电路 - Google Patents

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江石根
黄君山
侯汇宇
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Abstract

为了降低目前的传感器信号采集芯片的电源检测电路的成本，以及保证掉电信号检测的准确性，本发明提出一种低功耗芯片掉电检测电路，其包括：外部电源Vsourse、传感器信号采集芯片、第一电容C1，外部电源Vsourse通过第一引脚1接入到传感器信号采集芯片内部，第一电容C1在传感器信号采集芯片外部，且通过第二引脚2与传感器信号采集芯片相连；其特征在于:传感器信号采集芯片内部还包括二极管、掉电检测电路、数字逻辑电路，二极管的源极与第一引脚1相连，二极管的漏极通过第二引脚2与传感器信号采集芯片外部的第一电容C1相连然后接地，同时二极管的漏极分别与掉电检测电路和数字逻辑电路相连。

Description

一种低功耗芯片掉电检测电路
技术领域
本发明涉及传感器信号采集芯片技术领域，较为具体的，涉及到一种低功耗传感器信号采集芯片掉电检测电路。
背景技术
当传感器信号采集芯片掉电的时候，将会无法正常工作，所以需要通过电路来对传感器的电源进行监控，当发现电源异常的时候，需要进行及时处理。目前，对传感器信号采集芯片的电源监控采用的是外围电路，也就是在传感器信号采集芯片的外部增加一个检测电路，用于检测电源是否异常，当检测到电源异常时，传感器信号采集芯片的外部检测电路会给出一个模拟信号，也就是一个高电平信号或者低电平信号，然后输送给另外一个芯片进行分析检测电源。但是，采用这种做法，有以下两个缺陷：1、由于需要在传感器信号采集芯片外部接一个检测电路用于输出模拟信号，以及一个芯片用于分析检测电源，所以成本相对较高；2、由于外部检测电路输出的是模拟信号，当收到干扰时，外部检测电路输出的模拟信号会被误认为是掉电信号，其抗干扰能力较差。
发明内容
有鉴于此，为了降低目前的传感器信号采集芯片的电源检测电路的成本，以及保证掉电信号检测的准确性，本发明提出一种低功耗芯片掉电检测电路，其主要通过将掉电检测电路和数字逻辑电路集成在传感器信号采集芯片内部，并通过掉电检测电路对外部电源的通断电进行判断分析，然后将外部电源是否通断电的模拟信号发送给数字逻辑电路，由数字逻辑电路发出一个脉冲时序出去给外部电路即可；同时，外部电源通过一个二极管后通过芯片外部的第一电容C1进行稳压后，形成内部电源VDD给传感器信号采集芯片的内部电路进行供电，通过对第一电容C1的大小进行选择，确保第一电容C1的大小足够大，可以确保外部电源Vsourse在断电的情况下，其能够有足够的电量提供为传感器信号采集芯片内部的电路进行消耗，使得掉电检测电路能够完成检测到外部电源的断电信号，并将断电信号发送给数字逻辑电路，并在数字逻辑电路对模拟信号进行处理后生出一个脉冲时序并发送出去。
一种低功耗芯片掉电检测电路，其包括：外部电源Vsourse、传感器信号采集芯片、第一电容C1，外部电源Vsourse通过第一引脚1接入到传感器信号采集芯片内部，第一电容C1在传感器信号采集芯片外部，且通过第二引脚2与传感器信号采集芯片相连；其特征在于:传感器信号采集芯片内部还包括二极管、掉电检测电路、数字逻辑电路，二极管的源极与第一引脚1相连，二极管的漏极通过第二引脚2与传感器信号采集芯片外部的第一电容C1相连然后接地，同时二极管的漏极分别与掉电检测电路和数字逻辑电路相连，掉电检测电路的输入端与外部电源Vsourse相连，用于检测外部电源Vsourse是否掉电，掉电检测电路的输出端与数字逻辑电路的输入端相连，数字逻辑电路的输出端与传感器信号采集芯片的第三引脚3相连；当掉电检测电路检测到的外部电源Vsourse掉电时，掉电检测电路将检测到的外部电源Vsourse的掉电信号发送给数字逻辑电路，数字逻辑电路进行处理后，输出脉冲时序信号，脉冲时序信号通过第三引脚3输出给外部电路。
进一步的，第一电容C1的大小为100nF～1uF。第一电容C1越大，当外部电源Vsourse发生掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片内部的电路工作的时间越长；第一电容C1越小，当外部电源Vsourse发生掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片内部的电路工作的时间越短。
进一步的，脉冲时序信号的码宽为10us～100us。当第一电容C1越大时，则可以选择的脉冲时序信号的码宽就越大；当第一电容C1越小时，则可以选择的脉冲时序信号的码宽就越小。
进一步的，第一电容C1和脉冲时序信号的码宽之间的选择依据为：在外部电源Vsourse掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间需要大于码宽。较为优选的，在外部电源Vsourse掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间＝脉冲时序信号的码宽+20％～50％。
进一步的，第一电容C1在外部电源Vsourse掉电后，能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间为1ms。
进一步的，所述的传感器信号采集芯片包括心率传感器信号采集芯片、气压传感器信号采集芯片、六轴传感器信号采集芯片、地磁/引力传感器信号采集芯片、手势传感器信号采集芯片和距离传感器信号采集芯片等。
本发明的低功耗芯片掉电检测电路的工作原理为：当外部电源Vsourse有电时，外部电源Vsourse通过第一引脚1后经过二极管的源极，由于外部电源Vsourse的电压高于传感器信号采集芯片内部的电压，所以二极管导通，外部电源Vsourse可以给传感器信号采集芯片内部的电路提供电源，此时通过第一电容C1起到稳压作用，产生内部电源VDD供给给传感器信号采集芯片内部的电路进行工作，包括供给给掉电检测电路和数字逻辑电路进行工作；同时第一电容C1储存电量。当外部电源Vsourse掉电后，由于二极管的源极的电压低于漏极的电压，二极管截止，此时第一电容C1开始给传感器信号采集芯片内部的电路供电，包括供给给掉电检测电路和数字逻辑电路进行工作，此时，掉电检测电路检测到外部电源Vsourse已经掉电，并且将检测到的掉电信号以模拟信号的方式传送给数字逻辑电路，并由数字逻辑电路产生一个脉冲时序信号，并通过第三引脚3输出传感器信号采集芯片。由于传感器信号采集芯片可以直接输出外部电源Vsourse已经断电的数字信号，故采用本发明的低功耗芯片掉电检测电路，不但可以实现准确检测传感器信号采集芯片的掉电信号的效果，提升抗干扰能力，同时还能够降低生产成本，有利于工业化应用。
附图说明
图1为本发明的低功耗芯片掉电检测电路的示意图。
主要元件符号说明
第一引脚 1
第二引脚 2
第三引脚 3
外部电源 Vsourse
内部电源 VDD
第一电容 C1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
具体实施案例1：
如图1所示，为本发明的低功耗芯片掉电检测电路的示意图。一种低功耗芯片掉电检测电路，其包括：外部电源Vsourse、传感器信号采集芯片、第一电容C1，外部电源Vsourse通过第一引脚1接入到传感器信号采集芯片内部，第一电容C1在传感器信号采集芯片外部，且通过第二引脚2与传感器信号采集芯片相连；其特征在于:传感器信号采集芯片内部还包括二极管、掉电检测电路、数字逻辑电路，二极管的源极与第一引脚1相连，二极管的漏极通过第二引脚2与传感器信号采集芯片外部的第一电容C1相连然后接地，同时二极管的漏极分别与掉电检测电路和数字逻辑电路相连，掉电检测电路的输入端与外部电源Vsourse相连，用于检测外部电源Vsourse是否掉电，掉电检测电路的输出端与数字逻辑电路的输入端相连，数字逻辑电路的输出端与传感器信号采集芯片的第三引脚3相连；当掉电检测电路检测到的外部电源Vsourse掉电时，掉电检测电路将检测到的外部电源Vsourse的掉电信号发送给数字逻辑电路，数字逻辑电路进行处理后，输出脉冲时序信号，脉冲时序信号通过第三引脚3输出给外部电路。
进一步的，第一电容C1的大小为100nF～1uF。第一电容C1越大，当外部电源Vsourse发生掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片内部的电路工作的时间越长；第一电容C1越小，当外部电源Vsourse发生掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片内部的电路工作的时间越短。
进一步的，脉冲时序信号的码宽为10us～100us。当第一电容C1越大时，则可以选择的脉冲时序信号的码宽就越大；当第一电容C1越小时，则可以选择的脉冲时序信号的码宽就越小。
进一步的，第一电容C1和脉冲时序信号的码宽之间的选择依据为：在外部电源Vsourse掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间需要大于码宽。较为优选的，在外部电源Vsourse掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间＝脉冲时序信号的码宽+20％～50％。
进一步的，第一电容C1在外部电源Vsourse掉电后，能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间为1ms。
进一步的，所述的传感器信号采集芯片包括心率传感器信号采集芯片、气压传感器信号采集芯片、六轴传感器信号采集芯片、地磁/引力传感器信号采集芯片、手势传感器信号采集芯片和距离传感器信号采集芯片等。
本发明的低功耗芯片掉电检测电路的工作原理为：当外部电源Vsourse有电时，外部电源Vsourse通过第一引脚1后经过二极管的源极，由于外部电源Vsourse的电压高于传感器信号采集芯片内部的电压，所以二极管导通，外部电源Vsourse可以给传感器信号采集芯片内部的电路提供电源，此时通过第一电容C1起到稳压作用，产生内部电源VDD供给给传感器信号采集芯片内部的电路进行工作，包括供给给掉电检测电路和数字逻辑电路进行工作；同时第一电容C1储存电量。当外部电源Vsourse掉电后，由于二极管的源极的电压低于漏极的电压，二极管截止，此时第一电容C1开始给传感器信号采集芯片内部的电路供电，包括供给给掉电检测电路和数字逻辑电路进行工作，此时，掉电检测电路检测到外部电源Vsourse已经掉电，并且将检测到的掉电信号以模拟信号的方式传送给数字逻辑电路，并由数字逻辑电路产生一个脉冲时序信号，并通过第三引脚3输出传感器信号采集芯片。由于传感器信号采集芯片可以直接输出外部电源Vsourse已经断电的数字信号，故采用本发明的低功耗芯片掉电检测电路，不但可以实现准确检测传感器信号采集芯片的掉电信号的效果，提升抗干扰能力，同时还能够降低生产成本，有利于工业化应用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种低功耗芯片掉电检测电路，其包括：外部电源Vsourse、传感器信号采集芯片、第一电容C1，外部电源Vsourse通过第一引脚1接入到传感器信号采集芯片内部，第一电容C1在传感器信号采集芯片外部，且通过第二引脚(2)与传感器信号采集芯片相连；其特征在于:传感器信号采集芯片内部还包括二极管、掉电检测电路、数字逻辑电路，二极管的源极与第一引脚(1)相连，二极管的漏极通过第二引脚(2)与传感器信号采集芯片外部的第一电容C1相连然后接地，同时二极管的漏极分别与掉电检测电路和数字逻辑电路相连，掉电检测电路的输入端与外部电源Vsourse相连，用于检测外部电源Vsourse是否掉电，掉电检测电路的输出端与数字逻辑电路的输入端相连，数字逻辑电路的输出端与传感器信号采集芯片的第三引脚(3)相连；当掉电检测电路检测到的外部电源Vsourse掉电时，掉电检测电路将检测到的外部电源Vsourse的掉电信号发送给数字逻辑电路，数字逻辑电路进行处理后，输出脉冲时序信号，脉冲时序信号通过第三引脚(3)输出给外部电路。
2.如权利要求1所述的低功耗芯片掉电检测电路，其特征在于：第一电容C1的大小为100nF～1uF。
3.如权利要求1所述的低功耗芯片掉电检测电路，其特征在于：脉冲时序信号的码宽为10us～100us。
4.如权利要求1所述的低功耗芯片掉电检测电路，其特征在于：在外部电源Vsourse掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间需要大于码宽。
5.如权利要求1所述的低功耗芯片掉电检测电路，其特征在于：在外部电源Vsourse掉电后，第一电容C1能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间＝脉冲时序信号的码宽+20％～50％。
6.如权利要求1所述的低功耗芯片掉电检测电路，其特征在于：第一电容C1在外部电源Vsourse掉电后，能够维持传感器信号采集芯片的内部电路工作的时间为1ms。
7.如权利要求1所述的低功耗芯片掉电检测电路，其特征在于：所述的传感器信号采集芯片包括心率传感器信号采集芯片、气压传感器信号采集芯片、六轴传感器信号采集芯片、地磁/引力传感器信号采集芯片、手势传感器信号采集芯片和距离传感器信号采集芯片。
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