CN113218424A - 针对电容式传感器进行检测的电路结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种针对电容式传感器进行检测的电路结构，其中，该电路结构包括：线性稳压器(LDO)，与外部的电源电压(VABT)以及地相连接，用于提供稳定的电压源；微控制单元(MCU)，与所述的线性稳压器(LDO)相连接，用于为所述的电路结构进行电路信号的处理；以及第一电极处理单元和第二电极处理单元，与所述的微控制单元(MCU)相连接，用于控制所述的电路结构的电极的电容值的变化。采用了本发明的该电路结构，能够完美的替代测试电容检测传感器组件功能时的天线式电极方案，具有稳定性好，参数易于调整等优点。

Description

针对电容式传感器进行检测的电路结构
技术领域
本发明涉及电容式传感器技术领域，具体是指一种针对电容式传感器进行检测的电路结构。
背景技术
传统的天线式电极是由两根以上的同轴电缆组成，当外部导体(如人腿，手指等)靠近时，引起电极上的电容变化，外部导体距离电极约近，该变化越明显。该电容容值变化被电容检测传感器组件检测到后，如果符合软件定义的条件，就会发出相应的指令(如打开尾门，解锁车门等)。天线式电极由于是由两根以上数十公分长的同轴电缆组成，尺寸较长，固定不牢，在测试时难免会因为外部环境(如测试台)的震动而抖动，导致同轴电缆位置与外部导体或地平面间的距离发生改变，影响容值的大小，进而影响检测精度的一致性。这种方式还需要增加工装来模拟人踢腿，额外增加了成本，并且在测试台上占用较大空间。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种稳定性好，参数易于调整，成本低，占用空间小的针对电容式传感器进行检测的电路结构。
为了实现上述目的，本发明的针对电容式传感器进行检测的电路结构如下：
该针对电容式传感器进行检测的电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括：
线性稳压器，与外部的电池电压以及地相连接，用于为所述的电路结构提供稳定的电压源；
微控制单元，与所述的线性稳压器相连接，用于为所述的电路结构进行电路信号的处理；以及
第一电极处理单元和第二电极处理单元，与所述的微控制单元相连接，用于控制所述的电路结构的电极的电容值的变化。
较佳地，所述的第一电极处理单元具体包括：
第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、第一电阻、第二电阻、第一继电器、第二继电器以及数个电容组件，其中，
所述的第一三极管的基极与电感组件相连接，所述的第一三极管的集电极与电源电压以及所述的第一二极管相连接，所述的第一三极管的发射极与地相连接，与所述的第一二极管、第一电阻以及第一继电器依次连接；
所述的第二三极管的基极与电感组件相连接，所述的第二三极管的集电极与电源电压以及所述的第二二极管相连接，所述的第二三极管的发射极与地相连接，所述的第二二极管、第二电阻以及第二继电器依次连接。
更佳地，所述的第一继电器与第二继电器通过吸合或者断开对应的接触点，串联或者并联数个容值不同的第一电容组件与所述的电容式传感器的电极端口相连接。
较佳地，所述的第二电极处理单元具体包括：
第三三极管、第四三极管、第三二极管、第四二极管、第三电阻、第四电阻、第三继电器、第四继电器以及数个电容组件，其中，
所述的第三三极管的基极与电感组件相连接，所述的第三三极管的集电极与电源电压以及所述的第三二极管相连接，所述的第三三极管的发射极与地相连接，与所述的第三二极管、第一电阻以及第三继电器依次连接；
所述的第四三极管的基极与电感组件相连接，所述的第四三极管的集电极与所述的第四二极管相连接，所述的第四三极管的发射极与地相连接，所述的第四二极管、第四电阻以及第四继电器依次连接。
更佳地，所述的第三继电器与第四继电器通过吸合或者断开对应的接触点，串联或者并联数个容值不同的第二电容组件与所述的电容式传感器的另一电极端口相连接。
较佳地，所述的微控制单元还用于配置所述的电路结构的测量检测时间。
采用了本发明的该针对电容式传感器进行检测的电路结构，采用相应电路来模拟天线式电极的容值变化，即模拟了人腿从远处接近电极到远离的过程中电极容值的变化，通过微控制单元控制各个三极管的导通状态，从而控制电容式传感器的连接触点，实现踢腿动作的模拟，省去了人腿模拟工装，具有稳定性好，参数易于调整，成本低占用空间小等优点。
附图说明
图1为现有技术实现检测传感器组件功能的天线式电极方案。
图2为本发明的针对电容式传感器进行检测的电路结构的框架结构图。
图3为本发明的第一电极处理单元与第二电极处理单元的电路原理示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
在详细说明根据本发明的实施例前，应该注意到的是，在下文中，第一和第二之类的关系术语仅仅用来区分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不一定要求或暗示这种实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图2所示，该针对电容式传感器进行检测的电路结构，其中，所述的电路结构包括：
线性稳压器LDO，与外部的电池电压VABT以及地相连接，用于为所述的电路结构提供稳定的电压源；
微控制单元MCU，与所述的线性稳压器LDO相连接，用于为所述的电路结构进行电路信号的处理；以及
第一电极处理单元和第二电极处理单元，与所述的微控制单元MCU相连接，用于控制所述的电路结构的电极的电容值的变化。
作为本发明的优选实施方式，所述的第一电极处理单元具体包括：
第一三极管T1、第二三极管T2、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一继电器、第二继电器以及数个电容组件，其中，
所述的第一三极管T1的基极与电感组件相连接，所述的第一三极管T1的集电极与电源电压VCC以及所述的第一二极管D1相连接，所述的第一三极管T1的发射极与地相连接，与所述的第一二极管D1、第一电阻R1以及第一继电器依次连接；
所述的第二三极管T2的基极与电感组件相连接，所述的第二三极管T2的集电极与电源电压VCC以及所述的第二二极管D2相连接，所述的第二三极管T2的发射极与地相连接，所述的第二二极管D2、第二电阻R2以及第二继电器依次连接。
作为本发明的优选实施方式，所述的第一继电器与第二继电器通过吸合或者断开对应的接触点，串联或者并联数个容值不同的第一电容组件与所述的电容式传感器的电极端口相连接。
作为本发明的优选实施方式，所述的第二电极处理单元具体包括：
第三三极管T3、第四三极管T4、第三二极管D3、第四二极管D4、第三电阻R3、第四电阻R4、第三继电器、第四继电器以及数个电容组件，其中，
所述的第三三极管T3的基极与电感组件相连接，所述的第三三极管T3的集电极与电源电压VCC以及所述的第三二极管D3相连接，所述的第三三极管T3的发射极与地相连接，与所述的第三二极管D3、第一电阻R3以及第三继电器依次连接；
所述的第四三极管T4的基极与电感组件相连接，所述的第四三极管T4的集电极与所述的第四二极管D4相连接，所述的第四三极管T4的发射极与地相连接，所述的第四二极管D4)第四电阻R4以及第四继电器依次连接。
作为本发明的优选实施方式，所述的第三继电器与第四继电器通过吸合或者断开对应的接触点，串联或者并联数个容值不同的第二电容组件与所述的电容式传感器的另一电极端口相连接。
作为本发明的优选实施方式，所述的微控制单元MCU还用于配置所述的电路结构的测量时间，如：可用于模拟“人腿”等外部导体从接近到远离这一过程的不同速度。踢腿越快，整个电路的动作时间就越短。
请参阅图3所示，在本发明的一具体实施方式中，本发明的该针对电容式传感器进行检测的电路结构的工作原理如下：
由于电容串联容值变小，并联容值变大，该方案通过控制继电器来改变电容的串并联，继而改变两个端口间的容值。图中J3为与第一电极处理单元和第二电极处理单元相连接的对外输出端口。下表为模拟电极容值变化量为0.8pf时的电容配比与继电器吸合顺序。无动作时，初始电容为30pf，
MCU控制三极管T1～T4依次导通，使继电器的触点依次闭合，将不同容值的电容组合起来。继电器触点闭合后，容值最小，而后以相反的顺序依次断开，电容恢复初始值30pf。完成一次踢腿动作的模拟。整个过程的时间可由MCU配置。
在本发明的一具体实施方式中，本发明的该模拟电极电容变化整个过程如下(以单根电极举例)：
初始值 CⅠ＝C1_1+C1_2 CⅠ＝30pF
RY1_1吸合 CⅡ＝CⅠ+C2_1 CⅡ＝29.8097pF
RY1_2吸合 CⅢ＝CⅠ+CⅡ+(C3_1||C3_2) CⅢ＝29.60109pF
RY2_1吸合 CⅣ＝CⅠ+CⅡ+CⅢ+(C4_1||C4_2||C4_3) CⅣ＝29.4010pF
RY2_2吸合 CⅤ＝CⅠ+CⅡ+CⅢ+CⅣ+(C5_1||C5_2) CⅤ＝29.1980pF
RY2_2断开 CⅣ＝CⅠ+CⅡ+CⅢ+(C4_1||C4_2||C4_3) CⅣ＝29.4010pF
RY2_1断开 CⅢ＝CⅠ+CⅡ+(C3_1||C3_2) CⅢ＝29.60109pF
RY1_2断开 CⅡ＝CⅠ+C2_1 CⅡ＝29.8097pF
RY1_1断开 CⅠ＝C1_1+C1_2 CⅠ＝30pF
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“实施方式”或“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
采用了本发明的该针对电容式传感器进行检测的电路结构，采用相应电路来模拟天线式电极的容值变化，即模拟了人腿从远处接近电极到远离的过程中电极容值的变化，通过微控制单元控制各个三极管的导通状态，从而控制电容式传感器的连接触点，实现踢腿动作的模拟，省去了人腿模拟工装，具有稳定性好，参数易于调整，成本低占用空间小等优点。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.一种针对电容式传感器进行检测的电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括：
线性稳压器(LDO)，与外部的电池电压(VABT)以及地相连接，用于为所述的电路结构提供稳定的电压源；
微控制单元(MCU)，与所述的线性稳压器(LDO)相连接，用于为所述的电路结构进行电路信号的处理；以及
第一电极处理单元和第二电极处理单元，与所述的微控制单元(MCU)相连接，用于控制所述的电路结构的电极的电容值的变化。
2.根据权利要求1所述的针对电容式传感器进行检测的电路结构，其特征在于，所述的第一电极处理单元具体包括：
第一三极管(T1)、第二三极管(T2)、第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一继电器、第二继电器以及数个电容组件，其中，
所述的第一三极管(T1)的基极与电感组件相连接，所述的第一三极管(T1)的集电极与电源电压(VCC)以及所述的第一二极管(D1)相连接，所述的第一三极管(T1)的发射极与地相连接，与所述的第一二极管(D1)、第一电阻(R1)以及第一继电器依次连接；
所述的第二三极管(T2)的基极与电感组件相连接，所述的第二三极管(T2)的集电极与电源电压(VCC)以及所述的第二二极管(D2)相连接，所述的第二三极管(T2)的发射极与地相连接，所述的第二二极管(D2)、第二电阻(R2)以及第二继电器依次连接。
3.根据权利要求2所述的针对电容式传感器进行检测的电路结构，其特征在于，所述的第一继电器与第二继电器通过吸合或者断开对应的接触点，串联或者并联数个容值不同的第一电容组件与所述的电容式传感器的电极端口相连接。
4.根据权利要求3所述的针对电容式传感器进行检测的电路结构，其特征在于，所述的第二电极处理单元具体包括：
第三三极管(T3)、第四三极管(T4)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第三继电器、第四继电器以及数个电容组件，其中，
所述的第三三极管(T3)的基极与电感组件相连接，所述的第三三极管(T3)的集电极与电源电压(VCC)以及所述的第三二极管(D3)相连接，所述的第三三极管(T3)的发射极与地相连接，与所述的第三二极管(D3)、第一电阻(R3)以及第三继电器依次连接；
所述的第四三极管(T4)的基极与电感组件相连接，所述的第四三极管(T4)的集电极与所述的第四二极管(D4)相连接，所述的第四三极管(T4)的发射极与地相连接，所述的第四二极管(D4)、第四电阻(R4)以及第四继电器依次连接。
5.根据权利要求4所述的针对电容式传感器进行检测的电路结构，其特征在于，所述的第三继电器与第四继电器通过吸合或者断开对应的接触点，串联或者并联数个容值不同的第二电容组件与所述的电容式传感器的另一电极端口相连接。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的针对电容式传感器进行检测的电路结构，其特征在于，所述的微控制单元(MCU)还用于配置所述的电路结构的测量检测时间。
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