CN115083097A - 模拟前端电路和烟雾报警器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟前端电路和烟雾报警器。模拟前端电路包括：发光模块，用于产生探测光信号；感光模块，用于采集环境光信号和探测光信号，并将采集的光信号转换为光电流信号；光电流信号包括环境电信号和探测电信号；放大模块，与感光模块连接，放大模块用于在环境光信号的光强小于预设阈值时，对光电流信号进行放大处理，以输出电压信号；滤波模块，与放大模块连接，用于对放大模块放大后的电压信号进行滤波，以去除环境电信号；积分模块，与滤波模块连接，用于对滤波处理后的电压信号进行正相序列积分和反相序列积分，以滤除放大模块、滤波模块及积分模块产生的干扰信号，并输出直流电信号。

Description

模拟前端电路和烟雾报警器

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种模拟前端电路和烟雾报警器。

背景技术

烟雾报警器被广泛应用于火灾探测，在火灾的早期识别和报警上具有极为重要的作用，其应用场景包括但不限于电动汽车电池冒烟报警、室内烟雾报警等。光电式测量芯片作为烟雾报警器中的核心单元，主要包括驱动器、AFE(模拟前端电路)、ADC(模数转换器)以及数字处理单元等。

但是，由于环境光会对模拟前端电路造成调制干扰，使其探测烟雾的能力受到影响，并且环境光光强过高时，还会对模拟前端电路造成破坏。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题提供一种模拟前端电路和烟雾报警器，以消除环境光对模拟前端电路的干扰以及环境光光强过高时对模拟前端电路造成的破坏。

为了实现上述目的，本发明提供了一种模拟前端电路，包括：

发光模块，用于产生探测光信号；

感光模块，用于采集环境光信号和所述探测光信号，并将采集的光信号转换为光电流信号；所述光电流信号包括环境电信号和探测电信号；

放大模块，与所述感光模块连接，用于对所述光电流信号进行放大处理，以输出电压信号；

滤波模块，与所述放大模块连接，用于对所述放大模块放大后的所述电压信号进行滤波，以去除所述环境电信号；

积分模块，与所述滤波模块连接，用于对滤波处理后的所述电压信号进行正相序列积分和反相序列积分，以滤除所述放大模块、所述滤波模块及所述积分模块产生的干扰信号，并输出直流电信号。

在其中一个实施例中，所述模拟前端电路配置有第一工作模式和第二工作模式；

所述放大模块工作在所述第一工作模式时，用于检测所述环境光信号的光强；

所述放大模块工作在所述第二工作模式时，用于对所述光电流信号进行放大处理，以输出电压信号；

其中，在所述第一工作模式下，所述发光模块停止产出所述探测光信号。

在其中一个实施例中，所述放大模块包括：

跨阻放大器，用于对所述光电流信号进行放大处理；

增益调节单元，与所述跨阻放大器连接，用于对所述跨阻放大器的放大增益进行调节。

在其中一个实施例中，所述放大模块工作在所述第二工作模式时，还用于在所述环境光信号的光强超出预设阈值的情况下，降低对所述光电流信号进行放大处理的放大增益。

在其中一个实施例中，所述滤波模块包括：

带通滤波器；

滤波辅助单元，与所述带通滤波器连接。

在其中一个实施例中，所述模拟前端电路还包括：

第一开关模块，与所述滤波模块连接，用于在所述放大模块工作在第一工作模式时，将所述滤波模块短路。

在其中一个实施例中，所述积分模块包括：

积分器，用于对所述滤波模块滤波处理后的所述电压信号进行积分；

第一开关单元，与所述积分器连接；

第二开关单元，与所述积分器及所述第一开关单元分别连接；

输入电阻单元，与所述第一开关单元及所述第二开关单元分别连接；

第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一开关单元、所述第二开关单元及所述积分器的正向输入端分别连接，所述第一电容的第二端与所述积分器的正向输出端连接；

第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一开关单元、所述第二开关单元及所述积分器的反向输入端分别连接，所述第二电容的第二端与所述积分器的反向输出端连接；

其中，所述第一开关单元为导通状态且所述第二开关单元为断开状态时，所述积分模块用于对滤波处理后的所述电压信号进行正相序列积分；所述第二开关单元为导通状态且所述第一开关单元为断开状态时，所述积分模块用于对滤波处理后的所述电压信号进行反相序列积分。

在其中一个实施例中，所述正相序列积分与所述反相序列积分交替进行；所述积分模块输出的所述直流电信号对应的积分等于所述正相序列积分与所述反相序列积分的差值。

在其中一个实施例中，所述模拟前端电路还包括：

第二开关模块，与所述积分模块连接；在所述第二开关模块处于断开状态时，所述积分器为积分模式，所述第一电容及所述第二电容均充满电荷；在所述第二开关模块处于导通状态时，所述积分器为缓冲模式，所述第一电容及所述第二电容均释放电荷。

本发明还提供了一种烟雾报警器，包括：如上述任一项方案的模拟前端电路、模数转换电路、处理模块及报警模块；

所述模数转换电路与所述模拟前端电路连接，用于将所述模拟前端电路输出的电信号转换为数字信号；

所述处理模块与所述模数转换电路连接，用于对所述模数转换电路转换后的所述数字信号进行判断，并在所述数字信号异常时向所述报警模块发送报警指令；

所述报警模块与所述处理模块连接，用于在接收到所述处理模块发送的所述报警指令时，发出报警信号；所述报警信号为声音信号、指示灯信号、文字信号和图像信号中的至少一种。

本发明的烟雾报警器，包括上述任一项方案所述的模拟前端电路，其有益效果可参阅模拟前端电路的有益效果，此处不做赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图；

图2为一实施例中提供的模拟前端电路中的放大模块的结构示意图；

图3为一实施例中提供的模拟前端电路中的滤波模块的结构示意图；

图4为一实施例中提供的模拟前端电路中的第一开关模块和滤波模块的结构示意图；

图5为一实施例中提供的模拟前端电路中的积分模块的结构示意图；

图6为另一实施例中提供的模拟前端电路中的积分模块的结构示意图；

图7为另一实施例中提供的模拟前端电路中的放大模块工作在第二工作模式时，感光模块、滤波模块和积分模块输出的信号的波形；

图8为一实施例中提供的模拟前端电路中的第二开关模块和积分模块的结构示意图；

图9为另一实施例中提供的模拟前端电路中的积分模块的结构示意图；

图10为另一实施例中提供的模拟前端电路的结构示意图；

图11为一实施例中提供的烟雾报警器的结构示意图。

附图标记说明：

1、发光模块；2、感光模块；3、放大模块；4、滤波模块；5、积分模块；51、第一开关单元；52、第二开关单元；53、输入电阻单元；6、第一开关模块；7、第二开关模块；100、模拟前端电路；200、模数转换电路；300、处理模块；400、报警模块。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分，这些元件、部件、区、层、掺杂类型和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分与另一个元件、部件、区、层、掺杂类型或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层、掺杂类型或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分；举例来说，可以将第一掺杂类型成为第二掺杂类型，且类似地，可以将第二掺杂类型成为第一掺杂类型；第一掺杂类型与第二掺杂类型为不同的掺杂类型，譬如，第一掺杂类型可以为P型且第二掺杂类型可以为N型，或第一掺杂类型可以为N型且第二掺杂类型可以为P型。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白，当术语“组成”和/或“包括”在该说明书中使用时，可以确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。同时，在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

烟雾报警器被广泛应用于火灾探测，在火灾的早期识别和报警上具有极为重要的作用，其应用场景包括但不限于电动汽车电池冒烟报警、室内烟雾报警等。光电式测量芯片作为烟雾报警器中的核心单元，主要包括驱动器、AFE(模拟前端电路)、ADC(模数转换器)以及数字处理单元等。

但是，由于环境光会对模拟前端电路造成调制干扰，使其探测烟雾的能力受到影响，并且环境光光强过高时，还会对模拟前端电路造成破坏。

基于此，有必要针对上述问题提供一种模拟前端电路和烟雾报警器，以消除环境光对模拟前端电路的干扰以及环境光光强过高时对模拟前端电路造成的破坏。

为了实现上述目的，本发明提供了一种模拟前端电路，如图1所示，模拟前端电路包括：发光模块1、感光模块2、放大模块3、滤波模块4及积分模块5；发光模块1用于产生探测光信号；感光模块2用于采集环境光信号和探测光信号，并将采集的光信号转换为光电流信号；光电流信号包括环境电信号和探测电信号；放大模块3与感光模块2连接，放大模块3用于对光电流信号进行放大处理，以输出电压信号；滤波模块4与放大模块3连接，用于对放大模块3放大后的电压信号进行滤波，以去除环境电信号；积分模块5与滤波模块4连接，用于对滤波处理后的电压信号进行正相序列积分和反相序列积分，以滤除放大模块3、滤波模块4及积分模块5产生的干扰信号，并输出直流电信号。

上述示例中的模拟前端电路，通过发光模块1产生探测光信号，通过感光模块2采集环境光信号和探测光信号，并将采集的光信号转换为光电流信号，光电流信号包含环境电信号和探测电信号，光电流信号经过放大模块3被放大处理并被转换成电压信号；电压信号经过滤波模块4时，其中的环境电信号对应的电压信号被过滤掉，便可实现消除环境光的影响的目的；并且，积分模块5可对放大模块3、滤波模块4及积分模块5自身产生的干扰信号进行消除和降噪，以降低干扰信号对电路的影响并保证数据处理的准确性。

在一个实施例中，模拟前端电路可以配置有第一工作模式和第二工作模式；放大模块3工作在第一工作模式时，用于检测环境光信号的光强；放大模块3工作在第二工作模式时，用于对光电流信号进行放大处理，以输出电压信号；其中，在第一工作模式下，发光模块1停止产出探测光信号。

具体地，放大模块3在第一工作模式下工作时，发光模块1停止产出探测光信号，放大模块3用于检测环境光的光强是否过高，并在环境光的光强过高时及时调整自身的放大增益，以对电路进行保护。

在一个实施例中，放大模块3可以包括：跨阻放大器TIA和增益调节单元；跨阻放大器TIA用于对光电流信号进行放大处理；增益调节单元与跨阻放大器TIA连接，用于对跨阻放大器TIA的放大增益进行调节。

具体地，放大模块3工作在第一工作模式时，若检测到环境光信号的光强过高，可以通过调整自身的增益来降低环境光对模拟前端电路的破坏；放大模块3工作在第二工作模式时，在环境光信号的光强小于预设阈值时对光电流信号进行放大处理时，其放大增益也要控制在合理范围内，以免放大过大倍数后导致信号过强对电路造成破坏。

在一个实施例中，放大模块3工作在第二工作模式时，还用于在环境光信号的光强超出预设阈值的情况下，降低对光电流信号进行放大处理的放大增益。

在一个实施例中，如图2所示，增益调节单元可以包括：第三电容C3、第一可变电阻器VR1、第四电容C4及第二可变电阻器VR2；第三电容C3的第一端与跨阻放大器TIA的正向输入端连接，第三电容C3的第二端与跨阻放大器TIA的正向输出端连接；第一可变电阻器VR1的第一端与第三电容C3的第一端及跨阻放大器TIA的正向输入端分别连接，第一可变电阻器VR1的第二端与第三电容C3的第二端及跨阻放大器TIA的正向输出端连接；第四电容C4的第一端与跨阻放大器TIA的反向输入端连接，第四电容C4的第二端与跨阻放大器TIA的反向输出端连接；第二可变电阻器VR2的第一端与第四电容C4的第一端及跨阻放大器TIA的反向输入端分别连接，第二可变电阻器VR2的第二端与第四电容C4的第二端及跨阻放大器TIA的反向输出端连接。在环境光信号的光强超出预设阈值时，可以通过第三电容C3、第一可变电阻器VR1、第四电容C4及第二可变电阻器VR2来实现对光电流信号进行放大处理的放大增益进行调节的功能。

在一个实施例中，跨阻放大器TIA可以是但不仅限于全差分跨阻放大器。

在一个实施例中，滤波模块4包括：带通滤波器BPF和滤波辅助单元；滤波辅助单元与带通滤波器BPF连接。

在一个实施例中，带通滤波器BPF可以是但不仅限于全差分带通滤波器。

在一个实施例中，如图3所示，滤波辅助单元可以包括：第五电容C5、第一电阻器R1、第六电容C6、第二电阻器R2、第七电容C7、第三电阻器R3、第八电容C8、第四电阻器R4及第九电容C9；第一电阻器R1的第一端与第五电容C5的第二端连接，第一电阻器R1的第二端与带通滤波器BPF的正向输入端连接；第六电容C6的第一端与第一电阻器R1的第二端及带通滤波器BPF的正向输入端分别连接，第六电容C6的第二端与带通滤波器BPF的正向输出端连接；第二电阻器R2的第一端与第一电阻器R1的第二端、带通滤波器BPF的正向输入端及第六电容C6的第一端分别连接，第二电阻器R2的第二端与带通滤波器BPF的正向输出端及第六电容C6的第二端分别连接；第三电阻器R3的第一端与第七电容C7的第二端连接，第三电阻器R3的第二端与带通滤波器BPF的反相输入端连接；第八电容C8的第一端与第三电阻器R3的第二端及带通滤波器BPF的反向输入端分别连接，第八电容C8的第二端与带通滤波器BPF的反向输出端连接；第四电阻器R4的第一端与第三电阻器R3的第二端、带通滤波器BPF的反向输入端及第八电容C8的第一端分别连接；第四电阻器R4的第二端与带通滤波器BPF的反向输出端及第八电容C8的第二端分别连接；第九电容C9的第一端与带通滤波器BPF的正向输出端、第六电容C6的第二端及第二电阻器R2的第二端分别连接，第九电容C9的第二端与带通滤波器BPF的反向输出端、第八电容C8的第二端及第四电阻器R4的第二端分别连接。

在一个实施例中，模拟前端电路还包括第一开关模块，第一开关模块与滤波模块4连接，用于在放大模块3工作在第一工作模式时，将滤波模块4短路。

在一个实施例中，如图4所示，第一开关模块包括：第五开关K5和第六开关K6；第五开关K5的第一端与第五电容C5的第一端连接，第五开关K5的第二端与带通滤波器BPF的正向输出端、第六电容C6的第二端、第二电阻器R2的第二端及第九电容C9的第一端分别连接；第六开关K6的第一端与第七电容C7的第一端连接，第六开关K6的第二端与带通滤波器BPF的反向输出端、第八电容C8的第二端、第四电阻器R4的第二端及第九电容C9的第二端分别连接。

在一个实施例中，如图5所示，积分模块5包括：积分器INT、第一开关单元51、第二开关单元52、输入电阻单元53、第一电容C1及第二电容C2；积分器INT用于对滤波模块4滤波处理后的电压信号进行积分；第一开关单元51与积分器INT连接；第二开关单元52与积分器INT及第一开关单元51分别连接；输入电阻单元53与第一开关单元51及第二开关单元52分别连接；第一电容C1的第一端与第一开关单元51、第二开关单元52及积分器INT的正向输入端分别连接，第一电容C1的第二端与积分器INT的正向输出端连接；第二电容C2的第一端与第一开关单元51、第二开关单元52及积分器INT的反向输入端分别连接，第二电容C2的第二端与积分器INT的反向输出端连接；其中，第一开关单元51为导通状态且第二开关单元52为断开状态时，积分模块5用于对滤波处理后的电压信号进行正相序列积分；第二开关单元52为导通状态且第一开关单元51为断开状态时，积分模块5用于对滤波处理后的电压信号进行反相序列积分。

在一个实施例中，积分器INT可以是但不仅限于全差分积分器。

在一个实施例中，如图6所示，第一开关单元51包括第七开关K7和第八开关K8；第二开关单元52包括第九开关K9和第十开关K10；第七开关K7的第一端与第九开关K9的第一端连接，第七开关K7的第二端与第十开关K10的第二端、积分器INT的正向输入端及第一电容C1的第一端分别连接；第八开关K8的第一端与第十开关K10的第一端连接，第八开关K8的第二端与第九开关K9的第二端、积分器INT的反向输入端及第二电容C2的第一端分别连接；第九开关K9的第二端与积分器INT的反向输入端及第二电容C2的第一端分别连接；第十开关K10的第二端与积分器INT的正向输入端及第一电容C1的第一端分别连接；其中，第七开关K7及第八开关K8均为导通状态且第九开关K9和第十开关K10均为断开状态时，积分模块5用于对滤波处理后的电压信号进行正相序列积分；第九开关K9和第十开关K10均为导通状态且第七开关K7及第八开关K8均为断开状态时，积分模块5用于对滤波处理后的电压信号进行反相序列积分。

在一个实施例中，正相序列积分与反相序列积分交替进行；积分模块5输出的直流电信号对应的积分等于正相序列积分与反相序列积分的差值。

具体地，如图7所示为放大模块3工作在第二工作模式时，感光模块2、滤波模块4和积分模块5输出的信号的波形，a线为感光模块2输出的信号的波形，b线为滤波模块4对a线滤波后输出的信号的波形，c线为积分模块5对b线进行正相序列积分和反相序列积分后输出的信号的波形。

在一个实施例中，模拟前端电路还包括第二开关模块，第二开关模块与积分模块5连接；在第二开关模块处于断开状态时，积分器INT为积分模式，第一电容C1及第二电容C2均充满电荷；在第二开关模块处于导通状态时，积分器INT为缓冲模式，第一电容C1及第二电容C2均释放电荷。

具体地，在第二开关模块处于导通状态时，积分器INT可以变换为缓冲器，第二开关模块处于导通状态，使得第一电容C1及第二电容C2上的电荷被释放。

在一个实施例中，如图8所示，第二开关模块包括：第一开关K1和第二开关K2；第一开关K1的第一端与第一开关单元51、第二开关单元52及输入电阻单元53分别连接，第一开关K1的第二端与第一电容C1的第二端及积分器INT的正向输出端分别连接；第二开关K2的第一端与第一开关单元51、第二开关单元52及输入电阻单元53分别连接，第二开关K2的第二端与第二电容C2的第二端及积分器INT的反向输出端分别连接。

具体地，在放大模块3工作在第一工作模式时，通过设置第一开关K1和第二开关K2均为导通状态，使得积分器INT可以变换为缓冲器。

在一个实施例中，参阅图8，模拟前端电路还包括：第三可变电阻器VR3和第四可变电阻器VR4；第三可变电阻器VR3的第一端与第一开关单元51、第二开关单元52及输入电阻单元53分别连接，第三可变电阻器VR3的第二端与第一开关K1的第一端连接；第四可变电阻器VR4的第一端与第一开关单元51、第二开关单元52及输入电阻单元53分别连接，第四可变电阻器VR4的第二端与第二开关K2的第一端连接。

在一个实施例中，如图9所示，积分模块5还包括：第三开关K3、第四开关K4、第十一开关K11和第十二开关K12；第三开关K3的第一端与第七开关K7的第二端、第十开关K10的第二端、积分器INT的正向输入端及第一电容C1的第一端分别连接；第四开关K4的第一端与第三开关K3的第二端连接，第四开关K4的第二端与第八开关K8的第二端、第九开关K9的第二端、积分器INT的反向输入端及第二电容C2的第一端分别连接；第十一开关K11的第一端与第七开关K7的第一端及第九开关K9的第一端分别连接；第十二开关K12的第一端与第十一开关K11的第二端连接，第十二开关K12的第二端与第八开关K8的第一端及第十开关K10的第一端分别连接。

具体地，在积分器INT进行积分时，可以设置第三开关K3和第四开关K4均为断开状态，保证第一电容C1及第二电容C2上均充满电荷；在积分器不需要进行积分时，可以设置第三开关K3和第四开关K4均为导通状态，使得第一电容C1及第二电容C2均释放电荷，相当于对积分模块做一次reset(清零重置)。

在一个实施例中，参阅图9，输入电阻单元53包括：第五可变电阻器VR5和第六可变电阻器VR6；第五可变电阻器VR5的第二端与第十一开关K11的第一端连接；第六可变电阻器VR6的第二端与第十二开关K12的第二端连接。

具体地，第五可变电阻器VR5和第六可变电阻器VR6可以在积分模块5用于滤除放大模块3、滤波模块4及积分模块5自身产生的干扰信号时，帮助调节积分模块5自身的增益。

在一个实施例中，如图10所示，第一开关模块6与放大模块3、滤波模块4及积分模块5分别连接；第二开关模块7与积分模块5连接；第五电容C5的第一端与跨阻放大器TIA的正向输出端、第三电容C3的第二端及第一可变电阻器VR1的第二端分别连接；第七电容C7的第一端与跨阻放大器TIA的反向输出端、第四电容C4的第二端及第二可变电阻器VR2的第二端分别连接；第五可变电阻器VR5的第一端与滤波模块4连接；第六可变电阻器VR6的第一端与滤波模块4连接。

本发明还提供了一种烟雾报警器，如图11所示，烟雾报警器包括：上述任一项方案的模拟前端电路100、模数转换电路200、处理模块300及报警模块400；模数转换电路200与模拟前端电路100连接，用于将模拟前端电路100输出的电信号转换为数字信号；处理模块300与模数转换电路200连接，用于对模数转换电路200转换后的数字信号进行判断，并在数字信号异常时向报警模块400发送报警指令；报警模块400与处理模块300连接，用于在接收到处理模块发送的报警指令时，发出报警信号；报警信号为声音信号、指示灯信号、文字信号和图像信号中的至少一种。

本发明的烟雾报警器，包括上述任一项方案所述的模拟前端电路，其有益效果可参阅模拟前端电路的有益效果，此处不做赘述。

上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种模拟前端电路，其特征在于，包括：

发光模块，用于产生探测光信号；

感光模块，用于采集环境光信号和所述探测光信号，并将采集的光信号转换为光电流信号；所述光电流信号包括环境电信号和探测电信号；

放大模块，与所述感光模块连接，用于对所述光电流信号进行放大处理，以输出电压信号；

滤波模块，与所述放大模块连接，用于对所述放大模块放大后的所述电压信号进行滤波，以去除所述环境电信号；

积分模块，与所述滤波模块连接，用于对滤波处理后的所述电压信号进行正相序列积分和反相序列积分，以滤除所述放大模块、所述滤波模块及所述积分模块产生的干扰信号，并输出直流电信号。

2.根据权利要求1所述的模拟前端电路，其特征在于，所述模拟前端电路配置有第一工作模式和第二工作模式；

所述放大模块工作在所述第一工作模式时，用于检测所述环境光信号的光强；

所述放大模块工作在所述第二工作模式时，用于对所述光电流信号进行放大处理，以输出电压信号；

其中，在所述第一工作模式下，所述发光模块停止产出所述探测光信号。

3.根据权利要求2所述的模拟前端电路，其特征在于，所述放大模块包括：

跨阻放大器，用于对所述光电流信号进行放大处理；

增益调节单元，与所述跨阻放大器连接，用于对所述跨阻放大器的放大增益进行调节。

4.根据权利要求2所述的模拟前端电路，其特征在于，所述放大模块工作在所述第二工作模式时，还用于在所述环境光信号的光强超出预设阈值的情况下，降低对所述光电流信号进行放大处理的放大增益。

5.根据权利要求1所述的模拟前端电路，其特征在于，所述滤波模块包括：

带通滤波器；

滤波辅助单元，与所述带通滤波器连接。

6.根据权利要求5所述的模拟前端电路，其特征在于，所述模拟前端电路还包括：

第一开关模块，与所述滤波模块连接，用于在所述放大模块工作在第一工作模式时，将所述滤波模块短路。

7.根据权利要求1所述的模拟前端电路，其特征在于，所述积分模块包括：

积分器，用于对所述滤波模块滤波处理后的所述电压信号进行积分；第一开关单元，与所述积分器连接；

第二开关单元，与所述积分器及所述第一开关单元分别连接；

输入电阻单元，与所述第一开关单元及所述第二开关单元分别连接；

第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一开关单元、所述第二开关单元及所述积分器的正向输入端分别连接，所述第一电容的第二端与所述积分器的正向输出端连接；

第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一开关单元、所述第二开关单元及所述积分器的反向输入端分别连接，所述第二电容的第二端与所述积分器的反向输出端连接；

其中，所述第一开关单元为导通状态且所述第二开关单元为断开状态时，所述积分模块用于对滤波处理后的所述电压信号进行正相序列积分；所述第二开关单元为导通状态且所述第一开关单元为断开状态时，所述积分模块用于对滤波处理后的所述电压信号进行反相序列积分。

8.根据权利要求7所述的模拟前端电路，其特征在于，所述正相序列积分与所述反相序列积分交替进行；所述积分模块输出的所述直流电信号对应的积分等于所述正相序列积分与所述反相序列积分的差值。

9.根据权利要求7所述的模拟前端电路，其特征在于，所述模拟前端电路还包括：

第二开关模块，与所述积分模块连接；在所述第二开关模块处于断开状态时，所述积分器为积分模式，所述第一电容及所述第二电容均充满电荷；在所述第二开关模块处于导通状态时，所述积分器为缓冲模式，所述第一电容及所述第二电容均释放电荷。

10.一种烟雾报警器，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的模拟前端电路、模数转换电路、处理模块及报警模块；

所述模数转换电路与所述模拟前端电路连接，用于将所述模拟前端电路输出的电信号转换为数字信号；

所述处理模块与所述模数转换电路连接，用于对所述模数转换电路转换后的所述数字信号进行判断，并在所述数字信号异常时向所述报警模块发送报警指令；

所述报警模块与所述处理模块连接，用于在接收到所述处理模块发送的所述报警指令时，发出报警信号；所述报警信号为声音信号、指示灯信号、文字信号和图像信号中的至少一种。

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