CN117440563A - 一种光源调光方法和电子设备 - Google Patents

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CN117440563A CN202210868093.4A CN202210868093A CN117440563A CN 117440563 A CN117440563 A CN 117440563A CN 202210868093 A CN202210868093 A CN 202210868093A CN 117440563 A CN117440563 A CN 117440563A
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Abstract

本申请公开了一种光源调光方法和电子设备。该电子设备包括：发光器、光电转换器、跨阻放大器、调光模块和DC调节模块；调光模块用于：根据获取的数字信号及预设的跨阻放大器的增益，确定光电转换器的第一光电流；根据第一光电流和发光器的第一驱动电流，确定发光器与光电转换器的电流传输比；根据电流传输比，确定发光器的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动发光器发光时光电转换器的第二光电流；在确定第二光电流在目标电流的最优工作区间时，根据第二光电流调整DC调节模块的DC电流，使第二光电流与DC电流的差值在跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。在整个调光的过程中，极大的缩短了调光时长，实现了快速调光。

Description

一种光源调光方法和电子设备
技术领域
本发明实施例涉及电子设备领域，尤其涉及一种光源调光方法和电子设备。
背景技术
光电容积脉搏标记法(photo plethysmo graphy，PPG)是以光学的方式取得脉搏描记图，通常的实现方式为：发光二极管(light-emitting diode，LED)发出的光照射到皮肤后经过透射或反射的方式将光信号发射给光电转换器(photo-diode，PD)。PD将接收的光信号转换成电信号，并将所述电信号发送给模拟前端(analog front end，AFE)芯片。AFE芯片将电信号通过第一模拟数字转换器(analog-to-digital converter，ADC)转换成PPG数字信号输出。
一般情况，PPG应用于佩戴式运动设备(如运动手表)。在运动场景下，皮肤与PPG的相对位置会有变化。当LED发出预设光强时，PD接收到的光信号强弱可能有较大变化。当PD接收到的光信号过强或过弱时，都会造成PPG性能变差。为了让PPG工作在最好性能区间,一般会预先给PD设定目标电流工作区间。当PD电流超出目标电流工作区间时，通过调整LED的驱动电流,可以让PD电流回到目标电流工作区间。这个调节过程称为调光过程。
现有的光源调光方法通常利用微控制单元(micro controller unit；MCU)，MCU通过AFE的接口(一般为SPI或I2C)读取ADC输出的PPG数字信号，根据PPG数字信号判断AFE的接收通路是否工作在最优区间，如果偏离最优区间，则MCU通过上述接口控制AFE的LED驱动器调整LED的驱动电流，使得AFE的接收通路工作在最优区间。但是，调光过程比较长，需要较长的时间才能稳定。尤其是，PPG在快速波动的场景，无法快速跟踪PD电流，造成AFE的接收通路饱和或性能急速降低。
发明内容
本申请实施例提供的一种光源调光方法和电子设备，可以实现快速调光。
第一方面、本申请实施例提供的一种电子设备，该电子设备可以包括：第一发光器、第一光电转换器、第一跨阻放大器、第一模拟数字转换器、调光模块和第一DC调节模块；第一模拟数字转换器的另一端电连接调光模块的一端，调光模块的另一端分别电连接第一发光器和第一DC调节模块的一端，第一DC调节模块的另一端电连接第一光电转换器的一端，第一光电转换器的另一端电连接第一跨阻放大器的一端，第一跨阻放大器的另一端电连接第一模拟数字转换器的一端。
其中，调光模块用于：根据第一模拟数字转换器输出的数字信号及预设的第一跨阻放大器的增益，(可选包含IDAC1的预设的电流值)，确定第一光电转换器的第一光电流；根据第一光电流和第一发光器的第一驱动电流，确定第一发光器与第一光电转换器的电流传输比；根据电流传输比，确定第一发光器的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动第一发光器发光时第一光电转换器的第二光电流；在确定第二光电流在目标电流的最优工作区间时，根据第二光电流调整第一DC调节模块的DC电流，使第二光电流与DC电流的差值在所述第一跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。
或者，根据电流传输比，确定第一发光器的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动第一发光器发光时第一光电转换器的第二光电流和第一DC调节模块的DC电流，使第二光电流与DC电流的差值在所述第一跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。
可见，本申请实施例提供的电子设备可以在每个周期的时隙内或时隙之间或每个时隙的子时隙内完成发光器调光，这样在整个调光的过程中，极大的缩短了调光时长，实现了快速调光。尤其是，在快速波动(例如剧烈运动)的场景下，可以快速跟踪光电转换器的光电流，确保了电子设备的性能。
在一种具体可实现方式中，电子设备还包括：驱动芯片；其中，驱动芯片包括：第一驱动器、第一跨阻放大器、第一模拟数字转换器、调光模块、第一DC调节模块和第一电流型数模转换器。调光模块的另一端电连接第一驱动器的一端，第一驱动器的另一端电连接第一发光器，第一DC调节模块的另一端电连接第一电流型数模转换器的一个一端，第一电流型数模转换器的另一端电连接第一光电转换器的一端，第一光电转换器的另一端电连接第一电流型数模转换器的另一个一端。
或者(PD与TIA单端接法,即PD阳极接地，PD阴极接跨阻放大器输入,如批注中的图)IDAC另一端与PD的一端和TIA的一端电连接。
在一种具体可实现方式中，调光模块用于：根据电流传输比和目标光电流，确定达到目标光电流时需要的第一发光器的第二驱动电流；或者，根据电流传输比，及预先存储驱动电流与功率的对应关系，确定第一发光器的第二驱动电流。
在一种具体可实现方式中，调光模块还用于：当第二光电流与目标光电流的差值大于第一阈值时，控制第一DC调节模块调节DC电流，并得到第一DC调节模块的DC电流的调整值，调整值、第二光电流、目标光电流与目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系，第一阈值为DC调节的触发门限。
其中，调整值可以调整后的第一DC调节模块的DC电流值或者可以是调整前、后的第一DC调节模块的DC电流值的差值。
其中，第一阈值可以理解为触发调DC的阈值(调整IDAC电流)，PD电流与DC电流的差值超出此阈值，则调整DC电流。
在一种具体可实现方式中，调光模块还用于：当第二光电流与第一DC调节模块的DC电流的差值大于第二阈值时，控制第一DC调节模块调节DC电流，并得到第一DC调节模块的DC电流的调整值，调整值、第二光电流、第一DC调节模块的DC电流与目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系。
其中，调整值可以调整后的第一DC调节模块的DC电流值或者可以是调整前、后的第一DC调节模块的DC电流值的差值。
其中，第二阈值可以理解为触发调DC的阈值(调整IDAC电流)，PD电流与DC电流的差值超出此阈值，则调整DC电流。
在一种具体可实现方式中，调光模块还用于：当在第X个周期的第m个时隙时，确定第二光电流超出目标电流的最优工作区间，X、m均为大于等于1的正整数；或者，当在每个周期的第m个时隙时，确定第二光电流超出目标光电流的最优工作区间；或者，当在第1个时隙测出电流传输比之后，其他时隙均根据第1个时隙生成的第三驱动电流，确定第三驱动电流对应的光电流超出目标光电流的最优工作区间；或者，当在每个时隙的第1个子时隙测出电流传输比之后，根据电流传输比，在第1子时隙所在的第1周期的某个时隙或第2周期的某个时隙，确定第二光电流超出目标电流的最优工作区间；或者，当每个周期的一个或多个时隙工作在调光触发门限内时，确定电流传输比，并确定其他时隙的电流传输比和第二光电流超出目标电流的最优工作区间。
在一种具体可实现方式中，调光模块还用于：当在第X个周期的第n个时隙时，确定第二光电流与DC电流的差值超出TIA的最优工作区间，X、n均为大于等于1的正整数；或者，当在每个周期的第n个时隙时，确定第二光电流与DC电流的差值超出TIA的最优工作区间。
在一些具体可实现方式中，电子设备还包括：第i光电转换器、第i跨阻放大器、第i模拟数字转换器、第i DC调节模块和第i电流型数模转换器，i为大于等于2的正整数；每个光电转换器电连接任意的跨阻放大器和电流型数模转换器，每个跨阻放大器电连接到任意的模拟数字转换器。
在一些具体可实现方式中，电子设备还包括：第j驱动器、第k发光器，j、k均为大于等于2的正整数；每个驱动器电连接p个发光器，p为大于等于1的正整数。
在一种具体可实现方式中，在某个时隙上，一个或多个驱动器驱动一个或多个发光器。
在一种具体可实现方式中，电子设备还可以包括：存储器，存储器与至少一个模拟数字转换器电连接，用于接收并存储至少一个模拟数字转换器输出的数字信号。
第二方面、提供一种光源调光方法，应用于电子设备，该电子设备可以包括：一个或多个处理器；一个或多个存储器；一个或多个发光器；一个或多个光电转换器；一个或多个DC调节模块；方法可以包括：响应于第一电流调节信号，控制发光器输出第一光信号，并检测由第一光信号经过待测物的透射或反射后所得到的第二光信号；根据第二光信号，确定第二光信号对应的第一光电流；根据第一光电流和发光器的第一驱动电流，得到发光器与光电转换器的电流传输比；根据电流传输比，确定发光器的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动发光器发光时光电转换器的第二光电流；在确定第二光电流在目标电流的最优工作区间时，根据第二光电流调整DC调节模块的DC电流，使第二光电流与DC电流的差值在所述第一跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。
其中，调光模块用于：根据第一模拟数字转换器输出的数字信号及预设的第一跨阻放大器的增益，(可选包含IDAC1的预设的电流值)，确定第一光电转换器的第一光电流；根据第一光电流和第一发光器的第一驱动电流，确定第一发光器与第一光电转换器的电流传输比；根据电流传输比，确定第一发光器的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动第一发光器发光时第一光电转换器的第二光电流；在确定第二光电流在目标电流的最优工作区间时，根据第二光电流调整第一DC调节模块的DC电流，使第二光电流与DC电流的差值在所述第一跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。
或者，根据电流传输比，确定第一发光器的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动第一发光器发光时第一光电转换器的第二光电流和第一DC调节模块的DC电流，使第二光电流与DC电流的差值在所述第一跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。
可见，本申请实施例提供的电子设备可以在每个周期的时隙内或时隙之间或每个时隙的子时隙内完成发光器调光，这样在整个调光的过程中，极大的缩短了调光时长，实现了快速调光。尤其是，在快速波动(例如剧烈运动)的场景下，可以快速跟踪光电转换器的光电流，确保了电子设备的性能。
在一种具体可实现方式中，电子设备还用于：根据电流传输比和目标光电流，确定达到目标光电流时需要的发光器的第二驱动电流；或者，根据电流传输比，及预先存储驱动电流与功率的对应关系，确定发光器的第二驱动电流。
在一些实施例中，在电子设备根据电流传输比，确定发光器的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动发光器发光时光电转换器的第二光电流之后，该方法还可以包括：电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD1的第二电流传输比(简称CTR2)。
这样，可以重复执行S1104和S1105，继续根据LED和PD1的第二电流传输比，及PD的目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第三驱动电流，及以第三驱动电流驱动LED发光时PD1的第三PD电流。直到第N(N＝1,2，…)PD电流在PD目标电流的最优工作区间。
在一些实施例中，在电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD1的第二电流传输比(简称CTR2)之后，该方法还可以包括：电子设备确定第二PD电流(如上述第二光电流)是否超出PD目标电流(如上述目标光电流)的最优工作区间。若第二PD电流未超出PD目标电流的最优工作区间，则电子设备根据CTR1及PD目标电流，确定LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流；若第二PD电流超出PD目标电流的最优工作区间，则电子设备以第二驱动电流驱动LED发光。
可选的，当第二PD电流在PD目标电流的最优工作区间时，电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD的第二电流传输比(简称CTR2)，并把CTR2赋值给CTR1(如果前面未计算CTR2)；或者把CTR2赋值给CTR1(如果前面有计算CTR2)。
在一些实施例中，该方法还包括：电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置初始DC电流。在第n个PRF周期(简称为PRF_n)，电子设备控制PPG传感器的DC调节模块以设定的初始DC电流驱动IDAC。电子设备获取第n个PRF周期接收到的PD电流。在第n+1个PRF周期(简称为PRF_n+1)，电子设备控制PPG传感器的DC调节模块以第n+1个PRF周期接收到的PD电流作为此周期的DC电流来驱动IDAC。
示例性的，以多个PRF周期作为计算操作基础。例如，假定以10个PRF为基础，则在第1～10个PRF，设置IDAC以第1个DC电流值工作。计算第1～10个PRF的PD电流值，求出平均值。在第11～第20个PRF以第1～10个PRF的PD电流平均值作为DC电流值工作。这样，可以让DC电流调节更平稳。
在一些实施例中，该方法还包括：电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置第一DC电流，使得IDAC输出第一DC电流。该第一DC电流可以表示为IDC_O。电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值是否小于或小于等于第一阈值，其表达式可以为：|IPD_2-IDC_O|≤ε。如果第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值，则执行电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置第一DC电流。如果第一DC电流与PD电流的差值大于第一阈值，则执行电子设备控制PPG传感器的DC调节模块调节DC电流。
其中，电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值可以有两种实现方式，具体如下:
方式一，电子设备可以在本PRF周期内确定本PRF内(同一个PRF)任一时隙的差值，再设置本PRF内(同一个PRF)任一DC电流值，即以预测的方式确定差值，提前设置DC电流值。
方式二，在1个PRF周期内或结束后，电子设备计算本PRF任一时隙的PD电流与第一DC电流的差值，确定下一个PRF周期的任一时隙的DC电流值。
在一些实施例中，该方法还包括：电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置第一DC电流，使得IDAC输出第一DC电流。该第一DC电流可以表示为IDC_O。电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值是否小于或小于等于第一阈值，其表达式可以为：|IPD_2-IDC_O|≤ε。如果第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值，则电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置第一DC电流，使得IDAC输出第一DC电流。如果第一DC电流与PD电流的差值大于第一阈值，则电子设备控制PPG传感器的DC调节模块调节DC电流，使得IDAC输出第二DC电流，第二DC电流是根据前N次PD电流计算得到的值，例如:均值、趋势预测值。
在一种具体可实现方式中，电子设备还用于：当第二光电流与目标光电流的差值大于第一阈值时，控制DC调节模块调节DC电流，并得到DC调节模块的DC电流的调整值，调整值、第二光电流、目标光电流与目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系，第一阈值为DC调节的触发门限。
在一种具体可实现方式中，电子设备还用于：当第二光电流与DC调节模块的DC电流的差值大于第二阈值时，控制DC调节模块调节DC电流，并得到DC调节模块的DC电流的调整值，调整值、第二光电流、DC调节模块的DC电流与目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系。
在一种具体可实现方式中，电子设备还用于：当在第X个周期的第m个时隙时，确定第二光电流超出目标电流的最优工作区间，X、m均为大于等于1的正整数；或者，当在每个周期的第m个时隙时，确定第二光电流超出目标光电流的最优工作区间；或者，当在第1个时隙测出电流传输比之后，其他时隙均根据第1个时隙生成的第三驱动电流，确定第三驱动电流对应的光电流超出目标光电流的最优工作区间；或者，当在每个时隙的第1个子时隙测出电流传输比之后，根据电流传输比，在第1子时隙所在的第1周期的某个时隙或第2周期的某个时隙，确定第二光电流超出目标电流的最优工作区间；或者，当每个周期的一个或多个时隙工作在调光触发门限内时，确定电流传输比，并确定其他时隙的电流传输比和第二光电流超出目标电流的最优工作区间。
在一种具体可实现方式中，电子设备还用于：当在第X个周期的第n个时隙时，确定第二光电流与DC电流的差值超出TIA的最优工作区间，X、n均为大于等于1的正整数；或者，当在每个周期的第n个时隙时，确定第二光电流与DC电流的差值超出TIA的最优工作区间。
第三方面、提供一种光源调光方法，应用于电子设备，该电子设备可以包括：一个或多个处理器；一个或多个存储器；一个或多个发光器；一个或多个光电转换器；一个或多个DC调节模块；方法可以包括：响应于第一电流调节信号，电子设备控制发光器输出第一光信号，并检测由第一光信号经过待测物的透射或反射后所得到的第二光信号。电子设备根据第二光信号，确定第二光信号对应的第一光电流。电子设备根据第一光电流和LED的第一驱动电流，得到LED和PD1的第一电流传输比(简称CTR1)。电子设备根据CTR1，确定LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流。电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD1的第二电流传输比(简称CTR2)。电子设备确定第二PD电流(如上述第二光电流)是否超出PD目标电流(如上述目标光电流)的最优工作区间。若第二PD电流未超出PD目标电流的最优工作区间，则电子设备控制PPG传感器的DC调节模块根据第二PD电流设置DC电流，使得IDAC输出设置好的DC电流；若第二PD电流超出PD目标电流的最优工作区间，则电子设备根据CTR1，确定LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流。电子设备确定DC电流与PD电流的差值是否小于或小于等于第一阈值，其表达式可以为：|IPD_2-IDC_O|≤ε。如果第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值，则电子设备控制PPG传感器的DC调节模块根据第二PD电流设置DC电流，使得IDAC输出设置好的DC电流。如果第一DC电流与PD电流的差值大于第一阈值，则电子设备控制PPG传感器的DC调节模块调节DC电流。
其中，电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值可以有两种实现方式，具体如下:
方式一，电子设备可以在本PRF周期内确定本PRF内(同一个PRF)任一时隙的差值，再设置本PRF内(同一个PRF)任一DC电流值，即以预测的方式确定差值，提前设置DC电流值。
方式二，在1个PRF周期内或结束后，电子设备计算本PRF任一时隙的PD电流与第一DC电流的差值，确定下一个PRF周期的任一时隙的DC电流值。
在一种具体可实现方式中，S1609具体为：当在第X个周期的第n个时隙时，确定第二PD电流与DC Cancel的DC电流的差值是否在TIA的最优工作区间，X、n均为大于等于1的正整数；或者，当在每个周期的第n个时隙时，确定第二PD电流与DC Cancel的DC电流的差值是否在TIA的最优工作区间。
可选的，当第二PD电流在PD目标电流的最优工作区间时，电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD的第二电流传输比(简称CTR2)，并把CTR2赋值给CTR1(如果前面未计算CTR2)；或者把CTR2赋值给CTR1(如果前面有计算CTR2)。
第四方面、提供一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在终端上运行时，使得终端执行如上述方面及其中任一种可能的实现方式中所述的方法。
第五方面、提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如上述方面中及其中任一种可能的实现方式中所述的方法。
第六方面、提供一种芯片系统，包括处理器，当处理器执行指令时，处理器执行如上述方面中及其中任一种可能的实现方式中所述的方法。
其中，上述第二方面至第六方面中各个实施例的具体实施方式及对应的技术效果可以参见上述第一方面的具体实施方式及技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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它的附图。
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图2为一种PPG传感器的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种透射式PPG传感器中LED发射的光的透射光路示意图；
图4为本申请实施例提供的一种反射式PPG传感器中LED发射的光的反射光路示意图；
图5为另一种PPG传感器的结构示意图；
图6为图5所示的一种PPG传感器的工作时序图；
图7A为本申请实施例提供的一种PPG传感器的结构示意图；
图7B为本申请实施例提供的一种PPG传感器的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的LED调光和DC调整过程示意图；
图9为本申请实施例中光源的出光功率与光源的驱动电流的对应关系示意图；
图10为本申请实施例提供的一种PPG传感器的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的一种光源调光方法的流程示意图；
图12为本申请实施例提供的一种光源调光方法的流程示意图；
图13为本申请实施例提供的一种光源调光方法的流程示意图；
图14为本申请实施例提供的一种光源调光方法的流程示意图；
图15为本申请实施例提供的一种光源调光方法的流程示意图；
图16为本申请实施例提供的一种光源调光方法的流程示意图。
具体实施方式
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
图1示出了电子设备100的结构示意图。
电子设备100可以包括处理器110，存储器120，通用串行总线(universal serialbus，USB)接口130，充电管理模块140，电源管理模块141，电池142，传感器模块150，显示屏160天线1，以及无线通信模块170等。其中传感器模块150可以包括PPG传感器150A，加速度传感器150B，陀螺仪传感器150C等。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。
处理器110中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器110的等待时间，因而提高了系统的效率。
在一些实施例中，处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronousreceiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriberidentity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。
可以理解的是，本发明实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对电子设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。
存储器120可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。存储器120可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能，图像播放功能等)等。存储数据区可存储电子设备100使用过程中所创建的数据(比如音频数据，电话本等)等。此外，存储器120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。处理器110通过运行存储在存储器120的指令，和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令，执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。
充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块140可以通过USB接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块140可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时，还可以通过电源管理模块141为电子设备供电。
电源管理模块141用于连接电池142，充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入，为处理器110，内部存储器121，显示屏160和无线通信模块170等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中，电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
PPG传感器150A可以获取经过待测物透射或反射的光信号。在一些实施例中，PPG传感器150A可以接触人体组织，接收经人体组织透射或反射的光信号，并根据接收的光信号产生PPG数字信号。处理器110可以基于PPG传感器150A产生的PPG数字信号，实现调节LED的驱动电流的功能。
加速度传感器150B可检测电子设备100在各个方向上(一般为三轴)加速度的大小。当电子设备100静止时可检测出重力的大小及方向。还可以用于识别电子设备姿态，应用于横竖屏切换，计步器等应用。
陀螺仪传感器150C可以用于确定电子设备100的运动姿态。在一些实施例中，可以通过陀螺仪传感器150C确定电子设备100围绕三个轴(即，x，y和z轴)的角速度。陀螺仪传感器150C可以用于拍摄防抖。示例性的，当按下快门，陀螺仪传感器150C检测电子设备100抖动的角度，根据角度计算出镜头模组需要补偿的距离，让镜头通过反向运动抵消电子设备100的抖动，实现防抖。陀螺仪传感器150C还可以用于导航，体感游戏场景。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线1，无线通信模块170，调制解调处理器以及基带处理器等实现。
天线1用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用，以提高天线的利用率。在另外一些实施例中，天线可以和调谐开关结合使用。
电子设备100通过GPU，显示屏160，以及应用处理器等实现显示功能。GPU为图像处理的微处理器，连接显示屏160和应用处理器。GPU用于执行数学和几何计算，用于图形渲染。处理器110可包括一个或多个GPU，其执行程序指令以生成或改变显示信息。
显示屏160用于显示图像，视频等。显示屏160包括显示面板。显示面板可以采用液晶显示屏(liquid crystal display，LCD)，有机发光二极管(organic light-emittingdiode，OLED)，有源矩阵有机发光二极体或主动矩阵有机发光二极体(active-matrixorganic light emitting diode的，AMOLED)，柔性发光二极管(flex light-emittingdiode，FLED)，Miniled，MicroLed，Micro-oLed，量子点发光二极管(quantum dot lightemitting diodes，QLED)等。在一些实施例中，电子设备100可以包括1个或N个显示屏160，N为大于1的正整数。
无线通信模块170可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal areanetworks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近距离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。无线通信模块170可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块170经由天线1接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器110。无线通信模块170还可以从处理器110接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线1转为电磁波辐射出去。
在一些实施例中，电子设备100的天线1和无线通信模块170耦合，使得电子设备100可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(global system for mobile communications，GSM)，通用分组无线服务(general packet radioservice，GPRS)，码分多址接入(code division multipleaccess，CDMA)，宽带码分多址(widebandcode division multiple access，WCDMA)，时分码分多址(time-division code division multipleaccess，TD-SCDMA)，长期演进(longterm evolution，LTE)，BT，GNSS，WLAN，NFC，FM，和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioning system，GPS)，全球导航卫星系统(global navigationsatellite system，GLONASS)，北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system，BDS)，准天顶卫星系统(quasi-zenith satellite system，QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentation systems，SBAS)。
图2为本申请实施例提供的一种PPG传感器的结构示意图。如图2所示，PPG传感器150A可以包括AFE、发光器(如LED)和光电转换器PD。AFE包括LED驱动器(用于设置LED的驱动电流，驱动LED发光)、跨阻放大器(trans impedance amplifier，TIA用于连接PD，对PD接收的光电流进行电流到电压的转换放大)、ADC(模数转换器)图中LED驱动器与跨阻放大器一起集成在同一颗芯片；LED驱动器也可以与跨阻放大器设置在两颗不同的芯片中。AFE用于给LED设置驱动电流，以驱动LED发光，AFE还用于将PD接收的光信号转换成的电信号通过ADC转换成PPG数字信号输出。LED发出的光信号照射到皮肤后经过散射或反射将光信号发射到PD。PD将接收的光信号转换成电信号发送给AFE。AFE的TIA将电信号放大后通过ADC转换成PPG数字信号输出。其中，电信号可以包括光电流，即PD电流。以下AFE芯片代指AFE或AFE功能。
其中，PPG传感器分为两类，一类是透射式PPG传感器，另一类是反射式PPG传感器。图3为本申请实施例提供的一种透射式PPG传感器中LED发射的光信号的透射光路示意图。如图3所示，透射式PPG传感器的特点是LED和PD位于待测物的两侧，如，在待测物(如人体组织)的一侧放置透射式PPG传感器的LED，另一侧放置透射式PPG传感器的PD，LED发光透过人体组织(如手指)。PD接收从人体组织透过的光信号，并将光信号转换成电信号。示例性的，透射式PPG传感器应用于医院常用的指夹式血氧仪。图4为本申请实施例提供的一种反射式PPG传感器中LED发射的光信号的反射光路示意图。如图4所示，反射式PPG传感器的特点是LED和PD位于待测物的一侧，如，在待测物(如人体组织)的同一侧放置透射式PPG传感器的LED和PD，LED发光进入人体组织，再经人体组织反射被PD接收，PD将光信号转换成电信号。示例性的，反射式PPG传感器应用于佩戴式检测产品，如手表、手环类检测产品。
图5为本申请实施例提供的一种PPG传感器的结构示意图。如图5所示，PPG传感器150A还可以包括MCU。AFE芯片通过ADC转换成的PPG数字信号可以通过接口输出给MCU。MCU通过AFE芯片的接口(一般为SPI或I2C)读取ADC输出的PPG数字信号，根据PPG数字信号判断AFE芯片的接收通路是否工作在最优区间，如果偏离最优区间，则MCU通过上述接口控制AFE芯片的LED驱动器调整LED的驱动电流，使得AFE芯片的接收通路工作在最优区间。
具体的，图6为本申请实施例提供的一种PPG传感器的工作时序图。如图6所示，由于PPG传感器的工作周期通常为TPRF。周期TPRF对应的检测频率为脉冲重复频率(pulserepetition frequency，PRF)。在一个TPRF内通常包括一个或多个时隙(slot)。在一个时隙内，AFE芯片会驱动LED进行发光，及一个PD或多个PD接收LED发出的光信号。此外，由于电子设备(如穿戴设备)中的MCU需要处理其他传感器的采集数据，且穿戴设备具有低功耗的约束。因此，通常情况下，每n个(例如第1个-第10个)TPRF，MCU会读取一次AFE芯片的PPG数字信号(或称采样数据)。MCU根据读取的采样数据进行计算和判断，是否需要调整LED的驱动电流。如果需要调整LED的驱动电流，则MCU控制AFE芯片中LED驱动器调整LED的驱动电流。这样，AFE芯片会在下一个TPRF(即第11个TPRF)调整LED的驱动电流，再跟踪调整的PD电流是否工作在最优区间，如果不在最优区间，则继续调整LED的驱动电流，直到PD电流在AFE芯片接收通路的最优区间。但是，调光过程比较长，需要较长的时间才能稳定。尤其是，PPG在快速波动(例如剧烈运动)的场景，无法快速跟踪PD电流，造成AFE芯片的接收通路饱和或性能急速降低。
为了实现快速调光，缩短调光时长，图7A为本申请实施例提供一种电子设备的结构示意图，如图7A所示，该电子设备可以包括PPG传感器150A。PPG传感器150A除了包括上述发光器(如LED)、PD(如图7A中所示的PD1)、TIA(如图7A中所示的TIA1)、ADC(如图7A中所示的ADC1)、LED驱动器之外，PPG传感器150A还包括：调光模块、DC调节模块1和电流型数模转换器(current digital to analog converter or current mode digital toanalogconverter，IDAC)模块1。其中，在ADC1的另一端电连接调光模块的一端。调光模块的另一端电连接LED驱动器的一端，也可电连接DC调节模块1的一端。DC调节模块1的另一端电连接IDAC1的一端。IDAC1模块的另一端与PD1电连接。其中，调光模块用于根据ADC1输出的PPG数字信号控制LED驱动器，以调整LED的驱动电流，使得PD1的PD电流位于PD目标电流区间内。另外，PD和TIA可以直接电连接或者通过开关电路(例如多路选择电路MUX)电连接，PD和IDAC1可以直接电连接或者通过开关电路(例如多路选择电路MUX)电连接。
其中，图7A中IDAC的输出端可以为两个，因为是差分形式的电流输出，所以1个输出端是Sourcing(电流源)，1个输出端是电流Sink(电流阱)。另外，图7B为本申请实施例提供一种电子设备的结构示意图，如图7B所示，PD与TIA单端接法,即PD阳极接地，PD阴极接跨阻放大器输入，IDAC另一端与PD的一端和TIA的一端电连接。其中，IDAC的输出端可以是Sink，也可以是Source。
具体而言，调光模块从ADC1获取第一PPG数字信号。调光模块根据第一PPG数字信号和预设的TIA1的增益，计算出PD1的第一PD电流(如上述第一光电流)。调光模块可以根据LED的第一驱动电流和第一PD电流，得到LED和PD1的第一电流传输比(简称CTR1)。调光模块还可以根据LED和PD1的第一电流传输比，及PD目标电流(如上述目标光电流)，得到达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD1的第二PD电流(如上述第二光电流)。
在调光模块获得第二PD电流之后，由于存在误差，如LED光电转换效率等误差、或者接收电路噪声等误差，调光模块需要进一步确定第二PD电流是否超出PD目标电流的最优工作区间。若第二PD电流在PD目标电流的最优工作区间，则DC调节模块可以根据第二PD电流调整DC调节模块1的DC电流，以使得PPG传感器的AFE工作在高增益下的最优范围(即PD电流与DC电流的差值在AFE的TIA高增益模式下最优工作范围)。若第二PD电流超出PD目标电流的最优工作区间,则调光模块把第二PD电流和第二驱动电流，计算LED和PD1的电流传输比，继续根据LED和PD1的第二电流传输比，及PD的目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第三驱动电流，及以第三驱动电流驱动LED发光时PD1的第三PD电流。直到第N(N＝1,2，…)PD电流在PD目标电流的最优工作区间。
本申请实施例中提供的PPG传感器150A中DC调整具体实现方式如下：
方式一，当第二PD电流与PD目标电流的差值大于第一阈值(第一阈值为DC调节的触发门限)时，调光模块控制DC调节模块1调节DC电流，并得到DC调节模块1的DC电流的调整值，该调整值、第二PD电流、PD目标电流与AFE芯片的最优工作区间的收敛门限存在对应关系。示例性的，该对应关系的表达式可以为：|IPD_2-(IPD_O+△Idc)|≤ε，且c≤b。其中，IPD_2为第二PD电流；IPD_O为PD目标电流；△Idc为Idc的调整值；Idc的初始值可设置为IPD_O；ε为接收电路最优工作区间或最优工作门限；b为DC调节的触发门限。
方式二，当第二PD电流与DC调节模块的DC电流的差值大于第二阈值时，调光模块控制DC调节模块调节DC电流，并得到DC调节模块的DC电流的调整值，该调整值、第二PD电流、DC调节模块的DC电流与AFE芯片的最优工作区间的收敛门限存在对应关系。示例性的，该对应关系的表达式可以为：|IPD_2-(IDC_O+△Idc)|≤ε。其中，IPD_2为第二PD电流；IDC_O为调节前DC的电流值；△Idc＝IPD_2-IDC_O；调整后的DC电流值为IDC＝(IDC_O+△Idc)；ε为接收电路最优工作区间或最优工作门限。
其中，上述调整值可以调整后的第一DC调节模块的DC电流值或者可以是调整前、后的第一DC调节模块的DC电流值的差值。
其中，第一阈值和第二阈值均可以理解为触发调DC的阈值(调整IDAC电流)，PD电流与DC电流的差值超出此阈值，则调整DC电流。
另外，需要说明的是，在调光流程和DC_offset调整流程中存在触发阈值。具体的：一个是调光触发阈值(图8中的lx+/-a)，另一个是DC调节触发阈值DC_o+/-b(图中标出来的是DC Cancel触发门限)。有两个收敛门限，一个是Ipd目标电流收敛门限(对应图8中的初始目标门限[lx-c,lx+c]或调光收敛上、下限)，另一个是接收电路(TIA和ADC组成的接收电路)的最优工作区间或最优工作门限。接收电路的最优工作区间或最优工作门限是对|IPD_2-(IDC_O+△Idc)|而言的。Ipd目标电流收敛门限可以是预先设置的，例如，[Ipd_o-x,Ipd_o+x],Ipd_o和x为预先设置的值。设|IPD_2-(IDC_O+△Idc)|为ε,则优选ε可小于或等于x。如果PD接收的光电流Ipd超出调光触发上、下限，则启动调光(调整LED电流)。如果PD接收的光电流Ipd在调光触发上、下限内[lx-a2,lx+a1],可只做DC调节，不做LED光电流调节。
在另一种情况下，例如，第一阈值是调光(调整LED驱动电流触发阈值)，超出第一阈值，启动LED驱动电流调节，让PD目标电流重新回到最优工作区间；第二阈值是调DC的阈值(触发调整DC电流的阈值)，超出第二阈值，启动DC调节。第一阈值为PD的接收光电流与PD目标电流差值为基础定制(例如第一阈值为+/-5uA)，或者围绕PD目标电流为基础定制(例如第一阈值为Ipd_o+/-5uA，Ipd_o是PD目标电流)。
DC电流的调整是对接收通道的调整，DC的电流与PD上接收到的光电流相减之后输入到TIA一端的净输入电流在设定的区间范围内(接收电路最优的工作区间)，一般为[-iuA，iuA]，i与TIA的增益有关。例如，TIA采用1.8V供电时，增益设为100Kohm(100000欧姆)时，i可设为4，则TIA和ADC组成的接收电流的最优工作区间即TIA的净输入电流的最优工作区间为[-4uA，4uA]。DC调节模块(如Offset Cancel功能或DC cancel Control功能)及时监测输入到TIA的电流(PD电流与IDAC的电流差值)是否落在[-4uA，4uA]范围内。如果超出，则要调整IDAC的输入，让输入到TIA的电流落在[-4uA，4uA]区间范围内。
综上，采用上述LED调光和DC调整的方法，可以得到如图8所示的调整过程示意图。假设：a为调光触发门限，b为DC_offset调节触发门限，c为调光收敛门限。lx-a为调光触发下限，即图8中所示的(lx-a2)uA；lx+a为调光触发上限，即图8中所示的(lx+a1)uA，a1和a2可以相同也可以不同；lx为调光过程的初始目标电流或目标电流的初始值或目标电流；lx相当于IPD_O；IDC_O-b为DC_offset调节触发下限，IDC_O+b为DC_offset调节触发上限。IDC_O-c为调光收敛下限，IDC_O+c为调光收敛上限。通过调光、DC_offset调节后，PD电流值会落在[IDC_O-c，IDC_O+c]范围内，并通过设置TIA1的增益和DC调节的触发门限，可以让AFE芯片的接收通路TIA和ADC工作在最优工作区间。或者通过调光(LED电流调节)后，PD电流值落在[IDC_o-c，IDC_O+c]范围内或[IPD_O-c，IPD_O+c]范围内，再随着PPG运行，PD电流值会落在[lx-a2,lx-a1]内，在[lx-a2,lx-a1]内，可通过DC_offset调节，让AFE芯片的接收通路TIA(以设置的增益)和ADC工作在最优工作区间。或者通过调光(LED电流调节)后，PD电流值落在[IDC_o-c，IDC_O+c]范围内，再随着PPG运行，PD电流值会超出[lx-a2,lx-a1]范围，检测到超出[lx-a2,lx-a1]范围，调光模块调整LED的驱动电流，让PD电流值重新回到[IDC_o-c，IDC_O+c]范围内或者调光模块调整LED的驱动电流，让PD电流值重新回到[IPD_O-c，IPD_O+c]范围内。这里IDC_O指DC_offset电流的目标设置值或Idac输出电流的设置值，IDC_O可以是固定的或者是随历史1个或多个PRF周期内接收到PD光电求变化而变化，例如:第N+1个PRF周期的IDC_O可以第N个PRF周期的PD光电流IPD值或者第N-j,…N-1(j＝1,2,3,…)个PRF周期的PD光电流的均值或趋势预测值。上述LED调光和DC电流的调整的时机可以存在如下情况：
一、针对LED调光，以下可以以正常工作时隙或专用时隙确定是否需要调光。具体为:
在一种具体可实现方式中，在正常工作时，假设：LED以第1驱动电流工作，得到PD的第1接收光电流，DC offset Cancel功能设置为第1DC cancel电流。电子设备可以根据AFE采集到的PPG数字信号、TIA预设的增益和第1DC Cancel电流，计算得到PD的第1接收光电流。表达式为：PD的第1接收光电流为：PPG数字信号等效的ADC输入电压除以TIA预设的增益，再加上第1DC Cancel电流。电子设备根据PD的第1接收光电流判断是否需要启动调光流程。具体如下：
方式一，在某一个周期的某一个时隙上，检测第二PD电流是否超出调光触发门限。如果第二PD电流超出调光触发门限，则启动调光流程，使得第二PD电流位于PD目标电流的最优工作区间内。示例性的，当在第X个PRF周期的第m(m＝1或2或3或4)个时隙(Slot)时，检测第二PD电流是否超出调光触发门限。如果超出，则启动调光流程。
方式二，在每个周期或多个周期的某个时隙上，检测第二PD电流是否超出调光触发门限。如果第二PD电流超出调光触发门限，则启动调光流程，使得第二PD电流位于PD目标电流的最优工作区间内。示例性的，当在第X+i个PRF周期的第m(m＝1或2或3或4)个时隙(Slot)时，检测第二PD电流是否超出调光触发门限。若果超出，则启动调光流程。
方式三，在每个PRF周期的第1个或任意1个Slot或多个Slot把TIA接收电路的增益设置成较低增益，在此增益下TIA和ADC构成的接收电路(或称接收电路)不会出现饱和，或在此Slot把LED驱动电流设置到很小值(例如5mA)，在此电流下，接收电路不会出现饱和，计算该Slot对应的PRF周期内的CTR，并根据CTR推算上一个PRF或本PRF内其他Slot已生成的LED驱动电流是否会导致第二PD电流超出调光触发门限。如果超出，则启动调光流程。或者根据计算出来的CTR和PD目标电流,推算本PRF或下一个PRF内需要设置的LED的驱动电流、DC offset电流(Idac的输出DC电流)。
在另一种具体可实现方式中，专门1个时隙或1个子时隙，对TIA采用小增益或LED采用小的驱动电流，计算CTR，根据CTR判断是否需要启动调光流程。具体如下：
当1个Slot测出CTR值后，其他任意1个或多个Slot都可以根据此Slot测出的CTR和其他任意或多个Slot所对应的LED驱动电流判断是否会导致对应的第二PD电流超出调光触发门限。如果超出，则启动调光流程。其中，调光可以包括调节同一波长或颜色的光，或者调节不同波长或颜色的光。当多个Slot中每个Slot内对应1个波长，当1个Slot测出CTR值，其他Slot根据对应波长的CTR推算出是否需要启动调光流程。也就是说，如果第1个Slot是检测CTR的Slot,第2个Slot是PPG正常测试的Slot,则可以在本PRF内的对应时隙的启动调光流程,即同一个PRF内检测判断及执行调光。例如，设不同Slot对应不同波长时，当第1个Slot发射530nm的绿光，第2个Slot发射的660nm的红光，在第1个Slot测到的绿光的CTR为80dB(10000)，即绿光LED驱动电流是PD接收电流的10000倍，则可以通过绿光的CTR、绿光和红光CTR的关系，计算出红光CTR，则就可以根据计算出来的红光的CTR，推算出在第2个Slot,是否需要启动调光流程。绿光和红光的CTR关系可以通过测试获得，一般可以通过公式CTR_红光＝k*CTR_绿光+b表示，其中k和b是系数，可通过测试获得。假定通过测试获取到k＝0.8,b＝10，则可根据第1个Slot的绿光CTR计算出第2个Slot的红光CTR为74，再根据红光的CTR(74)，推算第2个Slot是否需要启动调光流程。设不同Slot对应相同波长，则可根据第1个Slot的CTR，计算出其他Slot的CTR，并根据每个Slot的CTR判断是否需要启动调光流程。
方式四，每个Slot包括两个或多个子时隙。在每个Slot的第1子时隙测出对应时隙的CTR，根据此CTR判断是否需要对本PRF的某时隙或下一个PRF的某时隙进行调光。也就是说，启动本PRF内的对应时隙的调光,即同一个PRF内检测判断及执行调光；或者启动下一个PRF内的对应时隙的调光,即一个PRF内检测判断，下一个PRF执行调光。
方式五，每个PRF有多个时隙工作(如正常PPG测试)时，会存在1个时隙或多个时隙工作在调光触发门限内,通过这些时隙可以计算出对应时隙的CTR，进一步推导出其他时隙的CTR和第二PD电流是否超出调光触发门限。如果超出，则对超出调光触发门限的Slot进行调节。
需要说明的是，在调光调整检测时，可只检测或计算出PD1、LED对({Pd_ref_i,LEDj}，ref_i,j＝1,2,...)的CTR，或者，可只检测或计算出对应LEDj(j＝1,…)的PD1的接收电流是否超过调光触发门限。
二、针对DC电流的调整，具体可以为:
方式一，在某一个周期的某一个时隙上，检测第二PD电流与DC Cancel的DC电流Idac(其中，在工作时，设置初始的DC Cancel电流值，初始的DC Cancel值可以为PD目标电流值或者PD目标电流值加或减某个数值的电流)的差值是否在TIA的最优工作区间，或者检测第二PD电流与DC Cancel的第一DC电流的差值是否在TIA的最优工作区间。示例性的，当在第X个PRF周期的第m(m＝1或2或3或4)个时隙(Slot)时，检测第二PD电流与DC Cancel的第一DC电流的差值是否在TIA的最优工作区间。如果第二PD电流与第一DC电流的差值未在TIA的最优工作区间，则启动DC_offset调整流程，具体的，把DC Cancel的第一DC电流调整至第二DC电流，使得第二PD电流与DC Cancel的第一DC电流的差值在TIA的最优工作区间。
方式二，在每个周期的某个时隙上，检测第二PD电流与DC Cancel的DC电流(Idac)的差值是否在TIA的最优工作区间，或者检测第二PD电流与DC Cancel的第一DC电流的差值是否在TIA的最优工作区间。示例性的，如果第二PD电流与第一DC电流的差值未在TIA的最优工作区间，则启动DC_offset调整流程。
方式三，增加额外的时隙或子时隙，用于检测当前PRF的CTR(每个波长可以增加1个或多个，或者多个波长增加1个或多个)。如果CTR变化超出DC Cancel调整触发门限，则启动DC_offset调整流程。也就是说，在当前PRF可对后续的时隙或子时隙进行DC Offset调整(DC offset Cancel调整或DC Cancel调整)。
需要说明的是，当对DC_offset调整检测时，可以检测或计算出每个PD、LED对({Pdi,LEDj},I,j＝1,2,...)的CTR值，或者，可以检测或计算出对应LEDj(j＝1,…)的每个PD的接收电流是否超出DC Cancel调整触发门限。
结合上述LED调光和DC电流的调整，可以存在如下实现：
示例性的，以时隙的方式工作为例，当在第N个PRF周期第i个Slot(时隙)检测到PD电流超出PD目标电流的工作区间(即调光触发上门限、调光触发下门限)时，在N+X1(X1＝1,2,…)个PRF周期的第i个Slot，调光模块根据第一PPG数字信号和预设的TIA的增益，计算出PD1的第一PD电流，并根据LED的第一驱动电流和第一PD电流，得到CTR(即LED和PD的电流传输比)。调光模块还可以根据CTR，及PD目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流，在第i+1个Slot设置LED电流为第二驱动电流。当检测到第二驱动电流驱动LED发光时PD1的第二PD电流与PD目标电流的差值大于第一阈值时，调光模块控制DC调节模块1调节DC电流，并得到DC调节模块1的DC电流的调整值，在第i+2个Slot设置新的DC电流，让PD电流与DC电流的差值在TIA的最优工作区间。
示例性的，以PRF周期的方式工作为例，当在第N个PRF周期检测到PD电流超出PD目标电流的工作区间(即调光触发上门限、或调光触发下门限)时，在第N+X1(X1＝1,2,…)个PRF周期，调光模块根据第一PPG数字信号和预设的TIA1的增益，计算出PD1的第一PD电流，并根据LED的第一驱动电流和第一PD电流，得到CTR(即LED和PD的电流传输比)。调光模块还可以根据CTR，及PD目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流，在第N+X1+X2(X2＝1,2,…)个PRF周期设置LED电流为第二驱动电流。当检测到第二驱动电流驱动LED发光时PD1的第二PD电流与PD目标电流的差值大于第一阈值时，调光模块控制DC调节模块1调节DC电流，并得到DC调节模块1的DC电流的调整值，在第N+X1+X2+X3(X3＝0,1,2,…)个PRF周期设置新的DC电流，让PD电流与DC电流的差值在TIA的最优工作区间。
示例性的，以子时隙的方式工作为例，每个PRF周期分成N个时隙(slot)，每个Slot都分成M个子时隙(sub_slot)，当在第1个PRF周期中第1个时隙(slot)检测到PD电流超出PD目标电流的工作区间(即调光触发上门限、或调光触发下门限)时，在第1个PRF周期中第1个时隙(slot)的第i个子时隙(sub_slot)，调光模块根据第一PPG数字信号和预设的TIA的增益，计算出PD的第一PD电流，并根据LED的第一驱动电流和第一PD电流，得到CTR(即LED和PD的电流传输比)。调光模块还可以根据CTR，及PD目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流，在第i+1个子时隙(sub_slot)设置LED电流为第二驱动电流。当检测到第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流与PD目标电流的差值大于第一阈值时，调光模块控制DC调节模块1调节DC电流，并得到DC调节模块1的DC电流的调整值，在第i+2个子时隙(sub_slot)设置新的DC电流，让PD电流与DC电流的差值在TIA的最优工作区间。
当然，LED调光和DC电流的调整，还可以是在PPG数字信号检测时进行。对于同一个PD，可以采用两路接收电流，分别为：一路采用低增益或宽输入的接收电路，其用于计算CTR；另一路采用高性能的接收电路，其用于PPG数字信号检测。示例性的，当在第N个PRF周期检测到PD电流超出PD目标电流的工作区间(即调光触发上门限、或调光触发下门限)时，调光模块根据第一PPG数字信号和预设的TIA的增益，计算出PD的第一PD电流，并根据LED的第一驱动电流和第一PD电流，得到CTR(即LED和PD的电流传输比)。调光模块还可以根据CTR，及PD目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流，在第N+1个PRF周期设置LED电流为第二驱动电流。当检测到第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流与PD目标电流的差值大于第一阈值时，调光模块控制DC调节模块调节DC电流，并得到DC调节模块的DC电流的调整值，在第N+2个PRF周期设置新的DC电流，让PD电流与DC电流的差值在TIA的最优工作区间。
可见，可以在每个周期的时隙之间或每个时隙的子时隙内完成LED调光，这样在整个调光的过程中，极大的缩短了调光时长，实现了快速调光。尤其是，PPG在快速波动(例如剧烈运动)的场景下，可以快速跟踪PD电流，确保了AFE芯片的接收通路的性能。
在另一些实施例中，LED的第二驱动电流的获取方式还可以为其他。例如，图9为本申请实施例中光源的出光功率与光源的驱动电流的对应关系示意图。如图9所示，由于理想光源(如，理想的LED)的出光功率与光源的驱动电流呈线性关系，如图9中所示的虚线。那么，上述调光模块可以根据CTR得到上述达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流。但是，当光源的出光功率与光源的驱动电流呈非线性关系(如图9中所示的实线)时，上述调光模块中可以预先存储电流与功率的对应关系。在调光模块得到CTR之后，调光模块可以根据预先存储的电流与功率的对应关系，得到LED的第二驱动电流。
示例性的，以PPG检测时光源LED发出的光信号到PD的信道损耗为例进行说明。由于在PPG检测过程中，LED发出的光信号到PD的信道损耗随时间变化，在LED以设定不变的驱动电流驱动发光时，信道损耗的变化是引起接收通道超出AFE芯片最优工作范围的根本原因。故，假设信道损耗为：L＝Po/Pi。其中，Po表示LED发出的光信号的功率，Pi表示被PD接收到的光信号的功率。由于PD的线性动态范围比较高，故PD电流与PD收到的光信号可以等效为线性关系，即Ipd＝R*Pi。其中，R为PD的响应度，单位为A/W或mA/mW。
对于理想光源的出光功率与光源的驱动电流的关系为：Po＝k1+k2*Iled，信道损耗为：L＝Po/Pi＝(k1+k2*Iled)*R/Ipd＝R*(k1/Ipd+k2*CTR)。对非理想光源的出光功率与光源的驱动电流的关系为：Po＝k1+k2*Iled+k3*Iled^2，信道损耗为：L＝Po/Pi＝R*(k1/Ipd+k2*CTR+K3*Iled*CTR)＝R*(k1/Ipd+k2*CTR+K3*Ipd*CTR)。那么，调光模块可以通过当前的PPG检测或专用低增益配置接收检测得到的CTR或Ipd和Iled，及LED的电流与出光功率之间的关系，可以得到LED到PD1之间的信道损耗。调光模块还可以根据PD目标电流，信道损耗，得到达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流。示例性的，满足PD目标电流的光源LED出光功率Po’的表达式为：Po’＝Ipd_o*L/R＝Ipd_o*L*(k1/Ipd+k2*CTR+K3*Ipd*CTR)。其中，Ipd_o为PD目标电流。调光模块还可以根据Po’和光源LED的电流与出光功率之间的关系，计算或查表得到LED的目标驱动电流，即LED的第二驱动电流。
例如，光源LED的电流与出光功率之间的关系为非线性关系，即P＝k1+k2*Iled+k3*Iled^2。则，ILED_o＝{-k2+sqrt[k2^2-4*k3*(k1-Po’)]}/(2*k3)。预先可以建立光源驱动电流与光源输出光功率的表格，可以以Iled为索引，查找光源的输出光功率Po。调光模块中可以预先存储光源驱动电流与光源输出光功率的对应关系，再根据Ipd电流计算PD1接收到的光信号功率(Pi＝Ipd/R)，及光源LED到PD1的信道损耗(L＝Po/Pi)。调光模块再根据Ipd_o，及光源LED到PD的信道损耗，得到期望的输出光功率Po’，其表达式为：Po’＝L*Ipd_o/R，Ipd_o为PD目标电流。调光模块再以输出光功率为Po’为索引，查找预先建立的表格，得到Iled_o，即LED的第二驱动电流。
在一些实施例中，上述LED Driver(LED驱动器)的数量可以为1个或多个。LED驱动器可以(通过多路模拟开关)连接m个LED(m>＝1)。
在某个时隙Slot上，可以1个或多个LED驱动器驱动1个或多个LED。例如，在时隙1(Slot1)，LED驱动器1驱动IR1(红外光LED1)；时隙2(Slot2)，LED驱动器1驱动IR1和IR2(红外光LED1和红外光LED2)；时隙3(Slot3),LED驱动器1和LED驱动器2驱动G1(绿光LED1)；时隙4(Slot4)，LED驱动器1和LED驱动器2驱动G1(绿光LED1)和G2(绿光LED2)。
在每个Slot(时隙)上，配置好的LED驱动器和LED，可以称为1个发送通道；故，多个时隙就有多个发送通道。在1个时隙中，如果有多个子时隙，在不改变LED驱动器和LED灯之间的连接关系的前提下，多个子时隙仍可称为同一个发送通道。在多个时隙上，2个时隙或2个以上的时隙可以配置成相同的LED驱动器和LED之间的连接关系，此时可称为这几个时隙为不同的发送通道。
为了确保PD的接收光信号的能力，如图10所示，为本申请实施例提供的电子设备中PPG传感器的结构示意图。PPG传感器还可以包括至少一个PD、至少一个TIA、至少一个ADC、至少一个DC调节模块和至少一个IDAC。也就是说，TIA跨阻放大器的数量可以为一个或多个，即J1(J1>＝1)个。ADC的数量可以为一个或多个，即J2(J2>＝1)个。用于抵消TIA一端PD偏置电流的IDAC的数量可以为一个或多个，即J3(J3>＝1)个。PD的数量可以为一个或多个，即J4(J4>＝1)个。某个PD可以与任意的TIA、IDAC连接，每个TIA又可以连接到任意的一个ADC。假设：上述PD1，TIA1、ADC1、DC调节模块1和IDAC1可以构成接收通道1。那么，如图10中所示的PD2、TIA2、一个ADC2、一个DC调节模块2和一个IDAC2构成接收通道2。如图10中所示的PD n+1、TIA n+1、一个ADC n+1、一个DC调节模块n+1和一个IDAC n+1构成接收通道n+1。
每个时隙包含的接收通道数可以相同也可以不同。每个时隙的PD、IDAC、TIA和ADC的连接关系也可以不一样，可以任意组合。例如，时隙1(slot1)，可以启动两个接收通道(通道1和通道2),其中第一个通道为:PD1和PD2并联，再连接TIA 1和IDAC 1，再到ADC 2，第二个通道为：PD1和PD3并联，再连接TIA 2和IDAC 2，再连接ADC 4。
由于自动调光是指调整发送通道的LED驱动器的电流，即LED的驱动电流，让某个时隙中1个或多个LED发送的光信号经过人体皮肤回到PD的光强在期望的范围之内(即PD目标工作电流区间内)。因此，在调整LED的驱动电流时，需要找1个参考的接收通道，以参考的接收通道的PD接收到光电流作为判断依据，判断参考通道的PD光电流是否工作在PD目标工作电流区间。其中，参考通道可以是1个接收通道(如图示的接收通道1)，也可以是多个接收通道(如图示的接收通道1和接收通道2)。
如果采用多个接收通道作为参考的接收通道，则可以某种设定和计算的逻辑判断参考的接收通道是否已经工作在PD目标工作电流区间。例如:预先设定某个时隙以多个接收通道作为参考通道，且PD目标工作电流>＝2uA，则需要调整该时隙的LED的驱动电流(发送通道的驱动电流)满足所有参考接收通道的PD接收到的光电流都>＝2uA。
例如：预先设定某个时隙以多个接收通道作为参考通道，且多个接收通道的PD目标工作电流的区间是多个参考接收通道的PD接收光电流之和在区间[10uA，20uA]，则需要调整该时隙的LED的驱动电流(发送通道的驱动电流)满足所有参考接收通道的PD接收到的光电流之和在10～20uA之间。
如果采用1个接收通道作为参考接收通道，例如接收通道1，则调光时只需要满足接收通道1的PD工作在设定的PD目标工作电流区间即可。
总体而言，各个接收通道中对DC调节模块的DC电流调整的方式可以参考上述接收通道1中DC电流调整的方式，在此不再赘述。可选的，如图10所示的电子设备中各接收通道可以并行工作。也就是说，在接收通道1进行DC电流调整的同时，至少一个其他接收通道也可以进行DC电流调整。
为了具备存储PPG数字信号的能力，PPG传感器150A还包括：存储器。该存储器与至少一个ADC连接，用于接收并存储至少一个ADC输出的PPG数字信号。示例性的，如图2所示，存储器用于存储ADC1输出的PPG数字信号。如图10所示，存储器用于存储ADC1输出的PPG数字信号、ADC2输出的PPG数字信号及ADC n+1输出的PPG数字信号。
可选的，在本申请的一些实施例中，上述的电子设备例如可以为穿戴设备。本申请实施例中，提出了一种光源调光方法，为了节省资源，在穿戴设备中设置工作状态检测模块和工作模式切换模块，在工作状态检测模块检测到PPG传感器的LED发出的光信号未经透射或未经反射返给PD时，确定穿戴设备未执行检测操作，即穿戴设备处于休息状态。此时，工作模式切换模块将穿戴设备切换至待机模式或省电模式。在工作状态检测模块检测到PPG传感器的LED发出的光信号经透射或经反射返给PD时，确定穿戴设备执行工作。此时，工作模式切换模块将穿戴设备切换至工作模式。
示例性的，本申请实施例中的穿戴设备可以为有线耳机、无线耳机(例如，TWS蓝牙耳机、颈挂式蓝牙耳机、头戴式蓝牙耳机)、智能手表、智能手环、智能眼镜、智能脚环、智能戒指、智能项链、增强现实技术(augmented reality，AR)设备、虚拟现实(virtualreality，VR)设备等，本申请对该穿戴设备的具体形式不做特殊限制。可选的，在本申请实施例中，以穿戴设备是智能手表为例，该智能手表能还可以实现睡眠检测、心率检测等。
可选的，在本申请另一些实施例中，上述的电子设备可以为非穿戴设备。例如，非穿戴设备可以为医用的指夹式血氧仪、人脸识别设备(如人脸识别门禁或具有人脸识别的终端设备等)和具有指纹解锁功能的设备(如指纹打卡机和具有指纹解锁功能的移动端设备等)。
以下实施例所涉及的技术方案可以在具有图7A、图7B和图10所示硬件结构中实现。
本申请实施例提供的一种光源调光方法适用于本申请实施例所提及的电子设备、穿戴设备等。以电子设备为例，该电子设备可以为如图7A和图7B所示的结构，该光源调光方法包括可以包括：三种调光方式(如下方式一、方式二和方式六)，及三种DC_offset调整方式(如下方式三、方式四和方式五)。具体分别对方式一、方式二、方式三、方式四、方式五和方式六进行详细介绍。具体如下：
方式一、图11为本申请实施例提供的一种光源调光方法的一种实现流程示意图。如图11所示，具体如下：
S1101、响应于第一电流调节信号，电子设备控制发光器输出第一光信号，并检测由第一光信号经过待测物的透射或反射后所得到的第二光信号。
其中，电子设备预先将PPG传感器的TIA1设置成小增益，设定在第i个PRF周期内PPG传感器的LED的第一驱动电流(如上述第一电信号)，在该第一驱动电流的驱动下，发光器(如LED)输出第一光信号。
其中，电子设备可以采用PPG传感器的发光器(如LED)输出第一光信号，PPG传感器的PD1采集第二光信号，该第二光信号为第一光信号经过待测物的透射或反射后得到的。
S1102、电子设备根据第二光信号，确定第二光信号对应的第一光电流。
具体的，电子设备根据第二光信号确定第二光信号对应电信号，该电信号可以为PPG传感器的ADC1输出的PPG数字信号。该PPG数字信号是PD1采集的第二光信号经过TIA1和ADC1后输出的信号。具体的，电子设备从ADC1获取第一PPG数字信号。电子设备根据PPG数字信号确定PD1的第一PD电流(第一光电流)。
S1103、电子设备根据第一PD电流和LED的第一驱动电流，得到LED和PD1的第一电流传输比(简称CTR1)。
该CTR的表达式为：CTR＝LED的第一驱动电流/第二光信号对应的第一PD电流。
具体的，电子设备根据第一PPG数字信号和预设的TIA1的增益，计算出PD1的第一PD电流。电子设备可以根据LED的第一驱动电流和第一PD电流，得到LED和PD1的第一电流传输比。
S1104、电子设备根据CTR1及PD目标电流，确定LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流。
在一种实现方式中，电子设备可以根据LED和PD1的第一电流传输比，及PD目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD1的第二PD电流。
在另一种实现方式中，电子设备中可以预先存储驱动电流与功率的对应关系。在电子设备得到CTR之后，电子设备可以根据预先存储的电流与功率的对应关系，得到LED的第二驱动电流。
例如，光源LED的电流与出光功率之间的关系为非线性关系，即P＝k1+k2*Iled+k3*Iled^2。则，ILED_o＝{-k2+sqrt[k2^2-4*k3*(k1-Po’)]}/(2*k3)。预先可以建立光源驱动电流与光源输出光功率的表格，可以以Iled为索引，查找光源的输出光功率Po。电子设备中可以预先存储光源驱动电流与光源输出光功率的对应关系，再根据Ipd电流计算PD接收到的光信号功率(Pi＝Ipd/R)，及光源LED到PD的信道损耗(L＝Po/Pi)。电子设备再根据Ipd_o，及光源LED到PD的信道损耗，得到期望的输出光功率Po’，其表达式为：Po’＝L*Ipd_o/R，Ipd_o为PD目标电流。进一步的，电子设备以输出光功率为Po’为索引，查找预先建立的表格，得到Iled_o，即LED的第二驱动电流。
S1105、电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD1的第二电流传输比(简称CTR2)。
本步骤的实现方式与上述S1103的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1103中的描述，在此不再赘述。
这样，可以重复执行S1104和S1105，继续根据LED和PD1的第二电流传输比，及PD的目标电流，得到达到PD目标电流时需要的LED的第三驱动电流，及以第三驱动电流驱动LED发光时PD1的第三PD电流。直到第N(N＝1,2，…)PD电流在PD目标电流的最优工作区间。
方式二、图12为本申请实施例提供的一种光源调光方法的另一种实现流程示意图。如图12所示，具体如下：
S1201、响应于第一电流调节信号，电子设备控制发光器输出第一光信号，并检测由第一光信号经过待测物的透射或反射后所得到的第二光信号。
本步骤的实现方式与上述S1101的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1101中的描述，在此不再赘述。
S1202、电子设备根据第二光信号，确定第二光信号对应的第一光电流。
本步骤的实现方式与上述S1102的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1102中的描述，在此不再赘述。
S1203、电子设备根据第一光电流和LED的第一驱动电流，得到LED和PD1的第一电流传输比(简称CTR1)。
本步骤的实现方式与上述S1103的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1103中的描述，在此不再赘述。
S1204、电子设备根据CTR1及PD目标电流，确定LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流。
本步骤的实现方式与上述S1104的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1104中的描述，在此不再赘述。
S1205、电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD1的第二电流传输比(简称CTR2)。
本步骤的实现方式与上述S1105的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1105中的描述，在此不再赘述。
S1206、电子设备确定第二PD电流(如上述第二光电流)是否超出PD目标电流(如上述目标光电流)的最优工作区间。若第二PD电流未超出PD目标电流的最优工作区间，则执行S1204；若第二PD电流超出PD目标电流的最优工作区间，则执行S1207。
具体的，当第二PD电流与PD目标电流的差值大于第一阈值时，确定第二PD电流超出PD目标电流的最优工作区间；当第二PD电流与PD目标电流的差值小于等于第一阈值时，确定第二PD电流在PD目标电流的最优工作区间。其中，第一阈值可以为DC调节的触发门限。
在一种具体可实现方式中，S1206执行的时机可以包括：在第X个周期的第m个时隙；或者，在每个周期的第m个时隙。在另一种具体可实现方式中，S1206执行具体可以为：当在第1个时隙测出电流传输比之后，其他时隙均根据第1个时隙生成的第三驱动电流，确定第三驱动电流对应的光电流是否在目标光电流的最优工作区间；或者，当在每个时隙的第1个子时隙测出电流传输比之后，根据电流传输比，在第1子时隙所在的第1周期的某个时隙或第2周期的某个时隙，确定第二光电流是否在目标电流的最优工作区间；或者，当每个周期的一个或多个时隙工作在调光触发门限内时，确定电流传输比，并确定其他时隙的电流传输比和第二光电流是否在目标电流的最优工作区间。
S1207、当第二PD电流在PD目标电流的最优工作区间时，电子设备以第二驱动电流驱动LED发光。
可选的，S1208、当第二PD电流不在PD目标电流的最优工作区间时，电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD的第二电流传输比(简称CTR2)，并把CTR2赋值给CTR1(如果前面未计算CTR2)；或者把CTR2赋值给CTR1(如果前面有计算CTR2)。
方式三、图13为本申请实施例提供的一种光源调光方法或一种DC电流调节方法的另一种实现流程示意图。如图13所示，具体如下：
S1301、电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置初始DC电流。
其中，初始DC电流可以为PD目标电流或者PD目标电流值+/-某个数值的电流。初始DC电流可以表示为IDC_O_1。
S1302、在第n个PRF周期(简称为PRF_n)，电子设备控制PPG传感器的DC调节模块以设定的初始DC电流驱动IDAC。
S1303、电子设备获取第n个PRF周期接收到的PD电流。
S1304、在第n+1个PRF周期(简称为PRF_n+1)，电子设备控制PPG传感器的DC调节模块以第n+1个PRF周期接收到的PD电流作为此周期的DC电流来驱动IDAC。
示例性的，以多个PRF周期作为计算操作基础。例如，假定以10个PRF为基础，则在第1～10个PRF，设置IDAC以第1个DC电流值工作。计算第1～10个PRF的PD电流值，求出平均值。在第11～第20个PRF以第1～10个PRF的PD电流平均值作为DC电流值工作。这样，可以让DC电流调节更平稳。
方式四、图14为本申请实施例提供的一种光源调光方法或一种DC电流调节方法的另一种实现流程示意图。如图14所示，具体如下：
S1401、电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置第一DC电流，使得IDAC输出第一DC电流。该第一DC电流可以表示为IDC_O。
S1402、电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值是否小于或小于等于第一阈值，其表达式可以为：|IPD_2-IDC_O|≤ε。如果第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值，则执行S1401。如果第一DC电流与PD电流的差值大于第一阈值，则执行S1403。
其中，电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值可以有两种实现方式，具体如下:
方式一，电子设备可以在本PRF周期内确定本PRF内(同一个PRF)任一时隙的第一DC电流与PD电流的差值，再设置本PRF内(同一个PRF)任一DC电流值，即以预测的方式确定差值，提前设置DC电流值。
方式二，在1个PRF周期内或结束后，电子设备计算本PRF任一时隙的PD电流与第一DC电流的差值，确定下一个PRF周期的任一时隙的DC电流值。
S1403、电子设备控制PPG传感器的DC调节模块调节DC电流。
具体的，电子设备计算第二DC电流，即IDAC输出第二DC电流。例如，计算表达式为：△Idc＝IPD_2-IDC_O_1，新的IDC_O_2＝IDC_O_1+△Idc＝IPD_2，再把新的IDC_O_2赋值给IDC_O。
这样，可以重复执行S1402和S1403，在第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值是，持续将计算得到的新的DC电流赋值给第一DC电流。
示例性的，以多个PRF周期作为计算操作基础。例如，假定以10个PRF为基础，则在第1～10个PRF，设置IDAC以第1个DC电流值工作。计算第1～10个PRF的PD电流值，求出平均值和DC电流的差值，及新的DC电流值。在第11～第20个PRF以第1～10个PRF以新DC电流值工作。这样，可以让DC电流调节更平稳。
方式五、图15为本申请实施例提供的一种光源调光方法或一种DC电流调节方法的另一种实现流程示意图。如图15所示，具体如下：
S1501、电子设备控制PPG传感器的DC调节模块设置第一DC电流，使得IDAC输出第一DC电流。该第一DC电流可以表示为IDC_O。
S1502、电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值是否小于或小于等于第一阈值，其表达式可以为：|IPD_2-IDC_O|≤ε。如果第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值，则执行S1501。如果第一DC电流与PD电流的差值大于第一阈值，则执行S1503。
S1503、电子设备控制PPG传感器的DC调节模块调节DC电流，使得IDAC输出第二DC电流，第二DC电流是根据前N(N＝0,1,2,…)次PD电流计算得到的值，例如:均值、趋势预测值。
方式六、图16为本申请实施例提供的一种光源调光方法的又一种实现流程示意图。如图16所示，具体如下：
S1601、响应于第一电流调节信号，电子设备控制发光器输出第一光信号，并检测由第一光信号经过待测物的透射或反射后所得到的第二光信号。
本步骤的实现方式与上述S1101的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1101中的描述，在此不再赘述。
S1602、电子设备根据第二光信号，确定第二光信号对应的第一光电流。
本步骤的实现方式与上述S1102的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1102中的描述，在此不再赘述。
S1603、电子设备根据第一光电流和LED的第一驱动电流，得到LED和PD1的第一电流传输比(简称CTR1)。
本步骤的实现方式与上述S1103的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1103中的描述，在此不再赘述。
S1604、电子设备根据CTR1，确定LED的第二驱动电流，及以第二驱动电流驱动LED发光时PD的第二PD电流。
本步骤的实现方式与上述S1104的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1104中的描述，在此不再赘述。
S1605、电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD1的第二电流传输比(简称CTR2)。
本步骤的实现方式与上述S1105的实现方式相同，具体实施时可以参见上述S1105中的描述，在此不再赘述。
S1606、电子设备确定第二PD电流(如上述第二光电流)是否超出PD目标电流(如上述目标光电流)的最优工作区间。若第二PD电流未超出PD目标电流的最优工作区间，则执行S1607；若第二PD电流超出PD目标电流的最优工作区间，则执行S1604。
可选的，S1608、当第二PD电流在PD目标电流的最优工作区间时，电子设备根据第二光电流和LED的第二驱动电流，得到LED和PD的第二电流传输比(简称CTR2)，并把CTR2赋值给CTR1(如果前面未计算CTR2)；或者把CTR2赋值给CTR1(如果前面有计算CTR2)。
S1607、电子设备控制PPG传感器的DC调节模块根据第二PD电流设置DC电流，使得IDAC输出设置好的DC电流。
具体的，在电子设备控制PPG传感器的DC调节模块调节DC电流之后，电子设备得到DC调节模块的DC电流的调整值。其中，该调整值、第二PD电流、PD目标电流与AFE芯片的接收电路最优工作区间的收敛门限存在对应关系。示例性的，该对应关系的表达式可以为：|IPD_2-(IPD_O+△Idc)|≤c，且c≤a。其中，IPD_2为第二PD电流；IPD_O为PD目标电流；△Idc为Idc的调整值；Idc的初始值设置为IPD_O；c为PD目标电流的最优工作区间的收敛门限；a为DC调节的触发门限。这样，电子设备可以得到输入到TIA的电流范围(其与DC调节的触发门限相关)，及经过TIA输出的电压信号范围。由于该电压信号为TIA配置的增益大小*TIA的电流范围。所以，通过设定TIA的增益大小，可以让AFE芯片的接收通路TIA和ADC工作在最优工作区间。
S1609、电子设备确定DC电流与PD电流的差值是否小于或小于等于第一阈值，其表达式可以为：|IPD_2-IDC_O|≤ε。如果第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值，则执行S1607。如果第一DC电流与PD电流的差值大于第一阈值，则执行S1610。
其中，电子设备确定第一DC电流与PD电流的差值可以有两种实现方式，具体如下:
方式一，电子设备可以在本PRF周期内确定本PRF内(同一个PRF)任一时隙的差值，再设置本PRF内(同一个PRF)任一DC电流值，即以预测的方式确定差值，提前设置DC电流值。
方式二，在1个PRF周期内或结束后，电子设备计算本PRF任一时隙的PD电流与第一DC电流的差值，确定下一个PRF周期的任一时隙的DC电流值。
在一种具体可实现方式中，S1609具体为：当在第X个周期的第n个时隙时，确定第二PD电流与DC Cancel的DC电流的差值是否在TIA的最优工作区间，X、n均为大于等于1的正整数；或者，当在每个周期的第n个时隙时，确定第二PD电流与DC Cancel的DC电流的差值是否在TIA的最优工作区间。
S1610、电子设备控制PPG传感器的DC调节模块调节DC电流。
具体的，电子设备计算第二DC电流，即IDAC输出第二DC电流。例如，计算表达式为：△Idc＝IPD_2-IDC_O_1，新的IDC_O_2＝IDC_O_1+△Idc＝IPD_2，再把新的IDC_O_2赋值给IDC_O。
这样，可以重复执行S1402和S1403，在第一DC电流与PD电流的差值小于或小于等于第一阈值是，持续将计算得到的新的DC电流赋值给第一DC电流。
示例性的，以多个PRF周期作为计算操作基础。例如，假定以10个PRF为基础，则在第1～10个PRF，设置IDAC以第1个DC电流值工作。计算第1～10个PRF的PD电流值，求出平均值和DC电流的差值，及新的DC电流值。在第11～第20个PRF以第1～10个PRF以新DC电流值工作。这样，可以让DC电流调节更平稳。
在另一些实施例中，该电子设备为如图10所示的电子设备。相较于图7A和图7B所示的电子设备不同之处在于：
在S1101之前，还包括：
S1、响应于接收到的电流调节信号，电子设备遍历PPG传感器的AFE芯片对应的各个PPG数据通道，以确定第i时间段对应的PPG数据通道。
其中，AFE芯片对应的各个PPG数据通道，可以指预先为AFE芯片配置N个PPG数据通道，N为大于1的正整数。
而一个采样周期可以采集多个数据通道的数据，示例性的，一个数据通道对应一个采样周期中的一个时间段。一个PPG数据通道用于控制一个PPG传感器的LED和其对应的PD。
其中，电子设备遍历PPG传感器的AFE芯片对应的各个PPG数据通道，可以理解为，电子设备按照各个PPG数据通道的序号顺序遍历各个PPG数据通道。例如，从第1个PPG数据通道开始遍历，至第N个PPG数据通道结束遍历。
可选的，PPG数据通道可以是与PD(光探测器)对应的通道，即每个PD探测器对应一个数据通道，或者PPG数据通道可以是与TIA(TIA接收通道)对应的通道，即每个TIA接收通道对应一个数据通道；或者PPG数据通道可以是与时隙、PD探测器、TIA(TIA接收通道)任意组合对应的通道，即时隙、PD探测器、TIA(TIA接收通道)任意组合对应一个数据通道。每个PPG数据通道可对应输出一路PPG数据信号。
S2、电子设备确定在第i时间段对应的PPG数据通道的PPG数字信号。
本申请实施例还提供一种芯片系统，该芯片系统包括至少一个处理器和至少一个接口电路。处理器和接口电路可通过线路互联。例如，接口电路可用于从其它装置(例如存储器)接收信号。又例如，接口电路可用于向其它装置(例如处理器)发送信号。示例性的，接口电路可读取存储器中存储的指令，并将该指令发送给处理器。当所述指令被处理器执行时，可使得电子设备执行上述实施例中的穿戴设备执行的各个步骤。当然，该芯片系统还可以包含其他分立器件，本申请实施例对此不作具体限定。
本申请实施例还提供一种装置，该装置包含在电子设备中，该装置具有实现上述实施例中任一方法中电子设备行为的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。硬件或软件包括至少一个与上述功能相对应的模块或单元。例如，检测模块或单元、以及确定模块或单元等。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如上述实施例中任一方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例中任一方法。
可以理解的是，上述终端等为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。
本申请实施例可以根据上述方法示例对上述终端等进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请实施例各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：快闪存储器、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：第一发光器、第一光电转换器、第一跨阻放大器、第一模拟数字转换器、调光模块和第一DC调节模块；
所述第一模拟数字转换器的另一端电连接所述调光模块的一端，所述调光模块的另一端分别电连接所述第一发光器和所述第一DC调节模块的一端，所述第一DC调节模块的另一端电连接所述第一光电转换器的一端，所述第一光电转换器的另一端电连接所述第一跨阻放大器的一端，所述第一跨阻放大器的另一端电连接所述第一模拟数字转换器的一端；
其中，所述调光模块用于：根据所述第一模拟数字转换器输出的数字信号及预设的所述第一跨阻放大器的增益，确定所述第一光电转换器的第一光电流；根据所述第一光电流和所述第一发光器的第一驱动电流，确定所述第一发光器与所述第一光电转换器的电流传输比；根据所述电流传输比，确定所述第一发光器的第二驱动电流，及以所述第二驱动电流驱动所述第一发光器发光时所述第一光电转换器的第二光电流；在确定所述第二光电流在目标电流的最优工作区间时，根据所述第二光电流调整所述第一DC调节模块的DC电流，使所述第二光电流与所述DC电流的差值在所述第一跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述调光模块用于：
根据所述电流传输比和目标光电流，确定达到所述目标光电流时需要的所述第一发光器的第二驱动电流；或者，
根据所述电流传输比，及预先存储驱动电流与功率的对应关系，确定所述第一发光器的第二驱动电流。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述调光模块还用于：
当所述第二光电流与所述目标光电流的差值大于第一阈值时，控制所述第一DC调节模块调节DC电流，并得到所述第一DC调节模块的DC电流的调整值，所述调整值、所述第二光电流、所述目标光电流与所述目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系，所述第一阈值为DC调节的触发门限。
4.根据权利要求1或2所述的电子设备，其特征在于，所述调光模块还用于：
当所述第二光电流与所述第一DC调节模块的DC电流的差值大于第二阈值时，控制所述第一DC调节模块调节DC电流，并得到所述第一DC调节模块的DC电流的调整值，所述调整值、所述第二光电流、所述第一DC调节模块的DC电流与所述目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述调光模块还用于：
当在第X个周期的第m个时隙时，确定所述第二光电流超出所述目标电流的最优工作区间，X、m均为大于等于1的正整数；或者，
当在每个周期的第m个时隙时，确定所述第二光电流超出所述目标光电流的最优工作区间；或者，
当在第1个时隙测出所述电流传输比之后，其他时隙均根据所述第1个时隙生成的第三驱动电流，确定所述第三驱动电流对应的光电流超出所述目标光电流的最优工作区间；或者，
当在每个时隙的第1个子时隙测出所述电流传输比之后，根据所述电流传输比，在所述第1子时隙所在的第1周期的某个时隙或第2周期的某个时隙，确定所述第二光电流超出所述目标电流的最优工作区间；或者，
当每个周期的一个或多个时隙工作在调光触发门限内时，确定电流传输比，并确定其他时隙的电流传输比和第二光电流超出所述目标电流的最优工作区间。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述调光模块还用于：
当在第X个周期的第n个时隙时，确定所述第二光电流与所述DC电流的差值超出TIA的最优工作区间，X、n均为大于等于1的正整数；或者，
当在每个周期的第n个时隙时，确定所述第二光电流与所述DC电流的差值超出TIA的最优工作区间。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：驱动芯片；其中，所述驱动芯片包括：第一驱动器、所述第一跨阻放大器、所述第一模拟数字转换器、所述调光模块、所述第一DC调节模块和第一电流型数模转换器；
所述调光模块的另一端电连接所述第一驱动器的一端，所述第一驱动器的另一端电连接所述第一发光器，所述第一DC调节模块的另一端电连接所述第一电流型数模转换器的一个一端，所述第一电流型数模转换器的另一端电连接所述第一光电转换器的一端，所述第一光电转换器的另一端电连接所述第一电流型数模转换器的另一个一端。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：第i光电转换器、第i跨阻放大器、第i模拟数字转换器、第iDC调节模块和第i电流型数模转换器，i为大于等于2的正整数；
每个光电转换器电连接任意的跨阻放大器和电流型数模转换器，每个跨阻放大器电连接到任意的模拟数字转换器。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：第j驱动器、第k发光器，j、k均为大于等于2的正整数；
每个驱动器电连接p个发光器，p为大于等于1的正整数。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，在某个时隙上，一个或多个驱动器驱动一个或多个发光器。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括：存储器，所述存储器与至少一个模拟数字转换器电连接，用于接收并存储所述至少一个模拟数字转换器输出的数字信号。
12.一种光源调光方法，应用于电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
一个或多个存储器；
一个或多个发光器；
一个或多个光电转换器；
一个或多个DC调节模块；
所述方法包括：
响应于第一电流调节信号，控制所述发光器输出第一光信号，并检测由第一光信号经过待测物的透射或反射后所得到的第二光信号；
根据所述第二光信号，确定所述第二光信号对应的第一光电流；
根据所述第一光电流和所述发光器的第一驱动电流，得到发光器与光电转换器的电流传输比；
根据所述电流传输比，确定所述发光器的第二驱动电流，及以所述第二驱动电流驱动所述发光器发光时所述光电转换器的第二光电流；
在确定所述第二光电流在目标电流的最优工作区间时，根据所述第二光电流调整所述DC调节模块的DC电流，使所述第二光电流与所述DC电流的差值在所述第一跨阻放大器高增益模式下最优工作范围内。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电子设备还用于：
根据所述电流传输比和目标光电流，确定达到所述目标光电流时需要的所述发光器的第二驱动电流；或者，
根据所述电流传输比，及预先存储驱动电流与功率的对应关系，确定所述发光器的第二驱动电流。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述电子设备还用于：
当所述第二光电流与所述目标光电流的差值大于第一阈值时，控制所述DC调节模块调节DC电流，并得到所述DC调节模块的DC电流的调整值，所述调整值、所述第二光电流、所述目标光电流与所述目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系，所述第一阈值为DC调节的触发门限。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述电子设备还用于：
当所述第二光电流与所述DC调节模块的DC电流的差值大于第二阈值时，控制所述DC调节模块调节DC电流，并得到所述DC调节模块的DC电流的调整值，所述调整值、所述第二光电流、所述DC调节模块的DC电流与所述目标光电流的最优工作区间的收敛门限存在对应关系。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子设备还用于：
当在第X个周期的第m个时隙时，确定所述第二光电流超出所述目标电流的最优工作区间，X、m均为大于等于1的正整数；或者，
当在每个周期的第m个时隙时，确定所述第二光电流超出所述目标光电流的最优工作区间；或者，
当在第1个时隙测出所述电流传输比之后，其他时隙均根据所述第1个时隙生成的第三驱动电流，确定所述第三驱动电流对应的光电流超出所述目标光电流的最优工作区间；或者，
当在每个时隙的第1个子时隙测出所述电流传输比之后，根据所述电流传输比，在所述第1子时隙所在的第1周期的某个时隙或第2周期的某个时隙，确定所述第二光电流超出所述目标电流的最优工作区间；或者，
当每个周期的一个或多个时隙工作在调光触发门限内时，确定电流传输比，并确定其他时隙的电流传输比和第二光电流超出所述目标电流的最优工作区间。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子设备还用于：
当在第X个周期的第n个时隙时，确定所述第二光电流与所述DC电流的差值超出TIA的最优工作区间，X、n均为大于等于1的正整数；或者，
当在每个周期的第n个时隙时，确定所述第二光电流与所述DC电流的差值超出TIA的最优工作区间。
18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如权利要求12-17中任一项所述的方法。
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