CN205545198U - 信号处理集成电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种信号处理集成电路，用以处理热释电红外感应及微波感应信号，信号处理集成电路包含信号处理电路，信号处理电路包含：运算放大单元、窗口比较器、高频干扰抑制模块及数字逻辑控制器；窗口比较器电性连接于运算放大单元；高频干扰抑制模块电性连接于窗口比较器，高频干扰抑制模块包含数字延时单元，数字延时单元判断输入其的信号的幅度；数字逻辑控制器电性连接于高频干扰抑制模块；运算放大单元接收采样信号放大后输出至窗口比较器，窗口比较器判断放大后的采样信号的幅度大于阈值时输出触发信号至高频干扰抑制模块，数字延时单元判断触发信号的幅度小于或大于等于阈值时分别发出指令信号，数字逻辑控制器根据指令信号作动。

Description

信号处理集成电路

技术领域

本实用新型属于传感器弱信号处理技术，应用于智能安防、照明控制领域，尤其是处理热释电红外感应及微波感应信号的信号处理集成电路。

背景技术

目前热释电红外感应及微波感应广泛应用于安防监控、节能照明等领域。红外传感器(PIR)信号及微波感应信号的处理通常采用BISS0001，LM324等运放电路，加上电源稳压芯片，构成复杂的应用线路。红外热释电感应应用中，当人体或者接近人体温度的物体在感应范围内移动，红外传感器会输出微弱的电信号，通过BISS0001或者LM324集成电路的内部运放将微弱的电信号进行放大，当感应到的电信号超过集成电路设定的触发阈值后，集成电路会输出高电平以控制外部电路，并延时一段时间后再关闭。微波感应是根据微波的多普勒效应原理，当有物体在微波辐射的环境下移动，发射信号的回波会有相差和频差，通过外围电路产生微弱的电信号，再通过集成电路放大电信号，起到控制外部电路的功能。

但现有技术的信号处理电路由于采用低通滤波器减小高频干扰，但是实际情况外部的电阻电容及PCB的补线都会作为小的天线，将干扰信号耦合到输入部分，进行放大后，作为有用信号进行响应，造成误动作；同时现有技术的信号处理电路存在外围元件多、生产加工繁琐，不良率高，人工维修成本高等诸多缺点，缺乏市场竞争力，由于现在电子产品的普及，相应的电磁干扰问题变的越来越严重，因此急需开发一种克服上述缺陷的信号处理集成电路。

实用新型内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种信号处理集成电路，用以处理热释电红外感应及微波感应信号，其中，所述信号处理集成电路包含信号处理电路，所述信号处理电路包含：

运算放大单元；

窗口比较器，电性连接于所述运算放大单元；

高频干扰抑制模块，电性连接于所述窗口比较器，所述高频干扰抑制模块包含数字延时单元，所述数字延时单元判断输入其的信号的幅度；

数字逻辑控制器，电性连接于所述高频干扰抑制模块；

其中所述运算放大单元接收采样信号放大后输出至所述窗口比较器，所述窗口比较器判断放大后的采样信号的幅度大于阈值时输出触发信号至所述高频干扰抑制模块，所述数字延时单元判断所述触发信号的幅度后发出指令信号，所述数字逻辑控制器根据所述指令信号作动。

上述的信号处理集成电路，其中，还包含低压差稳压电路，所述信号处理电路还包含参考电压源，所述低压差稳压电路电性连接于所述参考电压源。

上述的信号处理集成电路，其中，所述信号处理电路还包含延时时间振荡器，电性连接于所述数字逻辑控制器。

上述的信号处理集成电路，其中，所述信号处理电路还包含封锁时间振荡器，电性连接于所述数字逻辑控制器。

上述的信号处理集成电路，其中，所述信号处理电路还包含通电热机模块，电性连接于所述数字逻辑控制器。

上述的信号处理集成电路，其中，所述信号处理电路还包含比较器，电性连接于所述数字逻辑控制器。

上述的信号处理集成电路，其中，所述运算放大单元包含耦合连接的第一运算放大器及第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端直流耦合或交流耦合于所述第二运算放大器的输入端。

上述的信号处理集成电路，其中，所述第一运算放大器及/或所述第二运算放大器均为低失调高增益运算放大器。

上述的信号处理集成电路，其中，所述第一运算放大器为可调增益运算放大器及/或所述第二运算放大器为固定增益运算放大器。

上述的信号处理集成电路，其中，所述低压差稳压电路输出电压包括3.0V，3.3V，3.6V，4.4V，5.0V。

本实用新型针对于现有技术其功效在于，高电源电压直接输入，无需外部电源稳压电路；内置固定增益运放，仅需调节第一运算放大器的外部阻容来调节运放的放大倍数，大幅降低了应用外围的阻容元件，降低了生产加工过程中由于阻容器件引起的不良率，降低了生产加工成本。

附图说明

图1是本实用新型信号处理集成电路结构示意图；

图2是本实用新型信号处理集成电路的封装结构示意图；

图3是本实用新型信号集成电路处理热释电红外感应信号应用图；

图4是本实用新型信号集成电路处理微波感应信号应用图。

其中，附图标记：

11：信号处理电路

111：运算放大单元

1111：第一运算放大器

1112：第二运算放大器

112：窗口比较器

113：高频干扰抑制模块

114：数字逻辑控制器

115：参考电压源

116：延时时间振荡器

117：封锁时间振荡器

118：通电热机模块

119：比较器

12：低压差稳压电路

具体实施方式

兹有关本实用新型的详细内容及技术说明，现以一较佳实施例来作进一步说明，但不应被解释为本实用新型实施的限制。

请参照图1-2，图1是本实用新型信号处理集成电路结构示意图；图2是本实用新型信号处理集成电路的封装结构示意图。如图1-2所示，本实用新型的信号处理集成电路1包含：信号处理电路11及低压差稳压电路12，低压差稳压电路12电性连接于信号处理电路11，低压差稳压电路12为信号处理集成电路提供稳定可靠的直流低压，该稳压电路自身待机电流最大为4μA，最高工作电压可以达到24V，输出电压有几种3.0V、3.3V、3.6V、4.0V、4.4V和5.0V，由图2所示，信号处理电路11及低压差稳压电路12采用双芯片同一封装体封装，低压差稳压电路和信号处理集成电路采用合封的方式，封装在同一塑封体内，实现了高压低压芯片的分离，高压芯片采用高压工艺，信号处理电路采用低压工艺，既节约了芯片成本，又为客户节约了外部空间。

进一步地信号处理电路11包含：运算放大单元111、窗口比较器112、高频干扰抑制模块113、数字逻辑控制器114及参考电压源115；窗口比较器112的输入端电性连接于运算放大单元111的输出端；高频干扰抑制模块113的输入端电性连接于窗口比较器112的输出端，高频干扰抑制模块113包含数字延时单元1131，数字延时单元1131判断输入其的信号的幅度；数字逻辑控制器114的输入端电性连接于高频干扰抑制模块113的输出端；参考电压源115电性连接于低压差稳压电路12，参考电压源115为电阻分压电路，从低压差稳压电路12取电，为运算放大单元111及窗口比较器112提供分压电平；运算放大单元111接收采样信号放大后输出至窗口比较器112，窗口比较器112判断放大后的采样信号的幅度大于阈值时输出触发信号至高频干扰抑制模块113，高频干扰抑制模块113的数字延时单元1131在测试时间内接收并判断触发信号的幅度，当触发信号的幅度小于阈值时发出错误指令信号，当触发信号的幅度大于或等于阈值时发出正确指令信号，当数字逻辑控制器114接收到错误指令信号时不工作，当数字逻辑控制器114接收到正确指令信号时根据正确指令信号输出响应信号。

再进一步地，信号处理集成电路还包含延时时间振荡器116、封锁时间振荡器117、通电热机模块118及比较器119；延时时间振荡器116、封锁时间振荡器117、通电热机模块118及比较器119的输出端均电性连接于数字逻辑控制器114；当数字逻辑控制器114输出响应信号时延时时间振荡器116开始计时，在延时时间周期内数字逻辑控制器114输出的响应信号一直为高电平，延时周期结束后，数字逻辑控制器114输出的为响应信号为低电平，然后触发封锁时间振荡器117，在封锁时间内信号处理集成电路不产生任何红外感应信号，数字逻辑控制器114输出的为响应信号一直为低电平；通电热机模块118利用上电复位信号，作为有用触发信号，输入到逻辑控制单元，进行封锁时间及延时时间及输出驱动的测试；比较器119用作外部光敏传感器检测端。

更进一步地运算放大单元111包含耦合连接的第一运算放大器1111及第二运算放大器1112，第一运算放大器1111的输出端直流耦合或交流耦合于第二运算放大器1112的输入端，第二运算放大器1112的输出端电性连接于窗口比较器112的输入端。第一运算放大器1111构成负反馈放大器，输入电阻和反馈电阻可以外部选择，第二运算放大器1112在电路内部同为负反馈放大，固定增益40dB。为避免第二运算放大器1112输出的失调电压受到第一运算放大器1111过大的失调电压的影响，第一运算放大器1111及第二运算放大器1112都增加了失调修调功能。

值得注意的是，在本实施例中，第一运算放大器1111及第二运算放大器1112均为低失调高增益运算放大器，基准电压均为0.3GVCC，并且第一运算放大器111为可调增益运算放大器，第二运算放大器1112为固定增益运算放大器，但本实用新型并不以此为限。

请参照图3-4，图3是本实用新型信号集成电路处理热释电红外感应信号应用图；图4是本实用新型信号集成电路处理微波感应信号应用图。结合图3-4具体说明本实用新型信号集成电路的具体工作过程：

外部采样的信号，经过第一运算放大器1111，实现高频抑制滤波及放大，放大后的信号再经过第二运算放大器1112进一步放大，经过两极运放的放大之后的信号输入到窗口比较器112，对信号的幅度进行判断，当信号幅度满足窗口比较器112的阈值时，窗口比较器112输出触发信号，值得注意的是一般类似电路直接把此信号作为有用的热红外信号进行响应，如果此时的存在高频干扰，并且幅度达到窗口比较器112的阈值时，电路会进行错误的响应，本发明的窗口比较器112的输出的触发信号输入到高频干扰抑制模块113，具有数字延时器1131的高频干扰抑制模块113的进行持续时间测试，在测试时间内如果信号出现低于窗口比较器112的阈值的状态，高频干扰抑制模块113会马上输出错误指令信号给数字逻辑控制器114，数字逻辑控制器114不做响应，继续测试等待，如果在测试时间内信号未出现低于窗口比较器112的阈值的状态，高频干扰抑制模块113则输出正确指令信号给数字逻辑控制器114进行处理响应，数字逻辑控制器114处理正确指令信号输出响应信号，响应信号为高电平，延时时间振荡器116开始计时，在延时时间周期内数字逻辑控制器114输出一直为高电平，延时周期结束后，数字逻辑控制器114输出为低电平，然后触发封锁时间振荡器117，在此时间内电路不响应任何信号，输出一直为低。

通电热机模块118在每一次上电时产生上电复位信号，此信号作为正确指令信号直接输入到数字逻辑控制器114，经过高频干扰抑制模块113测试后，产生触发信号，触发信号为高电平，通过检测触发信号的波形对整体电路的功能进行测试，另一方面在客户大生产时，可以方便客户对电路性能的好坏进行直观评价。

上述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种信号处理集成电路，用以处理热释电红外感应及微波感应信号，其特征在于，所述信号处理集成电路包含信号处理电路，所述信号处理电路包含：

运算放大单元；

窗口比较器，电性连接于所述运算放大单元；

高频干扰抑制模块，电性连接于所述窗口比较器，所述高频干扰抑制模块包含数字延时单元，所述数字延时单元判断输入其的信号的幅度；

数字逻辑控制器，电性连接于所述高频干扰抑制模块；

其中所述运算放大单元接收采样信号放大后输出至所述窗口比较器，所述窗口比较器判断放大后的采样信号的幅度大于阈值时输出触发信号至所述高频干扰抑制模块，所述数字延时单元判断所述触发信号的幅度后发出指令信号，所述数字逻辑控制器根据所述指令信号作动。

2.如权利要求1所述的信号处理集成电路，其特征在于，还包含低压差稳压电路，所述信号处理电路还包含参考电压源，所述低压差稳压电路电性连接于所述参考电压源。

3.如权利要求1所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述信号处理电路还包含延时时间振荡器，电性连接于所述数字逻辑控制器。

4.如权利要求1所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述信号处理电路还包含封锁时间振荡器，电性连接于所述数字逻辑控制器。

5.如权利要求1或2所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述信号处理电路还包含通电热机模块，电性连接于所述数字逻辑控制器。

6.如权利要求1所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述信号处理电路还包含比较器，电性连接于所述数字逻辑控制器。

7.如权利要求1所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述运算放大单元包含耦合连接的第一运算放大器及第二运算放大器，所述第一运算放大器的输出端直流耦合或交流耦合于所述第二运算放大器的输入端。

8.如权利要求7所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述第一运算放大器及/或所述第二运算放大器均为低失调高增益运算放大器。

9.如权利要求7所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述第一运算放大器为可调增益运算放大器及/或所述第二运算放大器为固定增益运算放大器。

10.如权利要求2所述的信号处理集成电路，其特征在于，所述低压差稳压电路输出电压包括3.0V，3.3V，3.6V，4.4V，5.0V。