CN219244853U - 压力测量电路、压力检测电路、芯片及电子设备 - Google Patents

压力测量电路、压力检测电路、芯片及电子设备 Download PDF

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CN219244853U CN202223522043.5U CN202223522043U CN219244853U CN 219244853 U CN219244853 U CN 219244853U CN 202223522043 U CN202223522043 U CN 202223522043U CN 219244853 U CN219244853 U CN 219244853U
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乔爱国
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Shanghai Xinhai Chuangxin Technology Co ltd
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Shanghai Xinzhou Technology Co ltd
Chipsea Technologies Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本申请实施例提供了一种压力测量电路、压力检测电路、芯片及电子设备。其中,该压力测量电路包括:通道选择电路,包括:第一通道,用于连接压力传感器,以接收压力传感器输出的压力电压信号;第二通道,用于连接辅助检测电路,以接收辅助检测电路输出的辅助电压信号,其中,辅助电压信号与压力传感器的失调电压相匹配;以及信号调理电路,与通道选择电路相连接,用于对压力电压信号和辅助电压信号分别进行调理,以获得与压力对应的压力值。采用本申请实施例,可用于抵消应力对压力检测带来的误差,提高压力检测准确性。

Description

压力测量电路、压力检测电路、芯片及电子设备
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域,具体涉及一种压力测量电路、压力检测电路、芯片及电子设备。
背景技术
压力传感器基于按压作用力产生压力电压信号,对压力电压信号进行转换可得到压力对应的数字信号,实现按压作用力的检测。
当有按压作用力时,电路板会发生形变,电路板上用于对压力传感器的输出信号进行检测的电路受到应力影响,导致检测得到的压力值与实际压力值之间存在误差。
实用新型内容
鉴于以上问题,本申请实施例提供一种压力测量电路、压力检测电路、芯片及电子设备,以解决上述技术问题。
第一方面,本申请实施例提供一种压力测量电路,包括:通道选择电路和信号调理电路;其中,通道选择电路,包括:第一通道,用于连接压力传感器,以接收压力传感器输出的压力电压信号;第二通道,用于连接辅助检测电路,以接收辅助检测电路输出的辅助电压信号,其中,辅助电压信号与压力传感器的失调电压相匹配;其中,信号调理电路与通道选择电路相连接,用于对压力电压信号和辅助电压信号分别进行调理,以获得与压力对应的压力值。
可选地,通道选择电路用于交替选通第一通道和所述第二通道;信号调理电路包括:模数转换器,与通道选择电路相连,用于对通道选择电路选通的信号进行模数转换,得到第一通道对应的第一数字信号和第二通道对应的第二数字信号;逻辑电路,与模数转换器相连,用于确定第一数字信号与第二数字信号之间的差值,根据差值获得与压力对应的压力值。
可选地,逻辑电路包括减法器。
可选地,信号调理电路,还包括:可编程增益放大器,连接在通道选择电路与模数转换器之间,用于对通道选择电路选通的信号进行放大;其中,模数转换器用于对经可编程增益放大器放大后的信号进行模数转换。
可选地,信号调理电路,还包括:数模转换器,与可编程增益放大器连接,用于补偿可编程增益放大器输出信号中的失调电压。
可选地,压力测量电路,还包括:上述的辅助检测电路。
可选地,辅助检测电路包括第一输出端和第二输出端,辅助电压信号为第一输出端与第二输出端的差分电压信号。
可选地,辅助检测电路,包括:至少一个电性特征不受应力变化的电器元件。
可选地,辅助检测电路,包括:分压电阻串,分压电阻串的至少一个分压节点用于输出辅助电压信号。
可选地,分压电阻串包括至少三个互相串联的电阻,至少三个互相串联的电阻之间具有至少两个分压节点,第二通道连接于其中两个分压节点;其中,辅助电压信号为与第二通道连接的两个分压节点之间的电压差。
可选地,辅助电压信号的幅值与压力传感器的失调电压幅值匹配,并且,辅助电压信号的共模电压与压力电压信号的共模电压相匹配。
可选地,通道选择电路为多路选择器,多路选择器包括两个第一输入端和两个第二输入端;两个第一输入端对应连接于压力传感器的两个输出端;两个第二输入端对应连接于辅助检测电路的两个输出端;多路选择器的输出端连接于信号调理电路的输入端。
第二方面,本申请实施例提供一种压力检测电路,包括:压力传感器,用于基于按压产生压力电压信号;以及上述的压力测量电路。
第三方面,本申请实施例提供一种芯片,包括上述的压力测量电路。
第四方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括设备主体以及设于所述设备主体的上述的芯片、上述压力测量电路或上述压力检测电路。
本申请实施例提供的用于压力传感器的电路、芯片及电子设备,能够解决电路板上用于对压力传感器的输出信号进行检测的电路受到应力影响,导致检测得到的压力值与实际压力值之间存在误差的问题,具有提高压力检测准确度的效果。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
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示出了本申请实施例提供的压力测量电路的示意性框图。
图2示出了本申请实施例提供的压力测量电路的另一示意性框图。
图3示出了本申请实施例提供的压力测量电路的又一示意性框图。
图4示出了本申请实施例提供的压力测量电路的再一示意性框图。
图5示出了本申请实施例提供的辅助检测电路的电路图。
图6示出了本申请实施例提供的压力检测电路的示意性框图。
图7示出了本申请实施例提供的压力检测方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请的方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例中,至少一个是指一个或多个;多个,是指两个或两个以上。在本申请的描述中,“第一”、“第二”、“第三”等词汇,仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
在本说明书中描述的参考“一种实施方式”或“一些实施方式”等意味着在本申请的一个或多个实施方式中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此,在本说明书中术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。
需要说明的是,本申请实施例中,“和/或”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。
需要指出的是,本申请实施例中“连接”可以理解为电连接,两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如,A与B连接,既可以是A与B直接连接,也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。
本申请提供的用于压力传感器的电路可以应用在电子设备中,其中,电子设备可包括计算单元和存储器。计算单元,其可以根据存储在存储器中的计算机程序,来执行各种适当的动作和处理,例如,处理压力对应的数字信号。
可选地,电子设备可以是但不限于体重秤、体脂秤、营养秤、红外电子体温计、脉搏血氧仪、人体成分分析仪、移动电源、无线充电器、快充充电器、车载充电器、适配器、显示器、USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)扩展坞、触控笔、真无线耳机、汽车中控屏、汽车、智能穿戴设备、移动终端、智能家居设备。智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、颈椎按摩仪、TWS(True Wireless Stereo,真无线智能)耳机等。移动终端包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、POS(point of sales terminal,销售点终端)机。智能家居设备包括但不限于智能插座、智能电饭煲、智能扫地机、智能灯。
压力传感器能够基于按压作用力产生压力电压信号。对压力电压信号进行转换可得到压力对应的数字信号,实现按压作用力的检测。当有按压作用力时,电路板发生形变,电路板上用于对压力传感器的输出信号进行检测的电路受到应力影响,导致检测得到的压力值与实际压力值之间存在误差。在本文中,压力从外部施加于电路,尤其是作用在压力传感器上的外力,通常由按压动作产生。应力是指压力传感器等电路由于受力等外因而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力。
本申请实施例提供了一种压力测量电路,该电路至少减小压力测量误差,以提高压力检测准确度。
在本申请实施例中,压力传感器是能感受压力信号,并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常包括压力敏感元件。
图1示出了本申请实施例提供的压力测量电路的示意性框图,如图1所示,电路100可包括:通道选择电路11和信号调理电路12。通道选择电路11包括:第一通道,用于连接压力传感器21,以接收压力传感器21输出的压力电压信号;第二通道,用于连接辅助检测电路22,以接收辅助检测电路22输出的辅助电压信号,其中,辅助电压信号与压力传感器21的失调电压相匹配。通道选择电路11用于根据控制信号,在第一通道和第二通道中进行通道选择。信号调理电路12,与通道选择电路11相连,用于根据压力电压信号和辅助电压信号确定与压力对应的压力值。本申请实施例中,辅助检测电路22的输出端的数量与压力传感器21的输出端的数量相同,因此第二通道用于连接辅助检测电路的端口数量和第一通道用于连接压力传感器21的端口数量相同。例如,若压力传感器21和辅助检测电路22均为单端输出,则第二通道用于连接辅助检测电路的端口数量为一个,第一通道用于连接压力传感器21的端口数量也为一个;若压力传感器21和辅助检测电路22均为差分输出,则第二通道用于连接辅助检测电路22的端口数量为两个,第一通道用于连接压力传感器21的端口数量也为两个,此时辅助电压信号为第二通道的两个端口之间的电压差,压力电压信号为第一通道的两个端口之间的电压差。
辅助检测电路22输出的辅助电压信号包含与压力传感器21的失调电压匹配的辅助电压信号,压力传感器21输出的压力电压信号包含按压对应的电压以及压力传感器21的失调电压。受到应力影响时,信号调理电路12检测到的信号包括受应力影响导致的测量偏差。测量偏差的影响因素包括按压作用力的大小、电路板的物理特性、电路元件的电性特征。通过通道选择电路11选择压力电压信号和该辅助电压信号。当通道选择电路11选择第一通道时,信号调理电路12检测到的信号中除了压力电压信号之外,还包括受应力影响导致的第一测量偏差(称为第一应力电压);当通道选择电路11选择第二通道时,信号调理电路12检测到的信号中除了辅助电压信号之外,还包括受应力影响导致的第二测量偏差(称为第二应力电压),由于在通道选择电路11选择第一通道时和选择第二通道时,信号调理电路12受到基本相同的应力,因此第一应力电压与第二应力电压基本相同,而且辅助电压信号与压力传感器21的失调电压匹配,从而对辅助检测电路22输出的信号的测量结果可用于抵消应力带来的影响,以提高压力检测准确度。
作为一种实施方式,辅助电压信号的幅值与压力传感器21的失调电压幅值匹配,并且,辅助电压信号的共模电压与压力电压信号的共模电压相匹配。作为一种示例,上述辅助电压信号的幅值与压力传感器21的失调电压幅值相等。应当理解,本文中术语“相等”并非数学意义上的绝对相等。上述辅助电压信号与压力传感器21的失调电压越接近,越利于抵消应力带来的误差。
在一些实施方式中,至少一个压力检测周期包括第一期间和第二期间。通道选择电路11,用于:在第一期间,选择第一通道,以使信号调理电路12将上述压力电压信号转换为第一数字信号;在第二期间,选择第二通道,以使信号调理电路12将上述辅助电压信号转换为第二数字信号。第一期间与第二期间在应力作用过程中,本实施方式中可忽略第一期间与第二期间应力的差异。在一些情况下,第一期间与第二期间均在压力作用过程中;在另一些情况下,第一期间在压力作用过程中,第二期间在压力作用之后,在第二期间压力带来的应力仍在作用。
信号调理电路12用于根据上述第一数字信号和上述第二数字信号确定与压力对应的压力值。作为一种实施方式,信号调理电路12用于:确定上述第一数字信号与上述第二数字信号之间的差值,将该差值作为与压力对应的压力值。
下面对信号调理电路12的可能实施方式进行描述。
在一些实施方式中,如图2所示,信号调理电路12可包括模数转换器121。通道选择电路11的输出端与模数转换器121连接,模数转换器121用于对通道选择电路11输出端的信号进行模数转换,得到第一通道对应的第一数字信号和第二通道对应的第二数字信号。进一步的,如图2所示,信号调理电路12还包括逻辑电路124,逻辑电路124与模数转换器121相连,逻辑电路124用于确定第一数字信号与第二数字信号之间的差值,将该差值作为与压力对应的压力值。作为一种实施方式,逻辑电路124包括减法器,但本实施例不限于此。
例如,在压力检测周期的第一期间,通道选择电路11选择第一通道,通道选择电路11的输出端输出压力电压信号,模数转换器121将压力电压信号转换为第一数字信号;在该压力检测周期的第二期间,通道选择电路11选择第二通道,通道选择电路11的输出端输出辅助电压信号,模数转换器121将上述辅助电压信号转换为第二数字信号。逻辑电路124确定第一期间的第一数字信号与第二期间的第二数字信号之间的差值,将该差值作为该压力检测周期与压力对应的压力值。可选地,逻辑电路124可以集成在模数转换器121中,例如复用模数转换器121本身具有的逻辑单元来实现逻辑电路124的功能;逻辑电路124也可以独立设置在模数转换器121之外,即不复用模数转换器121本身具有的逻辑单元来实现逻辑电路124的功能,本申请对此不做限定。
在一些实施方式中,如图3所示,信号调理电路12可包括模数转换器121和可编程增益放大器(Programmable Gain Amplifier,PGA)122。可编程增益放大器122用于将输入信号放大,模数转换器121用于将经PGA放大后的输入信号转换为数字信号。例如,可编程增益放大器122对第一期间的压力电压信号进行放大,模数转换器121将放大后的压力电压信号转换为数字信号(即第一数字信号);可编程增益放大器122对第二期间的辅助电压信号进行放大,模数转换器121将放大后的辅助电压信号转换为数字信号(即第二数字信号)。
在一些实施方式中,信号调理电路12包括带失调补偿的模数转换器121和可编程增益放大器122。如图4所示,失调补偿可由数模转换器(DAC)123进行,其可以输入一个码值来控制其产生电压信号或电流信号来对PGA的输出电压进行校准,以补偿可编程增益放大器122输出信号中的失调电压,从而将可编程增益放大器122输出电压中的失调部分抵消掉。模数转换器121能够将可编程增益放大器122输出的电压信号转换成数字信号,以便后级的数字电路处理。失调电压包括由于元器件不匹配导致的电压,一般传感器的输出中都带有失调电压,可编程增益放大器122自身的元器件不匹配也可能产生失调电压,两者叠加再经过PGA放大后失调电压会加剧,因此由数模转换器123进行失调补偿。
作为一种示例,数模转换器123可以输出电流,该电流可以在可编程增益放大器122内部的电阻上产生电压,从而抵消掉失调电压。作为另一种示例,数模转换器123可以输出电压,将该电压注入可编程增益放大器122的输出端或者从可编程增益放大器122的输出端抽出该电压来抵消失调。
在一些实施方式中,压力传感器21输出的压力电压信号为差分电压信号,以便提高信号精度,去掉共有的误差干扰。作为一种实施方式,辅助检测电路22包括第一输出端和第二输出端,上述辅助电压信号为第一输出端与第二输出端的差分电压信号,也就是第一输出端的电压信号与第二输出端的电压信号之间的差值。
在一些实施例中,压力测量电路100可包括上述的辅助检测电路22。
在一些实施方式中,辅助检测电路22包括:至少一个电性特征不受应力变化的电器元件,以使得辅助检测电路22输出的辅助电压信号不受应力变化的影响。
作为一种实施方式,辅助检测电路22可包括:分压电阻串,分压电阻串的至少一个分压节点用于输出所述辅助电压信号。可选地,分压电阻串包括至少两个电阻模块。分压电阻串包括一个或多个输出端。可将分压电阻串任意两个输出端的电压信号之间的差值作为上述辅助电压信号。
以辅助检测电路22为差分输出为例,分压电阻串包括至少三个互相串联的电阻,至少三个互相串联的电阻之间具有至少两个分压节点,第二通道连接于其中两个分压节点;其中,辅助电压信号为与第二通道连接的两个分压节点之间的电压差。
作为一种示例,如图5所示,辅助检测电路22包括R1、R2和R3。R1、R2和R3串联,R1的一端连接参考电压Vref,另一端与R2串联;R3的一端与R2串联,另一端接地(Gnd)。用于输出辅助电压信号的一输出端位于R1与R2之间,输出电压信号为inp1;用于输出辅助电压信号的另一输出端位于R2与R3之间,输出电压信号为inn1。辅助检测电路22输出的辅助电压信号为inp1与inn1之差,即差分形式的辅助电压信号。inp1与inn1之差的理论值与上述压力传感器21的失调电压匹配。
作为一种实施方式,通道选择电路11为多路选择器(multiplexer,MUX)。多路选择器包括两个第一输入端和两个第二输入端;两个第一输入端对应连接于压力传感器21的两个输出端,以接收压力传感器21输出的压力电压信号,两个第一输入端之间的电压差即为压力电压信号;两个第二输入端对应连接于辅助检测电路22的两个输出端,以接收辅助检测电路22输出的辅助电压信号,两个第二输入端之间的电压差即为辅助电压信号;多路选择器的输出端连接于信号调理电路12的输入端,以选择性地将两个第一输入端所接收到的信号传输到信号调理电路12,或者将两个第二输入端所接收到的信号传输到信号调理电路12。
本申请实施例提供一种压力检测电路。该压力检测电路,能够抵消掉由于应力导致的干扰信号,提升信号检测的准确性。
图6示出了本申请实施例提供的压力检测电路的示意性框图,如图6所示,压力检测电路600包括:压力传感器61、辅助检测电路62、通道选择电路63和信号调理电路64。
压力传感器61用于基于按压输出压力电压信号。辅助检测电路62用于输出与压力传感器61的失调电压匹配的辅助电压信号。通道选择电路63用于根据控制信号进行通道选择,其中,通道选择电路63包括:第一通道,用于连接压力传感器61,以接收压力传感器61输出的压力电压信号;第二通道,用于连接辅助检测电路62,以接收辅助检测电路62输出的辅助电压信号。
信号调理电路64用于根据压力电压信号和辅助电压信号确定与压力对应的压力值。信号调理电路64可参见本文前述说明。作为一种示例,图6中示出的模数转换电路64包括:PGA641、DAC 642和ADC 643。PGA 641与通道选择电路63的输出端连接,用于对通道选择电路63输出的信号进行放大。DAC 642与PGA 641连接,用于产生电压信号或电流信号,以补偿PGA641输出信号中的失调电压。ADC 643用于对PGA641输出信号进行模数转换。
作为一种示例,通道选择电路63用于:在第一期间,选择第一通道;在第二期间,选择第二通道。信号调理电路64,对第一期间的压力电压信号进行转换,得到第一数字信号;对第二期间的辅助电压信号进行转换,得到第二数字信号;根据上述第一数字信号和第二数字信号确定与压力对应的第三数字信号。例如,确定第一数字信号与第二数字信号之间的差值,将该差值作为与压力对应的压力值。
在一些实施方式中,如图6所示,辅助检测电路62可包括:包括R1、R2和R3。R1、R2和R3串联,R1的一端连接参考电压Vref1,另一端与R2串联;R3的一端与R2串联,另一端接地。一输出端位于R1与R2之间,输出电压信号为inp1;另一输出端位于R2与R3之间,输出电压信号为inn1。辅助检测电路22输出的信号为inp1与inn1之差,即为差分形式的辅助电压信号。inp1与inn1之差的理论值与上述压力传感器61的失调电压匹配。如图6所示,压力传感器61可包括:R4、R5、R6和R7。R4、R5、R6和R7依次首尾连接,形成惠斯通电桥。R4与R5之间的分压节点连接参考电压Vref2,R6与R7之间的分压节点接地gnd,R4与R7之间的分压节点输出电压inn2,R4与R7之间的分压节点输出电压inp2。压力传感器61输出的压力电压信号为inp2与inn2之差。作为一种示例,辅助检测电路62和压力传感器61可以连接到相同的电源,例如Vref1和Vref2可以为同一个参考电压;或者,Vref1和Vref2可以被替换为电源电压VDD或者芯片稳压模块输出的工作电压VS。
在本实施例中,压力检测电路600的至少部分电路模块可为集成电路。
作为一种实施方式,集成电路内部包括:通道选择电路63和信号调理电路64;集成电路外部可包括:压力传感器61和辅助检测电路62。
作为另一种实施方式,集成电路内部包括:辅助检测电路62、通道选择电路63和信号调理电路64;集成电路外部可包括:压力传感器61。
作为又一种实施方式,集成电路内部包括:信号调理电路64;集成电路外部可包括:压力传感器61、辅助检测电路62和通道选择电路63。
下面结合图6对本申请实施的一种实施方式的原理进行描述。
压力传感器61的输出信号可以记为Vin+Vsensor_offset,即Vin与Vsensor_offset之和,其中Vin是由于按压操作产生的有效信号(Vin=inp2-inn2),Vsensor_offset是压力传感器61的失调电压。
当通道选择电路63选通压力传感器61时,PGA641的输出电压(即ADC的输入电压)如下:
无应力时,Vo1=(Vin+Vsensor_offset-Vdac_calibration)*Gain;
有应力时,Vo1=(Vin+Vsensor_offset-Vdac_calibration+Vstress)*Gain;
其中Gain是PGA641的增益(放大倍数);Vdac_calibration是DAC 642输出的电压,用于抵消失调电压Vsensor_offset,因此预先设置Vdac_calibration≈Vsensor_offset,进而在无应力时,Vo1=Vin*Gain;有应力时,Vo1=(Vin+Vstress)*Gain。Vstress是受应力影响产生的干扰信号,经过PGA 641后会放大Gain倍。当没有应力影响时,理想情况下经过DAC 642补偿后PGA641的输出电压可以对应于有效信号Vin*Gain;而当存在应力影响时,PGA 641的输出电压中增加了干扰信号Vstress*Gain,导致测量结果不准确。
当通道选择电路63选通辅助检测电路63时,PGA641的输出电压如下:
无应力时,Vo2=(V辅助-Vdac_calibration_辅助)*Gain;
有应力时,Vo2=(V辅助-Vdac_calibration_辅助+Vstress_辅助)*Gain;
其中,V辅助是辅助检测电路输出的电压,V辅助=inp1-inn1;Vdac_calibration_辅助是DAC 642输出的电压。Vstress_辅助是当通道选择电路63选通辅助检测电路时的受应力影响产生的干扰信号。
由于在相同周期内,DAC 642的输出的电压不变,即Vdac_calibration=Vdac_calibration_辅助,V辅助和Vdac_calibration_辅助都与失调电压Vsensor_offset相匹配,因此,无应力时Vo2≈0;有应力时,Vo2≈Vstress_辅助*Gain。
当V辅助≈Vsensor_offset时,在同样的应力作用下,受应力影响产生的干扰信号Vstress与Vstress辅助近似相等。那么,依次选通压力传感器61和辅助检测电路62,先后得到Vo1和Vo2,再用Vo1减去Vo2,得到Vo1-Vo2=Vin*Gain,将Vo1-Vo2的值作为压力检测的结果,即抵消了由于应力导致的干扰。
本申请实施例提供一种压力检测方法。该压力检测方法可由上述压力检测电路实现。在该方法中,至少一个压力检测周期包括第一期间和第二期间。
图7示出了本申请实施例提供的压力检测方法的流程图,如图7所示,压力检测方法包括:步骤S701至步骤S703。
步骤S701,在第一期间,对压力传感器输出的压力电压信号进行转换,得到第一数字信号。
步骤S702,在第二期间,对辅助检测电路输出的辅助电压信号进行转换,得到第二数字信号,其中,辅助电压信号与压力传感器的失调电压匹配。
步骤S703,根据第一数字信号和第二数字信号确定压力检测周期对应的压力值。
作为一种实施方式,确定第一数字信号与第二数字信号之间的差值,将该差值作为压力检测周期对应的压力值。
本申请实施例的方法,在第一期间,进行转换的信号中除了压力电压信号之外,还包括受应力影响导致的第一测量偏差(称为第一应力电压);在第二期间,进行转换的信号中除了辅助电压信号之外,还包括受应力影响导致的第二测量偏差(称为第二应力电压),由于在第一期间和第二期间,电路板受到基本相同的应力,因此第一应力电压与第二应力电压基本相同,而且辅助电压信号与压力传感器的失调电压匹配,从而对第一期间和第二期间的转换结果可用于抵消应力带来的影响,以提高压力检测准确度。
本申请实施例还提供一种芯片,该芯片包括上述的电路。集成电路(IntegratedCircuit,IC)也称芯片,该芯片可以是但不限于是SOC(System on Chip,芯片级系统)芯片、SIP(system in package,系统级封装)芯片。辅助检测电路输出的辅助电压包含与压力传感器的失调电压匹配的辅助电压信号,压力传感器输出的压力电压信号包含按压对应的电压、压力传感器的失调电压。受到应力影响,信号调理电路检测到的信号包括受应力影响导致的测量偏差。通过通道选择电路选择压力电压信号和该辅助电压信号。当通道选择电路选择第一通道时,信号调理电路检测到的信号中除了压力电压信号之外,还包括受应力影响导致的第一测量偏差(称为第一应力电压);当通道选择电路选择第二通道时,信号调理电路检测到的信号中除了辅助电压信号之外,还包括受应力影响导致的第二测量偏差(称为第二应力电压),由于在通道选择电路选择第一通道时和选择第二通道时,信号调理电路受到基本相同的应力,因此第一应力电压与第二应力电压基本相同,而且辅助电压信号与压力传感器的失调电压匹配,从而对辅助检测电路输出的信号的测量结果可用于抵消应力带来的影响,以提高压力检测准确度。
本申请实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括设备主体以及设于设备主题内的如上述的芯片、上述电路或上述压力检测电路。电子设备可以是但不限于体重秤、体脂秤、营养秤、红外电子体温计、脉搏血氧仪、人体成分分析仪、移动电源、无线充电器、快充充电器、车载充电器、适配器、显示器、USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)扩展坞、触控笔、真无线耳机、汽车中控屛、汽车、智能穿戴设备、移动终端、智能家居设备。智能穿戴设备包括但不限于智能手表、智能手环、颈椎按摩仪。移动终端包括但不限于智能手机、笔记本电脑、平板电脑、POS(point of sales terminal,销售点终端)机。智能家居设备包括但不限于智能插座、智能电饭煲、智能扫地机、智能灯。
该电子设备通过辅助检测电路输出与压力传感器的失调电压匹配的辅助电压信号。辅助检测电路输出的辅助电压包含与压力传感器的失调电压匹配的辅助电压信号,压力传感器输出的压力电压信号包含按压对应的电压、压力传感器的失调电压。受到应力影响,信号调理电路检测到的信号包括受应力影响导致的测量偏差。通过通道选择电路选择压力电压信号和该辅助电压信号。当通道选择电路选择第一通道时,信号调理电路检测到的信号中除了压力电压信号之外,还包括受应力影响导致的第一测量偏差(称为第一应力电压);当通道选择电路选择第二通道时,信号调理电路检测到的信号中除了辅助电压信号之外,还包括受应力影响导致的第二测量偏差(称为第二应力电压),由于在通道选择电路选择第一通道时和选择第二通道时,信号调理电路受到基本相同的应力,因此第一应力电压与第二应力电压基本相同,而且辅助电压信号与压力传感器的失调电压匹配,从而对辅助检测电路输出的信号的测量结果可用于抵消应力带来的影响,以提高压力检测准确度。
以上,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本申请,任何本领域技术人员,在不脱离本申请技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (15)

1.一种压力测量电路,其特征在于,所述电路包括:通道选择电路和信号调理电路;
其中,所述通道选择电路,包括:
第一通道,用于连接压力传感器,以接收压力传感器输出的压力电压信号;
第二通道,用于连接辅助检测电路,以接收辅助检测电路输出的辅助电压信号,其中,所述辅助电压信号与所述压力传感器的失调电压相匹配;
其中,所述信号调理电路,与所述通道选择电路相连接,用于对所述压力电压信号和所述辅助电压信号分别进行调理,以获得与压力对应的压力值。
2.如权利要求1所述的压力测量电路,其特征在于,所述通道选择电路用于交替选通所述第一通道和所述第二通道;
所述信号调理电路包括:
模数转换器,与所述通道选择电路相连,用于对所述通道选择电路选通的信号进行模数转换,得到所述第一通道对应的第一数字信号和所述第二通道对应的第二数字信号;
逻辑电路,与所述模数转换器相连,用于确定所述第一数字信号与所述第二数字信号之间的差值,根据所述差值获得与压力对应的压力值。
3.如权利要求2所述的压力测量电路,其特征在于,所述逻辑电路包括减法器。
4.如权利要求2所述的压力测量电路,其特征在于,所述信号调理电路,还包括:
可编程增益放大器,连接在所述通道选择电路与所述模数转换器之间,用于对所述通道选择电路选通的信号进行放大;
其中,所述模数转换器用于对经所述可编程增益放大器放大后的信号进行模数转换。
5.如权利要求4所述的压力测量电路,其特征在于,所述信号调理电路,还包括:
数模转换器,与所述可编程增益放大器连接,用于补偿所述可编程增益放大器输出信号中的失调电压。
6.如权利要求1所述的压力测量电路,其特征在于,还包括:所述辅助检测电路。
7.如权利要求1或6所述的压力测量电路,其特征在于,所述辅助检测电路包括第一输出端和第二输出端,所述辅助电压信号为所述第一输出端与所述第二输出端的差分电压信号。
8.如权利要求1或6所述的压力测量电路,其特征在于,所述辅助检测电路,包括:至少一个电性特征不受应力变化的电器元件。
9.如权利要求1或6所述的压力测量电路,其特征在于,所述辅助检测电路,包括:分压电阻串,所述分压电阻串的至少一个分压节点用于输出所述辅助电压信号。
10.如权利要求9所述的压力测量电路,其特征在于,所述分压电阻串包括至少三个互相串联的电阻,所述至少三个互相串联的电阻之间具有至少两个分压节点,所述第二通道连接于其中两个所述分压节点;其中,所述辅助电压信号为与所述第二通道连接的两个所述分压节点之间的电压差。
11.如权利要求1所述的压力测量电路,其特征在于,所述辅助电压信号的幅值与所述压力传感器的失调电压幅值匹配,并且,所述辅助电压信号的共模电压与所述压力电压信号的共模电压相匹配。
12.如权利要求1所述的压力测量电路,其特征在于,所述通道选择电路为多路选择器,所述多路选择器包括两个第一输入端和两个第二输入端;
所述两个第一输入端对应连接于所述压力传感器的两个输出端;
所述两个第二输入端对应连接于所述辅助检测电路的两个输出端;
所述多路选择器的输出端连接于所述信号调理电路的输入端。
13.一种压力检测电路,其特征在于,包括:
压力传感器,用于基于按压产生压力电压信号;
如权利要求1至12中任一项所述的压力测量电路。
14.一种芯片,其特征在于,包括如权利要求1至12中任一项所述的压力测量电路。
15.一种电子设备,其特征在于,包括设备主体以及设于所述设备主体的如上述权利要求14所述的芯片、如权利要求1至12中任一项所述的电路、或如权利要求13所述的压力检测电路。
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