[發明專利]一種低功耗傳感器陣列處理電路及控制方法

在審

• 申請號: 201710817647.7
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107817064A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 李曉;陳遐邇
• 申請（專利權）人: 芯海科技（深圳）股份有限公司
• 主分類號: G01L1/22
• 分類號: G01L1/22;G06F3/041
• 代理公司: 深圳市凱達知識產權事務所44256
• 代理人: 劉大彎

1.一種低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于該電路包括有：

總激勵源，用于給多個傳感器提供激勵；總激勵源在激勵輸出和地之間有漏電保護開關，用于在關閉總激勵源后切斷濾波電容對地的放電回路；

多個激勵控制開關，每個開關兩端分別接總激勵源輸出和某一個傳感器激勵輸入正端和/或負端，用于控制該傳感器激勵的通斷；

傳感器陣列；包括多個傳感器，接于多個激勵控制開關和信號轉換電路之間；

信號轉換電路，依次選通上述傳感器陣列的一路，并將傳感器輸出的模擬信號轉換為數字信號；

控制電路，用于控制上述各部分完成傳感器陣列的信號轉換并實現低功耗。

2.如權利要求1所述的低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于所述傳感器為壓力傳感器。

3.如權利要求2所述的低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于所述總激勵源為線性電壓調整器。

4.如權利要求3所述的低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于總激勵源分為兩級，包括前置放大級，以及輸出級；輸出級由輸出PMOS管PM1以及串聯的反饋電阻R11和R10組成，另外，還包括一個開關，用于切斷VS到地GND的回路。

5.如權利要求4所述的低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于在VS和GND之間有濾波穩壓電容C0；開關閉合時，總激勵源正常工作，當總激勵源關閉時，開關斷開，切斷C0的漏電回路。

6.如權利要求5所述的低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于所述多個激勵控制開關由多個開關構成。

7.如權利要求6所述的低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于壓力傳感器陣列是由兩個壓力傳感器電橋構成，兩個壓力傳感器電橋的正激勵分別由VS通過兩個開關提供，負激勵則接GND；其中一個壓力傳感器電橋是由四個壓敏電阻接成一個全橋電路構成，可以將施加在傳感器上或附近的壓力轉換為差分的電壓信號S0+及S0-輸出；另一個壓力傳感器則是由四個壓敏電阻接成一個全橋電路構成，可以將施加在傳感器上或附近的壓力轉換為差分的電壓信號S1+及S1-輸出；差分信號S0+/S0-、S1+/S1-分別接入信號轉換電路。

8.如權利要求7所述的低功耗傳感器陣列處理電路，其特征在于所述信號轉換電路具有多路選擇器，可調增益放大器，以及模擬數字轉換器；接入信號轉換電路從差分信號輸入開始依次為多路選擇器、可編程增益放大器，以及模擬數字轉換器。

9.一種低功耗的傳感器陣列處理電路的控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

101：打開總激勵源以及信號轉換電路；

102：打開一路激勵控制開關，為該路傳感器提供激勵；

103：選通該路傳感器信號進入信號轉換電路完成模擬信號到數字信號的轉換；

104：斷開該路激勵控制開關，切斷該路傳感器的激勵；

105：重復上述102到104步驟，直到傳感器陣列所有傳感器依次完成模擬信號到壓力值的轉換和處理；

106：關閉上述總激勵源(漏電保護開關斷開)、關閉信號轉換電路，設置定時喚醒的定時值；控制電路進入休眠狀態；

107：定時喚醒模塊在達到定時值后喚醒控制電路，進入步驟101。

10.如權利要求9所述的低功耗的傳感器陣列處理電路的控制方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

步驟S01：打開總激勵源(開關閉合)以及信號轉換電路，此時激勵電壓VS開始建立并輸出；

步驟S02：打開一路激勵控制開關，為該路傳感器提供激勵VS，對應傳感器開始工作并輸出差分信號S0+/S0-；

步驟S03：選通該路傳感器信號S0+/S0-進入信號轉換電路完成模擬信號到數字信號的轉換，得到數字信號D0；

步驟S04：斷開該路激勵控制開關，于是切斷該路傳感器的激勵VS；

步驟S05：重復上述步驟S02和步驟S04，相應的激勵控制開關變成另一個開關，傳感器變為另一個壓力傳感器，得到數字信號D1；

步驟S06：關閉上述總激勵源(開關斷開)、關閉信號轉換電路；開關，以及各路激勵控制開關斷開，電容C0失去放電通路，電荷得到保存；

步驟S07：控制電路處理上述信號轉換電路轉換的兩個傳感器的值D0、D1；

步驟S08：控制電路處理完成后上報處理結果給應用處理器(AP)，并設置定時喚醒的定時值，隨即進入低功耗休眠模式；

步驟S09：定時喚醒模塊在達到定時值后喚醒控制電路，進入步驟S01。