[發明專利]自適應增益控制的光傳感器

有效

• 申請號: 201910233791.5
• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN111678590B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發明（設計）人: 陳志寧
• 申請（專利權）人: 茂達電子股份有限公司
• 主分類號: G01J1/42
• 分類號: G01J1/42;G01J1/44;G01J1/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 劉瑞賢

1.一種自適應增益控制的光傳感器，其特征在于，包含：

光電組件，配置以將照射通過所述光電組件的光能轉換為光電流；

運算放大器，具有第一放大輸入端以及第二放大輸入端，分別連接所述光電組件以及參考電壓源，配置以基于所述第一放大輸入端的電壓與所述參考電壓源的電壓的差值以及所述運算放大器的增益值以輸出誤差放大信號；

比較器，具有第一比較輸入端以及第二比較輸入端，分別連接所述運算放大器的輸出端以及所述參考電壓源，配置以對比所述誤差放大信號與所述參考電壓源的電壓，以輸出對比信號；

自適應增益控制電路，連接所述比較器的輸出端，包含：

脈沖檢測電路，連接外部電子電路以及所述比較器的輸出端，配置以檢測從所述比較器接收的所述對比信號的兩脈沖之間的充電時間，以輸出脈沖檢測信號，以及檢測從所述外部電子電路接收的頻率信號在所述充電時間內的脈沖的數量，以輸出頻率檢測信號；及

增益控制電路，連接所述脈沖檢測電路，配置以依據從所述脈沖檢測電路接收的所述脈沖檢測信號以及所述頻率檢測信號，將所述頻率信號在所述對比信號的每兩個相鄰的脈沖之間的所述充電時間內的脈沖的數量與脈沖基準數量進行對比以輸出電容值調變信號以及電流值調變信號；

可變電容，連接在所述運算放大器的輸出端與所述第一放大輸入端之間，并連接所述自適應增益控制電路的所述增益控制電路，所述可變電容的原始電容值依據所述電容值調變信號調變至目標電容值；以及

脈沖累加器電路，連接所述比較器的輸出端，配置以基于所述對比信號在所述第一比較輸入端的電壓從小于所述參考電壓源的電壓上升至大于所述參考電壓源的電壓時，實現計數；

開關組件，所述開關組件的一端連接所述運算放大器的所述第一放大輸入端；以及

可變電流源，所述可變電流源連接所述開關組件的另一端以及所述自適應增益控制電路的所述增益控制電路，所述可變電流源提供的電流依據所述電流值調變信號從原始電流值調變至目標電流值；以及

其中，當所述開關組件被導通時，所述可變電流源提供具有所述目標電流值的電流通過所述開關組件流至所述可變電容；

其中，當所述開關組件被關閉時，所述可變電流源提供的電流無法流至所述可變電容，此時僅所述光電組件轉換環境光能產生的所述光電流流出所述可變電容，對所述可變電容進行放電并且所述運算放大器對所述可變電容充電。

2.根據權利要求1所述的自適應增益控制的光傳感器，其特征在于，每次所述比較器的所述第一比較輸入端從小于所述參考電壓源的電壓增加至大于所述參考電壓源的電壓時，所述比較器產生的所述對比信號中產生脈沖；

其中，所述增益控制電路判斷所述頻率信號在所述充電時間內的脈沖的數量不等于所述脈沖基準數量時，所述增益控制電路輸出所述電容值調變信號；

其中所述比較器的所述第一放大輸入端在所述充電時間內從小于所述參考電壓源的電壓增加至不小于所述參考電壓源的電壓。

3.根據權利要求2所述的自適應增益控制的光傳感器，其特征在于，當所述增益控制電路判斷所述頻率信號中在所述充電時間內的脈沖的數量大于所述脈沖基準數量時，所述增益控制電路輸出電容值調降信號以調降所述可變電容的電容值；

當所述增益控制電路對比所述頻率信號中在所述充電時間內的脈沖的數量小于所述脈沖基準數量時，所述增益控制電路輸出電容值調升信號以調升所述可變電容的電容值；

其中所述電容值調變信號包含所述電容值調升信號以及所述電容值調降信號。

4.根據權利要求1所述的自適應增益控制的光傳感器，其特征在于，每次所述比較器的所述第一比較輸入端從小于所述參考電壓源的電壓增加至大于所述參考電壓源的電壓時，所述比較器產生的所述對比信號中產生脈沖；

其中，所述增益控制電路判斷所述頻率信號在所述充電時間內的脈沖的數量不等于所述脈沖基準數量時，所述增益控制電路輸出所述電流值調變信號至所述可變電流源；

其中所述比較器的所述第一放大輸入端在所述充電時間內從小于所述參考電壓源的電壓增加至不小于所述參考電壓源的電壓。