[發(fā)明專利]一種壓電熱電堆紅外陣列掃描電路及信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010951513.6
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN112146771A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱程;葛斌;王煥煥;柴文嫻
• 申請（專利權(quán)）人: 常州元晶電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01J5/14
• 分類號(hào): G01J5/14;G05B19/042
• 代理公司: 常州國洸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32467
• 代理人: 吳麗娜

本發(fā)明涉及一種壓電熱電堆紅外陣列掃描電路及信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換控制方法，屬于電路控制技術(shù)領(lǐng)域。一種能夠?qū)㈥嚵兄忻總€(gè)壓電熱電堆信號(hào)依次掃描，并依次將信號(hào)放大不低于500倍和轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出的電路；包括陣列掃描部分，放大部分和單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換控制部分，并且其放大的模擬信號(hào)噪聲低，失調(diào)電壓低，放大倍數(shù)高；單片機(jī)控制方式簡單；將模擬信號(hào)用至少12位的A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，溫度分辨率大于等于0.1℃；整個(gè)電路具有較低的功率損耗，電路體積小，易于集成到mems中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓電熱電堆紅外陣列掃描電路及信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換控制方法，屬于電路控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，為了構(gòu)建測溫壓電熱電堆傳感器陣列，熱電堆傳感器陣列需要集成掃描和控制電路，由于傳感器芯片上空間有限，需要一種邏輯結(jié)構(gòu)簡單，體積小，易于集成，低功耗的掃描控制電路，讀取并轉(zhuǎn)換熱電堆陣列中每個(gè)熱電堆的信號(hào)。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種壓電熱電堆紅外陣列掃描電路及信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換控制方法，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種壓電熱電堆紅外陣列掃描電路及信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換控制方法，本發(fā)明涉及一種壓電熱電堆紅外陣列掃描電路及信號(hào)讀取轉(zhuǎn)換控制方法，本發(fā)明的目的在于說明一種具有將陣列中每個(gè)壓電熱電堆信號(hào)依次掃描，并依次將信號(hào)放大不低于500倍和轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出的電路。放大的模擬信號(hào)噪聲低，失調(diào)電壓低，放大倍數(shù)高。單片機(jī)控制方式簡單。將模擬信號(hào)用至少12位的A/D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，溫度分辨率大于等于0.1℃。整個(gè)電路具有較低的功率損耗，電路體積小，易于集成到mems中。

本發(fā)明的一種壓電熱電堆紅外陣列掃描電路，包括陣列掃描部分，放大部分和單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換控制部分，

所述陣列掃描部分，包括與每個(gè)陣元(標(biāo)號(hào)Z1～Zn*m)左腳相連的小信號(hào) N-MOS源極(標(biāo)號(hào)Q1～Qn*m)，與每個(gè)N-MOS的柵極相連的與門(標(biāo)號(hào) A1～An*m),與每個(gè)N-MOS漏極相連的偏置電壓Vbia，陣列橫向與門A1～Am 每一個(gè)的一個(gè)輸入端與D觸發(fā)器Y1輸出端Q相連，與門(Am+1～Am+m)每一個(gè)的第一個(gè)輸入端與D觸發(fā)器Y2輸出端Q相連，依次類推直至與門(An*m-m+1～An*m)每一個(gè)的第一個(gè)輸入端與D觸發(fā)器Yn輸出端Q相連，陣列橫向與門A1～Am每一個(gè)的第一個(gè)輸入端與D觸發(fā)器Y1輸出端Q相連，與門Am+1～Am+m每一個(gè)的一個(gè)輸入端與D觸發(fā)器Y2輸出端Q相連，依次類推直至與門An*m-m+1～An*m每一個(gè)的一個(gè)輸入端與D觸發(fā)器Yn輸出端Q相連，陣列縱向與門(A1～An*m-m+1)每一個(gè)的第二個(gè)輸入端與D觸發(fā)器X1輸出端 Q相連，與門(A2～An*m-m+2)每一個(gè)的第二個(gè)輸入端與D觸發(fā)器X2輸出端 Q相連，依次類推直至與門(Am～An*m)每一個(gè)的第二個(gè)輸入端與D觸發(fā)器 Xm輸出端Q相連，D觸發(fā)器X1的Q與X2的D相連，X2的Q與X3的D相連，直至Xm-1的Q端與Xm的D端相連，D觸發(fā)器Y1的Q與Y2的D相連， Y2的Q與Y3的D相連，直至Yn-1的Q端與Xn的D端相連；

所述放大部分，運(yùn)放U2的正輸入端與電阻R2和電容C2相連，負(fù)輸入端與電阻R1、R3和電容C1相連，U2的輸出端與電阻R3、R4和電容C1相連，電阻R4與電容C3和磁珠L1相連，電阻R1左端與電容C2和偏置電壓Vbia相連，電阻R2左端與所有陣元(Z1～Zn*m)的右端相連；

所述單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換控制部分，單片機(jī)A/D口與磁珠L1的右端相連，其輸出端口O1與D觸發(fā)器X1 D端相連，O2與X1的CLK相連，O3與Y1的 CLK相連，O4與Y1的D端相連。

進(jìn)一步的，所述D觸發(fā)器級聯(lián)構(gòu)成了串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)并行數(shù)據(jù)的方式，減少了單片機(jī)資源的占用。

進(jìn)一步的，所述MOS是低噪聲的小信號(hào)mos，對于壓電熱電堆輸出的低于 uV級信號(hào)，能以高信噪比通過。