[發明專利]信號接收放大電路及傳感器

有效

• 申請號: 202110377521.9
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113193839B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 李揚淵
• 申請（專利權）人: 成都蕊感微電子有限公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F1/52
• 代理公司: 深圳紫藤知識產權代理有限公司 44570
• 代理人: 李健

本申請公開了一種信號接收放大電路及傳感器，該電路包括信號接收器、電壓設置器和運算放大電路；其中，電壓設置器用于設置信號接收器的靜態直流電壓與運算放大電路的參考電壓一致；信號接收器用于接收外界信號，并將外界信號轉換為交流電壓信號，且將交流電壓信號與靜態直流電壓疊加，得到輸出信號輸出至運算放大電路；運算放大電路用于對輸出信號與參考電壓的差進行放大，得到放大信號。本申請通過電壓設置器設置信號接收器的靜態直流電壓和運算放大電路的參考電壓一致，與傳統技術方法相比，在降低交流電壓信號的衰減的同時，還補償了運算放大電路的偏置電壓，實現了低成本元器件搭建高精度高放大率低噪聲的信號接收放大電路。

技術領域

本申請涉及電子電路技術領域，具體涉及一種信號接收放大電路及傳感器。

背景技術

超聲波測距是一種常用的測距方法，在倒車雷達等領域已經得到廣泛應用。通常情況下，超聲波測距系統由超聲波發射器和超聲波接收器組成，超聲波發射器基于壓電效應，將交流電壓加載于壓電材料兩級，由壓電材料將交流電壓轉換為機械振動并發射超聲波。超聲波接收器中接收超聲波的壓電材料則將機械振動轉換為交流電信號，交流電信號經放大后被模數轉換器采樣獲取。超聲波測距是典型的時差法(Time of Flight，ToF)測距，其以發射脈沖峰值和接收脈沖峰值之間的時間差結合聲速來進行距離的測算。

現有技術中，為了增強接收信號的信號強度，可以在超聲波發射器端加大超聲波信號的發射能量，也可以提高超聲波接收器端的接收增益和放大增益。其中，由于加大發射能量和提高接收增益會有很高的邊際成本，因此，通常情況下，優先是采用提高超聲波接收器端的放大增益的方法來增強接收信號的信號強度，其中，傳統方法是采用級聯運算放大電路來提高超聲波接收器端的放大增益。

由于物聯網對低功耗低成本的要求頗高，超聲波發射器和超聲波接收器都愈加小型化，而器件的小型化會導致傳統的級聯運算放大電路對超聲波接收器的放大增益有所降低，從而達不到理想的放大效果，這是由于超聲波接收器端的壓電材料將機械振動即聲壓轉換為電壓的大小，受電路參數影響，尤其是放大電路輸入級的隔直電容、寄生電容、電壓偏置電路等，這相當于在超聲波接收器或信號接收器和放大級之間引入了較大的負載，當接收級越來越小型化，負載削弱信號的程度也越嚴重，并且運算放大電路自身的反饋電阻也相當于負載，同樣會導致信號的衰減。

發明內容

本申請提供一種信號接收放大電路及傳感器，旨在解決現有技術中傳統級聯運算放大電路中的隔直電容、寄生電容、電壓偏置電路或反饋電阻等吸收接收信號從而導致信號衰減的問題。

第一方面，本申請提供一種信號接收放大電路，包括信號接收器、電壓設置器和運算放大電路，信號接收器的輸出端與運算放大電路電連接，電壓設置器與信號接收器電連接，電壓設置器配置有閉合狀態和斷開狀態；

電壓設置器，用于在處于閉合狀態時，吸收信號接收器輸出的交流電壓信號，以設置信號接收器的靜態直流電壓與運算放大電路的參考電壓一致；

信號接收器，用于接收外界信號，并將外界信號轉換為交流電壓信號，且在電壓設置器處于斷開狀態時，將交流電壓信號與靜態直流電壓疊加，得到輸出信號輸出至運算放大電路；

運算放大電路，用于對輸出信號與參考電壓兩者的差進行放大，得到放大信號。

在本申請一種可能的實現方式中，信號接收放大電路需輸出放大信號時，電壓設置器由閉合狀態切換為斷開狀態，以斷開與信號接收器之間的電連接。

在本申請一種可能的實現方式中，電壓設置器為開關器件。

在本申請一種可能的實現方式中，電壓設置器電連接有電壓源，電壓源與運算放大電路電連接，電壓設置器具體用于在處于閉合狀態時，吸收信號接收器輸出的交流電壓信號，以設置靜態直流電壓與電壓源的輸出電壓一致，電壓源用于為運算放大電路提供參考電壓。