[发明专利]一种电磁场检测的自适应信号调理电路及方法

权利要求书

1.一种应用于电磁场检测的自适应信号调理电路，包括传感器、可调带宽滤波器、可调增益放大器、模数转换器，其特征在于，在传感器和可调带宽滤波器之间，还设置有频率响应补偿单元，频率响应补偿单元包括开关电容矩阵和放大器，信号传递函数为：

其中，C_eq为开关电容矩阵的补偿电容，R_eq1和R_eq2为两个开关电容单元等效电阻，C_Q为频率补偿电容；数字处理单元通过控制开关电容单元中的开关频率来改变等效电阻R_eq1和R_eq2，通过控制开关电容矩阵的开关来改变补偿电容C_eq的大小；

其中，传感器根据正负极性连接到对应传感器端口，传感器正极与电阻R_S相连，电阻R_S另一端与电阻R_m和电容C_m的一端连接，电阻R_m和电容C_m的另一端接地，电阻R_S、电阻R_m和电容C_m组成第一级滤波及比例预设网络，电阻R_S、电阻R_m和电容C_m的公共连接点与运放正极相连接，开关电容矩阵一端与地连接，另一端与R_eq1串联，R_eq1另一端直连到运放的负极，C_Q与R_eq2并联在运放的负极和输出两端，与R_eq1、开关电容矩阵组成完整的放大及滤波网络。

2.如权利要求1所述的一种应用于电磁场检测的自适应信号调理电路，其特征在于，所述开关电容单元由一对差分时钟控制的开关对及一个电容组成，对电容周期性充放电，等效电阻阻值为：

其中，T_C代表开关的周期，C为电容值。

3.如权利要求1所述的一种应用于电磁场检测的自适应信号调理电路，其特征在于，所述可调带宽滤波器采用巴特沃斯滤波器，通过约定好的SPI协议，数字处理单元控制滤波器的起始频率和终止频率，适应不同频率信号的处理。

4.一种应用于电磁场检测的自适应信号调理方法，其特征在于，引入频率响应补偿单元以及可调带宽滤波器，频率响应补偿单元对频率响应进行补偿，数字处理单元控制滤波器的起始频率和终止频率，适应不同频率信号的处理；

频率响应补偿单元的信号传递函数为：

其中，C_eq为开关电容矩阵的补偿电容，R_eq1和R_eq2为两个开关电容单元等效电阻，C_Q为频率补偿电容；

数字处理单元通过控制开关电容单元中的开关频率来改变等效电阻R_eq1和R_eq2，通过控制开关电容矩阵的开关来改变补偿电容C_eq的大小，对频率响应进行补偿；

其中，传感器根据正负极性连接到对应传感器端口，传感器正极与电阻R_S相连，电阻R_S另一端与电阻R_m和电容C_m的一端连接，电阻R_m和电容C_m的另一端接地，电阻R_S、电阻R_m和电容C_m组成第一级滤波及比例预设网络，电阻R_S、电阻R_m和电容C_m的公共连接点与运放正极相连接，开关电容矩阵一端与地连接，另一端与R_eq1串联，R_eq1另一端直连到运放的负极，C_Q与R_eq2并联在运放的负极和输出两端，与R_eq1、开关电容矩阵组成完整的放大及滤波网络。