[实用新型]一种自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统

说明书

一种自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统，包括有噪声提取电路、噪声量化器、电荷泵和稳压源切换的控制电路、电荷泵电路和稳压源电路，所述噪声提取电路接于传感器的差分电压信号输出，用于对差分电压信号进行处理获得噪声能量值，并将噪声能量值输出给噪声量化器；所述噪声量化器用于将噪声能量值与设定的噪声能量阈值比较，输出控制指令给控制电路；所述控制电路用于根据控制指令进行切换电荷泵电路与稳压源电路的工作；所述电荷泵电路和稳压源电路为传感器提供两种供电方式。为传感器提供供电系统，弥补了压力触控系统噪声增大带来的影响，使得系统整体保持足够的信噪比，稳定信噪比，以此保证较高的按压传感识别率和测量精度。

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，涉及传感器供电系统，具体是涉及一种自适应电荷泵与稳压源双向切换的传感器供电系统。

背景技术

随着电子技术的不断发展，手机、平板和个人电脑、智能手表、虚拟现实等智能终端设备日益成为人们生活的必需品，智能终端设备的需求量保持增加，并且人们对智能终端的多元化需求日益增强。在智能终端设备使用中,人机交互是一个非常重要的环节。压力触控作为新兴技术在人机交互扮演越来越多的作用，良好的用户体验为人机触觉互动打开了一条通道，通过压力触控技术，设备可以感知轻按与轻点的力度差别，并调出不同的对应功能，相比普通的多点触控技术，压力触控增加了对力度的检测，从而使得人机交互更为直接，因此被广泛应用于工业、医疗、通讯等领域。

在压力触控领域，随着基于微压力应变器技术制备的柔性材料发展，相应的柔性薄膜微压力应变器开始广泛应用于各个智能终端，其简单易用，识别率准确，成本低，体积小，易于集成。柔性薄膜微压力应变器采用惠斯通电桥测量方式，其利用电阻的变化来测量物理量的变化，通过采集可变电阻两端的电压然后处理，就可以计算出相应的压力物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。

常用的压力触控系统如图1所示，惠斯通电桥压力传感器(Wheatstone BridgeSensor)检测压力信号转换为差分电压信号V_INP、V_INN，再通过高性能的压感触控模拟前端对电压信号进行检测放大、滤波、采集、数模转换处理，最终通过系统总线输出Dout到主控系统HOST进行压感算法处理，压感触控前端包括一可编程增益放大器PGA和模数转换器ADC。在整个系统里，需要提供一个稳压源LDO输出V_sensor给惠斯通电桥传感器作直流电压偏置,Vo＝V_INP-V_INN∝V_sensor*ΔR/R。在传感器灵敏度S一定的情况下，一定按压对应的电阻变化量ΔR是恒定的，对应给定的V_sensor偏置电压，通常传感器信号输出Vo都有相应较大的变化量，从而保证一定的系统信噪比和按压精度。

然而在实际应用过程中，传感器本身不可避免会引入噪声，接入传感器的模拟前端电路也有噪声，同时，外界噪声干扰也会叠加到系统输入。受传感器表面材料形变、结构、环境温度等条件变化，传感器噪声也会有相应变化。在某些条件下，传感器噪声会变大，模拟前端电路等效输入噪声会变大，再考虑外界噪声干扰，系统输入整体叠加总噪声会变大。在一定按压对应传感器信号输出Vo＝V_INP-V_INN变化量不变的情况下，意味着系统的信噪比会下降，进而造成整体压感识别率下降，限制了应用环境。

信噪比，又称为讯噪比，是指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例。这里面的信号指的是来自设备外部需要通过这台设备进行处理的电子信号，噪声是指经过该设备后产生的原信号中并不存在的无规则的额外信号(或信息)，并且该种信号并不随原信号的变化而变化。设备的信噪比越高表明它产生的噪声越少，信号质量越好。

实用新型内容

基于现有技术中信噪比下降的问题，本实用新型的目的是为传感器提供一种可以自适应的供电系统，弥补了压力触控系统噪声增大带来的影响，使得系统整体保持足够的信噪比，稳定信噪比，以此保证较高的按压传感识别率和测量精度。