[发明专利]一种传感器信号处理电路

说明书

一种传感器信号处理电路，包括反转放大器和跨导放大器，连接于传感器电路的输出端；利用被所述反转放大器放大的时间常数与所述跨导放大器产生的负反馈及逆行共同作用，将所述反转放大器的负向输入端电压达到正向输入端的Vref电压的方式进行负反馈，从而消除了传感器的时间漂移和温度漂移；本发明又通过后续的时间常数的放大功能将配置在反馈路径上的电容值最小化，所以利用不会发生蒸发现象的陶瓷电容器，避免了电容器电容值的消移。

技术领域

本发明涉及传感器信号处理领域，尤其涉及一种传感器信号处理电路。

背景技术

电子电容麦克风的传感器基本电路如图1所示，ECM元素将压力变化转化为容量变化，连接于FET的栅；Q₁对微弱的声音压力信号进行增幅的FET；R_g对FET的栅极端子施加偏压的电阻；D₁保护信号过大的二极管；R₁将FET输出电流变换为电压；

源端接地结型FET的电压放大率可以使用跨导g_m写成公式：V_G＝g_mR₁，其中，V_G表示源端接地结型FET的电压放大率，g_m表示跨导；跨导按照结型FET的栅极、源端的电压和漏极的电流的二次曲线特征如图2所示，得出的斜率值I_D表示漏极的电流，V_GS表示源端的电压，V_P是栅极截止电压，I_DSS是V_GS＝0时的最大饱和电流，I_DSS和V_P都具有结型FEU固有值,

现有的结型FET应用于电子电容马克风信号的输出放大电路，如图3所示，其中电子电容马克风电路外部的AMP1是OPAMP的非反转放大器，所述AMP1的电压增益为I_{OUT SENSOR}×R1×(R3/R2+1)。

图1中的电子电容麦克风电路，输出电压为：V_OUT＝V_DD-I_{OUT_sensor}×R₁,为了得到任意的电压放大率，则需要改变外部常数R1和gm，但是由于gm是场效应管的特性值，并不能任意设置，而且gm大的场效应管在IDSS的倾向也较大，存在消耗电流过大的问题；而根据所述输出电压的公式所示，若电压放大率设定较大，则会导致输出电流电压下降，输出动态范围变小。

图3中接口电路的输出电压为：V_OUT＝V_DD-I_{OUT_sensor}×R₁，通过信号链接的电容器C1将直流偏置电压于Vref对齐；但其中电容器C1、传感器输出负载电阻器R1和输入电阻器R4形成高通滤波器，所述高通滤波器的-3Db截止频率的遮断周波数为：(-3dB遮断周波数)＝1/{2πC₁(R₁/R₄)},此时会存在低频分量的传感器信号被切断的问题。

现有技术中传感器接口电路包括两种电路：其一为不使用电容的直流连接电路，如图4所示，此种连接方式在低频区域的频率特征平坦，但传感器输出的漂移被放大器放大，输出动态范围不足，在一般的主动元件中，输出电流相对于温度变化(-40℃～+25℃～85℃)显示-50％～+100％的电流漂移特性；其二为使用电容的交流连接电路，如图5所示，其中，电容器的容量会随时间的推移逐渐减少，导致低频区域的截止频率向高频移动，而低频区域的传感器信号的接口功能受损导致电路损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传感器信号处理电路，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种传感器信号处理电路，包括反转放大器和跨导放大器，连接于传感器电路的输出端；