有害气体传感器的信号处理电路的制作方法

文档序号:11478757阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种有害气体传感器的信号处理电路,其特征在于:包括传感器信号放大电路、数字信号处理电路、参考电压生成电路和电源管理电路;

所述参考电压生成电路用于生成所述传感器信号放大电路的参考电压,所述传感器信号放大电路接收并放大四电极有害气体传感器输出的电信号,并将放大后的电信号发送至所述数字信号处理电路;

所述数字信号处理电路将电信号转换为数字信号,并根据所述数字信号解析出当前有害气体的浓度值,再将解析结果发送至外部主机;

所述电源管理电路用于控制所述数字信号处理电路的工作状态以及向所述传感器信号放大电路、所述数字信号处理电路和所述参考电压生成电路提供电源电压。

2.根据权利要求1所述的有害气体传感器的信号处理电路,其特征在于:所述电源管理电路分为电平检测电路和供电电路,

所述电平检测电路包括三极管Q1,所述三极管Q1为9013,所述三极管Q1的基极通过电阻R10连接5V正电压,所述三极管Q1的基极还通过电阻R11连接所述三极管Q1的发射极,所述三极管Q1的发射极接电源地,所述三极管Q1的集电极通过上拉电阻R8连接电源电压VCC,所述三极管Q1的集电极还输出电平信号M-POW INFO;

所述供电电路包括稳压器U3,所述稳压器U3为REF333X系列稳压器,正5V电源通过电容C6接电源地,正5V电源还连接所述稳压器U3的输入引脚1,所述稳压器U3的输出引脚2分别连接电池BT1的正极和二极管D1的阳极,所述电池BT1的负极连接电源地,所述二极管D1的阴极输出电源电压VCC,所述二极管D1的阴极通过电阻R7输出参考电压Vref-A,所述二极管D1的阴极还通过所述电阻R7分别连接电阻R9的一端和电容C8的一端,所述电阻R9的另一端和所述电容C8的另一端连接电源地,所述二极管D1的阴极通过电容C7连接电源地,所述电源地连接公共地。

3.根据权利要求2所述的有害气体传感器的信号处理电路,其特征在于:所述参考电压生成电路包括运算放大器U4C、电阻R31、电阻R35、电阻R33、电阻R36和电容C27,所述电源电压VCC通过所述电容C27连接电源地,所述电源电压VCC通过所述电阻R31和所述电阻R35连接电源地,所述电阻R31和所述电阻R35的连接端输出参考电压VrefA,所述电源电压VCC还通过所述电阻R33和所述电阻R36连接电源地,所述电阻R33和所述电阻R36的连接端输出参考电压VrefB,所述电阻R33和所述电阻R36的连接端还分别连接电阻R34的一端和电阻R32的一端,所述电阻R34的另一端连接所述电阻R31和所述电阻R35的连接端,所述电阻R32的另一端连接电源地;

所述参考电压VrefA还通过电阻R39连接所述运算放大器U4C的同相输入引脚,所述运算放大器U4的输出引脚连接所述运算放大器U4的反相输入引脚,所述运算放大器U4的输出引脚还输出参考电压VrefA1。

4.根据权利要求3所述的有害气体传感器的信号处理电路,其特征在于:所述传感器信号放大电路包括四电极有害气体传感器、传感器输出稳定电路、信号放大电路和断电电位平衡电路,

所述传感器输出稳定电路包括第一线圈LC1、第二线圈LC2和运算放大器U4A,所述运算放大器U4为LT3012,所述四电极有害气体传感器的第一电极通过所述第一线圈LC1、电阻R21分别连接电容C21的一端和所述运算放大器U4A的输出端,所述四电极有害气体传感器的第三电极通过所述第二线圈LC2、电阻R22分别连接所述电容C21的另一端和所述运算放大器U4A的反相输入引脚;参考电压VrefB通过电阻R24分别连接所述运算放大器U4A的同相输入引脚和电容C22的一端,所述电容C22的另一端接电源地;

所述信号放大电路包括第一信号放大电路和第二信号放大电路,所述第一信号放大电路的输入端连接所述四电极有害气体传感器的第二电极,所述第一信号放大电路的输出端输出SIG信号;所述第二信号放大电路的输入端连接所述四电极有害气体传感器的第四电极,所述第二信号放大电路的输出端输出ZERO信号;所述第一信号放大电路和所述第二信号放大电路为两路相同的放大滤波电路,具体的,所述放大滤波电路包括第三线圈LC3和运算放大器U4B,所述放大滤波电路的输入端通过所述第三线圈LC3和电阻R25连接所述运算放大器U4B的反相输入引脚,所述参考电压VrefA通过电阻R28分别连接所述运算放大器U4B的同相输入引脚和电容C24的一端,所述电容C24的另一端接电源地;所述运算放大器U4B的输出引脚通过电阻R27和电容C25连接电源地,所述电阻R27和所述电容C25的连接端为所述第一信号放大电路的输出端,所述运算放大器U4B的输出端还分别通过电容C23和电阻R26连接所述运算放大器U4B的反相输入引脚;

所述断电电位平衡电路包括场效应管Q3和场效应管Q4,所述场效应管Q3和场效应管Q4均为J177,所述场效应管Q4的引脚2连接所述四电极有害气体传感器的第四电极,所述场效应管Q4的引脚1连接所述场效应管Q3的引脚1和所述四电极有害气体传感器的第三电极,所述场效应管Q3的引脚2连接所述四电极有害气体传感器的第二电极,所述场效应管Q3的引脚3和所述场效应管Q4的引脚3分别和所述电源电压VCC连接。

5.根据权利要求4所述的有害气体传感器的信号处理电路,其特征在于:所述数字信号处理电路包括数字芯片U1,所述数字芯片U1为i2401芯片,

所述数字芯片U1的引脚1连接所述第一信号放大电路的输出信号SIG,所述数字芯片U1的引脚3所述第二信号放大电路的输出信号ZERO,所述数字芯片U1的引脚2和引脚4分别连接所述参考电压VrefA1,所述数字芯片U1的引脚6连接电源地,所述数字芯片U1的引脚9输入所述参考电压Vref-A,所述数字芯片U1的引脚11通过电阻R5连接电源地,所述数字芯片U1的引脚13连接所述电源电压VCC和电容C3的一端,所述电容C3的另一端连接电源地,所述数字芯片U1的引脚14通过电容C4连接电源地;

所述数字芯片U1的引脚15通过电容C5连接电源地,所述数字芯片U1的引脚15还通过电阻R6连接所述电源电压VCC;所述数字芯片U1的引脚19通过电阻R4向所述外部主机上传所述解析结果,所述数字芯片U1的引脚20通过电阻R3从所述外部主机下载控制命令,所述数字芯片U1的引脚26连接所述电平信号M-POW INFO。

6.根据权利要求5所述的有害气体传感器的信号处理电路,其特征在于:该信号处理电路还包括温度补偿电路,所述温度补偿电路包括温度传感器U2、电阻R1、电阻R2、电容C1和电容C2,所述温度传感器U2为TC1047温度传感器芯片,电源电压VCC通过电容C1连接电源地,所述电源电压VCC还连接所述温度传感器U2的引脚1,所述温度传感器U2的引脚1通过所述电阻R1输出温度信号TEP,所述温度传感器U2的引脚1还通过电阻R1分别连接所述电阻R2的一端和所述电容C2的一端,所述电阻R2的另一端接电源地和所述电容C2的另一端分别接电源地,所述温度传感器U2的引脚3连接接电源地。

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