加速度计的前端电路及加速度信号处理方法技术

本发明专利技术涉及一种加速度计的前端电路及加速度信号处理方法。该前端电路用于连接加速度传感器以获取原始模拟信号，并对所述原始模拟信号进行前端处理，包括：放大电路，用于与加速度传感器连接，接收所述原始模拟信号，并将所述原始模拟信号进行放大；低通滤波电路，与所述放大电路连接，用于将放大后的信号进行低通滤波处理以消除噪声；其中，所述放大电路包括：第一斩波电路，用于与加速度传感器连接，接收所述原始模拟信号，对原始模拟信号进行第一次斩波处理；运算放大电路，与所述第一斩波电路连接，将第一斩波电路的输出信号进行放大处理；第二斩波电路，与所述运算放大电路连接，将放大后的信号进行第二次斩波处理。该前端电路内的噪声较小。

Accelerometer Front-end Circuit and Acceleration Signal Processing Method

The invention relates to a front-end circuit of an accelerometer and an acceleration signal processing method. The front-end circuit is used to connect the acceleration sensor to obtain the original analog signal, and to process the original analog signal. The front-end circuit includes an amplifying circuit for connecting with the acceleration sensor, receiving the original analog signal and amplifying the original analog signal, and a low-pass filter circuit for connecting the amplified signal. The amplifier circuit includes: a first chopper circuit for connecting with an acceleration sensor, receiving the original analog signal and chopping the original analog signal for the first time, an operational amplifier circuit for connecting with the first chopper circuit to amplify the output signal of the first chopper circuit, and a second chopper circuit. The amplified signal is connected with the operational amplifier circuit, and the amplified signal is processed by a second chopper. The noise in the front-end circuit is small.

【技术实现步骤摘要】
加速度计的前端电路及加速度信号处理方法
本专利技术涉及加速度传感器
，特别是涉及一种加速度计的前端电路及加速度信号处理方法。
技术介绍
MEMS加速度计就是使用MEMS技术制造的加速度计。由于采用了微机械技术，具有体积小，重量轻和功耗低等优点。广泛应用于振动检测、方位检测、消费应用、动作识别等领域。压阻式的加速度计利用PZT(锆钛酸铅)陶瓷的压电效应制成。当PZT陶瓷受到压力时，它的电阻值发生变化。通过将压电电阻桥式连接，把电阻值的变化转化为电压的变化。通过专用ASIC进行检测、放大和修正，然后输出与加速度值对应的二进制数字信号。加速度计中的传感器感应输出的电压信号一般在几个毫伏或是几十毫伏，非常微弱。如果直接输入到模数转换电路(ADC)，则输出动态范围低，精度下降。因此必须经过放大后再输入到ADC，最终得到与感应电压对应的精确的数字信号。连续系统中，前置放大电路检测和放大信号，为了避免将控制时钟的谐波频率的噪声引入系统，还需要先使用抗混叠滤波器对信号滤波。但由于环境中存在很多低频噪声，比如声音信号，如果不滤除也会影响到检测的加速度信号。所以检测和放大信号前，也需要通过低通滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加速度计的前端电路，用于连接加速度传感器以获取原始模拟信号，并对所述原始模拟信号进行前端处理，其特征在于，包括：放大电路，用于与加速度传感器连接，接收所述原始模拟信号，并将所述原始模拟信号进行放大；低通滤波电路，与所述放大电路连接，用于将放大后的原始模拟信号进行低通滤波处理以消除噪声；其中，所述放大电路包括：第一斩波电路，用于与加速度传感器连接，接收所述原始模拟信号，对原始模拟信号进行第一次斩波处理；运算放大电路，与所述第一斩波电路连接，将第一斩波电路的输出信号进行放大处理；第二斩波电路，与所述运算放大电路连接，将放大后的输出信号进行第二次斩波处理。

【技术特征摘要】
1.一种加速度计的前端电路，用于连接加速度传感器以获取原始模拟信号，并对所述原始模拟信号进行前端处理，其特征在于，包括：放大电路，用于与加速度传感器连接，接收所述原始模拟信号，并将所述原始模拟信号进行放大；低通滤波电路，与所述放大电路连接，用于将放大后的原始模拟信号进行低通滤波处理以消除噪声；其中，所述放大电路包括：第一斩波电路，用于与加速度传感器连接，接收所述原始模拟信号，对原始模拟信号进行第一次斩波处理；运算放大电路，与所述第一斩波电路连接，将第一斩波电路的输出信号进行放大处理；第二斩波电路，与所述运算放大电路连接，将放大后的输出信号进行第二次斩波处理。2.根据权利要求1所述的加速度计的前端电路，其特征在于，所述第一斩波电路和第二斩波电路结构相同，均设有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，并包括第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关；其中：所述第一开关连接在第一输入端和第一输出端之间；所述第二开关连接在第一输入端和第二输出端之间；所述第三开关连接在第二输入端和第一输出端之间；所述第四开关连接在第二输入端和第二输出端之间；且所述第一开关和第四开关由第一时钟控制开关，所述第二开关和第三开关由第二时钟控制开关；所述第一时钟和第二时钟为非交叠时钟。3.根据权利要求2所述的加速度计的前端电路，其特征在于，所述运算放大电路包括第一运算放大器、第二运算放大器以及电阻网络；所述第一斩波电路的第一输出端与第一运算放大器的同相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与第二斩波电路的第一输入端连接；所述第一斩波电路的第二输出端与第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与第二斩波电路的第二输入端连接；所述第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的反相输入端之间、第一运算放大器的反相输入端与输出端之间、第二运算放大器的反相输入端与输出端之间连接有受开关控制的电阻网络中的电阻；其中：所述第一运算放大器的反相输入端和第二运算放大器的反相输入端之间设有并联的固定电阻支路和受开关控制是否接入的活动电阻支路；第一运算放大器的反相输入端与输出端之间串接第一电阻和第二电阻，且第一运算放大器的反相输入端还通过第一调阻开关连接第一电阻和第二电阻的公共端；第二运算放大器的反相输入端与输出端之间串接第三电阻和第四电阻，且第二运算放大器的反相输入端还通过第二调阻开关连接第三电阻和第四电阻的公共端。4.根据权利要求3所述的加速度计的前端电路，其特征在于，所述第一运算放大器和第二运算放大器结构相同，均包括：偏置电路，用于在工作状态下产生两个偏置电压；主运算放大结构，根据所述两个偏置电压进行两级放大。5.根据权利要求4所述的加速度计的前端电路，其特征在于，所述偏置电路包括：MOS管M0～M6；其中：MOS管M0：漏极连接电流源、栅极输入PDB信号、源极连接MOS管M1的漏极；MOS管M1：漏极和栅极短接并连接MOS管M2的栅极、源极接地；MOS管M2：漏极连接MOS管M4的漏极，连接点输出第一偏置电压；源极接地；MOS管M3：漏极和栅极短接并连接MOS管M5的漏极，连接点输出第二偏置电压；源极接地；MOS管M4：漏极和栅极短接；源极连接电压源；MOS管M5：漏极和栅极短接；源极连接MOS管M6的漏极；MOS管M6：栅极输入PD信号，源极连接电压源。6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪艳，
申请(专利权)人：无锡华润上华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32