一种抑制环境光干扰的红外接收系统及SOC芯片技术方案

本发明专利技术公开一种抑制环境光干扰的红外接收系统及SOC芯片，该红外接收系统包括红外接收器、ADC转换器、数字滤波器和电阻切换模块；ADC转换器的信号输入端连接红外接收器的信号输出端；数字滤波器的采样输入端连接ADC转换器的信号输出端，电阻切换模块的信号输出端连接红外接收器的信号输出端，电阻切换模块的控制输入端连接数字滤波器的信号输出端。该SOC芯片与外部的红外接收器相连接，该SOC芯片集成毛刺滤波模块、ADC转换器、数字滤波器以及电阻切换模块，电阻切换模块内部可供选择的电阻值与不同光强度相匹配。本发明专利技术依靠同一个电路系统自动选通匹配阻值的上拉电阻以适应在各种强度的环境光中执行正常的红外检测功能。

An Infrared Receiving System and SOC Chip for Suppressing Ambient Light Interference

【技术实现步骤摘要】
一种抑制环境光干扰的红外接收系统及SOC芯片
本专利技术属于光电检测
，尤其涉及一种抑制环境光干扰的红外接收系统以及一种SOC芯片。
技术介绍
目前常使用红外发射管和红外接收管进行距离检测或避障，红外发射管和红外接收管能够处理940nm附近的工作波段的有效光信号，由于环境光中通常包括日光，而日光也包含有该工作波段的光信号，所以红外接收管的检测受环境光干扰影响大。现有的红外检测电路通常包括红外发射管、红外接收管和内置ADC模块的MCU，MCU控制红外发射管调制发射具备预设占空比的红外调制信号，再通过红外接收管收到该红外调制信号的反射信号，然后通过MCU内部的ADC模块采样红外接收管收到的信号。由于该红外检测电路的电阻参数是固定不变的，所以在强光反射面中红外接收管容易进入饱和状态，而在弱光反射面中红外接收管的灵敏度变弱。因此同一阻值的电阻难以支持同一个红外检测电路在强光和弱光两种场景下完成正常的红外检测机制。如果针对每种环境光场景均设计一种红外检测电路，那么可以保证每种环境光场景下红外检测的准确性，但是，然而采用这种方式设计繁琐复杂，需要软件干预，增加了电路的硬件面积，电路元器件增多，降低红外检测效率。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术提出以下技术方案：一种抑制环境光干扰的红外接收系统，包括红外接收器，用于接收外界环境的红外光信号，红外接收系统还包括ADC转换器、数字滤波器和电阻切换模块；ADC转换器的信号输入端连接红外接收器的信号输出端，用于接收红外接收器的输出信号，并将之转换为数字信号，同时，ADC转换器的信号输出端用于输出红外接收系统的红外检测信号；数字滤波器的采样输入端连接ADC转换器的信号输出端，用于对ADC转换器转换输出的信号进行滤波；电阻切换模块的控制输入端连接数字滤波器的信号输出端，用于根据数字滤波器输出的滤波后的信号的幅度值，选通对应的上拉电阻连接于红外接收器的信号输出端与供电电源之间，以实现红外接收器的输出信号得到自适应调节；电阻切换模块的信号输出端还连接红外接收器的信号输出端，使得ADC转换器、数字滤波器和电阻切换模块连接形成一个闭合回路，从而在同一个红外接收系统中通过自动切换匹配阻值的电阻来调节所述红外接收器的灵敏度，以适应在各种强度的环境光场景下进行地检、墙检或距离测量，提高所述红外接收系统的环境光抗干扰能力。进一步地，所述ADC转换器和所述红外接收器之间还包括一个毛刺滤波模块，毛刺滤波模块的信号输入端连接所述红外接收器的信号输出端，用于滤除所述红外接收器输出的毛刺信号；其中，毛刺滤波模块是包括电阻和电容的一阶阻容滤波器。该技术方案采用简单的一阶阻容滤波器滤除高频噪声的干扰。进一步地，所述ADC转换器采用一种逐次逼近寄存器型(SAR)模数转换器。所述ADC转换器为外界提供易于识别处理的红外检测数字信号，该技术方案在同等检测精度下，占用的芯片面积少，成本低。进一步地，所述数字滤波器是低通滤波器。从而提高滤波的可靠性。进一步地，所述电阻切换模块包括可配置选择器，以及预设数量的所述上拉电阻；可配置选择器设有预设数量的信号输入端，分别与阻值匹配的所述上拉电阻的一端相连接，而所述上拉电阻的另一端连接于所述供电电源，可配置选择器的选择输出端连接于所述红外接收器的信号输出端，可配置选择器的选择端作为所述电阻切换模块的控制输入端，用于根据所述数字滤波器输出的信号幅度值所达到的光强阈值，自动切换相匹配的所述上拉电阻来调节所述红外接收器的输出信号；其中，光强阈值是根据所述红外接收器接收的光强度而预先配置的信号幅度值。从而调节所述红外接收器在各种类型的环境光场景下接收红外调制信号的灵敏度，抑制不同强度的环境光干扰，提高红外检测的效率和精度。一种SOC芯片，该SOC芯片的一个端口与外部的红外接收器的信号输出端相连接，该SOC芯片集成ADC转换器、数字滤波器和电阻切换模块；ADC转换器的信号输入端连接红外接收器的信号输出端，用于接收红外接收器的输出信号，并将之转换为数字信号，同时，ADC转换器的信号输出端用于输出红外接收系统的红外检测信号；数字滤波器的采样输入端连接ADC转换器的信号输出端，用于对ADC转换器转换输出的信号进行滤波；电阻切换模块的控制输入端连接数字滤波器的信号输出端，用于根据数字滤波器输出的滤波后的信号的幅度值，选通对应的上拉电阻连接于红外接收器的信号输出端与供电电源之间，以实现红外接收器的输出信号得到自适应调节，其中，供电电源是所述SOC芯片内部配置的电源或所述SOC芯片的供电端接入的电源；电阻切换模块的信号输出端还连接红外接收器的信号输出端，使得ADC转换器、数字滤波器和电阻切换模块连接形成一个闭合回路。与现有技术相比，所述SOC芯片提高同类型电路的集成度，在芯片内集成电容电阻，节约硬件成本。进一步地，所述SOC芯片还包括一个毛刺滤波模块，毛刺滤波模块的信号输出端连接所述ADC转换器的信号输入端，毛刺滤波模块的信号输入端连接所述红外接收器的信号输出端，用于滤除所述红外接收器输出的毛刺信号；其中，毛刺滤波模块是包括电阻和电容的一阶阻容滤波器。该技术方案采用简单的一阶阻容滤波器滤除高频噪声的干扰。进一步地，所述ADC转换器采用一种逐次逼近寄存器型(SAR)模数转换器。该技术方案在同等检测精度下，占用的芯片面积少，成本低。进一步地，进一步地，所述数字滤波器是IIR低通滤波器。从而提高滤波的可靠性。进一步地，所述电阻切换模块包括可配置选择器，以及预设数量的所述上拉电阻；可配置选择器设有预设数量的信号输入端，分别与阻值匹配的所述上拉电阻的一端相连接，而所述上拉电阻的另一端连接于所述供电电源，可配置选择器的选择输出端连接于所述红外接收器的信号输出端，可配置选择器的选择端作为所述电阻切换模块的控制输入端，用于根据所述数字滤波器输出的信号幅度值所达到的光强阈值，自动切换相匹配的所述上拉电阻来调节所述红外接收器的输出信号；其中，光强阈值是根据所述红外接收器接收的光强度而预先配置的信号幅度值。从而调节所述红外接收器在各种类型的环境光场景下接收红外调制信号的灵敏度，抑制不同强度的环境光干扰，提高红外检测环境光抗干扰能力，进而提高红外检测的效率和精度。附图说明图1是一种抑制环境光干扰的红外接收系统（不包括毛刺滤波模块）的示意图。图2是一种抑制环境光干扰的红外接收系统（包括毛刺滤波模块）的示意图。图3是SOC芯片内部结构及其与红外接收器的连接关系（不包括毛刺滤波模块）的示意图。图4是SOC芯片内部结构及其与红外接收器的连接关系（包括毛刺滤波模块）的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细描述。参阅图1可知，本专利技术实施例提供一种抑制环境光干扰的红外接收系统，用于在各种类型的环境光场景下进行地检、墙检或距离测量。所述红外接收系统包括红外接收器，用于接收外界环境的红外光信号和红外脉冲信号，同时，红外接收器还接收到外界含干扰频率的高频噪声。在本实施例中，环境光包括红外光信号成分多的太阳光、日光管灯光、浴霸灯光等类型的环境光信号；外界环境的红外发射管往地面、墙面或障碍物调制发射红外脉冲信号，然后经地面、墙面或障碍物反射后被红外接收器接收，其中，红外脉冲信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制环境光干扰的红外接收系统，包括红外接收器，用于接收外界环境的红外光信号，其特征在于，还包括ADC转换器、数字滤波器和电阻切换模块；ADC转换器的信号输入端连接红外接收器的信号输出端，用于接收红外接收器的输出信号，并将之转换为数字信号，同时，ADC转换器的信号输出端用于输出红外接收系统的红外检测信号；数字滤波器的采样输入端连接ADC转换器的信号输出端，用于对ADC转换器转换输出的信号进行滤波；电阻切换模块的控制输入端连接数字滤波器的信号输出端，用于根据数字滤波器输出的滤波后的信号的幅度值，选通对应的上拉电阻连接于红外接收器的信号输出端与供电电源之间。

【技术特征摘要】
1.一种抑制环境光干扰的红外接收系统，包括红外接收器，用于接收外界环境的红外光信号，其特征在于，还包括ADC转换器、数字滤波器和电阻切换模块；ADC转换器的信号输入端连接红外接收器的信号输出端，用于接收红外接收器的输出信号，并将之转换为数字信号，同时，ADC转换器的信号输出端用于输出红外接收系统的红外检测信号；数字滤波器的采样输入端连接ADC转换器的信号输出端，用于对ADC转换器转换输出的信号进行滤波；电阻切换模块的控制输入端连接数字滤波器的信号输出端，用于根据数字滤波器输出的滤波后的信号的幅度值，选通对应的上拉电阻连接于红外接收器的信号输出端与供电电源之间。2.根据权利要求1所述红外接收系统，其特征在于，所述红外接收系统还包括一个毛刺滤波模块，毛刺滤波模块的信号输出端连接所述ADC转换器的信号输入端，毛刺滤波模块的信号输入端连接所述红外接收器的信号输出端，用于滤除所述红外接收器输出的毛刺信号；其中，毛刺滤波模块是包括电阻和电容的一阶阻容滤波器。3.根据权利要求1所述红外接收系统，其特征在于，所述ADC转换器采用一种逐次逼近寄存器型(SAR)模数转换器。4.根据权利要求1所述红外接收系统，其特征在于，所述数字滤波器是低通滤波器。5.根据权利要求1所述红外接收系统，其特征在于，所述电阻切换模块包括可配置选择器，以及预设数量的所述上拉电阻；可配置选择器设有预设数量的信号输入端，分别与阻值匹配的所述上拉电阻的一端相连接，而所述上拉电阻的另一端连接于所述供电电源，可配置选择器的选择输出端连接于所述红外接收器的信号输出端，可配置选择器的选择端作为所述电阻切换模块的控制输入端，用于根据所述数字滤波器输出的信号幅度值所达到的光强阈值，自动切换相匹配的所述上拉电阻来调节所述红外接收器的输出信号；其中，光强阈值是根据所述红外接收器接收的光强度而预先配置的信号幅度值。6.一种SOC芯片，该SOC芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：林立，黄雄茂，
申请(专利权)人：珠海市一微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44