基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路制造技术

本实用新型专利技术公开了基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路，包括光电二极管、运算放大器、电容检测电路和切换开关；所述光电二极管通过切换开关分别连接运算放大器和电容检测电路；所述光电二极管用于检测人体PPG信号；所述运算放大器可配置放大倍数，用于对PPG信号进行放大；其反相输入端连接光电二极管的阴极，正相输入端接地；所述电容检测电路用于电容的变化进行检测；所述切换开关用于切换电路执行线路，进行光电信号检测与电容变化检测之间的切换。本实用新型专利技术成本低廉，方便实用；能运用在一个传感器上即可实现识别接近的物体是否为人体。是否为人体。是否为人体。

【技术实现步骤摘要】
基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路


[0001]本技术涉及传感器
，尤其涉及基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路。

技术介绍

[0002]光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。根据光电效应现象的不同将光电效应分为三类：外光电效应、内光电效应及光生伏特效应。光电器件有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电池等。分析了光电器件的性能、特性曲线。
[0003]其中，光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子
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空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。
[0004]光敏二极管，又叫光电二极管，是一种能够将光根据使用方式，转换成电流或者电压信号的光探测器。管芯常使用一个具有光敏特征的PN结，对光的变化非常敏感，具有单向导电性，而且光强不同的时候会改变电学特性，因此，可以利用光照强弱来改变电路中的电流。光电二极管在医疗应用设备中，有着广泛的应用，例如X射线计算机断层成像以及脉搏探测器等。
[0005]利用光电容积描记(PPG)技术进行人体运动心率的检测是红外无损检测技术在生物医学中的一个应用。它利用光电传感器，检测经过人体血液和组织吸收后的反射光强度的不同，描记出血管容积在心动周期内的变化，从得到的脉搏波形中计算出心率。
[0006]接近传感器是一种具有感知物体接近能力的器件，它利用位移传感器对接近的物体具有敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，因此，通常又把接近传感器称为接近开关。它是代替开关等接触式检测式检测方式，以无需接触被检测对象为目的的传感器的总称，它能检测对象的移动和存在信息并转化成电信号。接近传感器主要包括电容式接近传感器、电感式接近传感器、光电式接近传感器。其中电容式接近传感器一个以电极为检测端的经电电容接近开关，它由高频振荡电路、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成。
[0007]目前，市场上的绝大多数光电传感器和接近传感器产品，仅能单独地执行光电传感功能和接近传感功能，无法同时执行两项功能；且存在着下述问题。
[0008]1.光电传感器仅能接收光电信号，不能执行接近判断能力；
[0009]2.接近传感器仅能判断接近与否，不能识别是否为人体；
[0010]3.若同时需要执行两项功能，需要安装两个传感器，存在增加成本问题。

技术实现思路

[0011]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路。
[0012]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0013]基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路，包括光电二极管、运算放大器、电容检测电路和切换开关；所述光电二极管通过切换开关分别连接运算放大器和电容检测电路。
[0014]进一步的，所述光电二极管用于检测人体PPG信号。
[0015]进一步的，所述运算放大器可配置放大倍数，用于对PPG信号进行放大。
[0016]进一步的，所述电容检测电路用于电容的变化进行检测。
[0017]进一步的，所述切换开关用于切换电路执行线路，进行光电信号检测与电容变化检测之间的切换。
[0018]进一步的，所述切换开关由三个普通开关组成，包括第一开关、第二开关和第三开关。
[0019]进一步的，所述第一开关设置于光电二极管与运算放大器之间，一端连接运算放大器的反相输入端，另一端连接光电二极管的阴极。
[0020]进一步的，所述第二开关设置于光电二极管与电容检测电路之间，一端连接电容检测电路，另一端连接光电二极管的阴极。
[0021]进一步的，所述第三开关设置于光电二极管与电容检测电路之间，一端连接电容检测电路，另一端连接光电二极管的阳极。
[0022]进一步的，所述光电二极管的阳极设置有接地开关；所述接地开关与第三开关呈并联状态连接于光电二极管。
[0023]本技术的有益效果：本技术成本低廉，方便实用；能运用在一个传感器上即可实现识别接近的物体是否为人体。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0025]图1是本技术的电路原理图。
具体实施方式
[0026]应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]本实施例中，如图1所示，基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路，包括光电二极管、运算放大器、电容检测电路和切换开关；所述光电二极管通过切换开关分别连接运算放大器和电容检测电路。
[0029]在本实施例中，所述光电二极管用于检测人体PPG信号。
[0030]在本实施例中，所述运算放大器可配置放大倍数，用于对PPG信号进行放大。
[0031]在本实施例中，所述电容检测电路用于电容的变化进行检测。
[0032]在本实施例中，所述切换开关用于切换电路执行线路，进行光电信号检测与电容变化检测之间的切换。
[0033]在本实施例中，所述切换开关由三个普通开关组成，包括第一开关、第二开关和第三开关。
[0034]在本实施例中，所述第一开关设置于光电二极管与运算放大器之间，一端连接运算放大器的反相输入端，另一端连接光电二极管的阴极。
[0035]在本实施例中，所述第二开关设置于光电二极管与电容检测电路之间，一端连接电容检测电路，另一端连接光电二极管的阴极。
[0036]在本实施例中，所述第三开关设置于光电二极管与电容检测电路之间，一端连接电容检测电路，另一端连接光电二极管的阳极。
[0037]在本实施例中，所述光电二极管的阳极设置有接地开关；所述接地开关与第三开关呈并联状态连接于光电二极管。
[0038]本技术光电二极管及运算放大器用于人体ppg信号的接收和放大。切换开关用于在需要时，将模式切换为电容检测，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路，其特征在于，包括光电二极管、运算放大器、电容检测电路和切换开关；所述光电二极管通过切换开关分别连接运算放大器和电容检测电路；所述切换开关由三个普通开关组成，包括第一开关、第二开关和第三开关；所述第一开关设置于光电二极管与运算放大器之间，一端连接运算放大器的反相输入端，另一端连接光电二极管的阴极；所述第二开关设置于光电二极管与电容检测电路之间，一端连接电容检测电路，另一端连接光电二极管的阴极；所述第三开关设置于光电二极管与电容检测电路之间，一端连接电容检测电路，另一端连接光电二极管的阳极。2.根据权利要求1所述的基于光电二极管复用的电容式接近传感器电路，其特征在于，所述光电二极管用于检测人体P...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔予红，
申请(专利权)人：成都维客昕微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：