【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及超声波传感器，尤其涉及一种超声波信号采集装置和电子设备。
技术介绍
1、超声波检测是一种利用超声波与物质的相互作用进行无损检测的技术，可用于产品制造、原材料检验、改进工艺等多个方面。用于超声波检测的超声波检测设备中的核心元件为压电晶片和位于压电晶片两侧的两个电极。
2、在发射超声波信号时，超声波检测设备可通过压电晶片两侧电极中的一个电极向压电晶片输出高压脉冲，以驱动压电晶片产生超声波信号。在接收超声波反射信号时，超声波检测设备可通过压电晶片将其接收的超声波反射信号转化为电压信号，通过采集该电压信号便获得超声波反射信号的特征。可见，对于超声波检测来说，采集超声波反射信号转化为的电压信号的方案十分重要。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请实施例提供一种超声波信号采集装置和电子设备，至少部分解决上述问题。
2、根据本申请实施例的第一方面，提供了一种超声波信号采集装置，包括：压电层、上电极、下电极、降压电路和采样电路，所述压电层位于所述上电极与所述下电极之间；所述上电极，用于接收第一驱动信号，并基于所述第一驱动信号驱动所述压电层发射第一超声波信号；所述压电层，用于接收所述第一超声波信号被反射形成的第一反射信号，将所述第一反射信号转换为作用于所述上电极的第一电压信号，其中，在所述第一电压信号作用于所述上电极过程中所述下电极接地；所述降压电路，用于接收来自所述上电极的所述第一电压信号，并对所述第一电压信号进行降压处理获得第二电压信号，并将所述第二电压信号
3、在一种可能的实现方式中，所述降压电路包括分压电路，所述分压电路的输入端与所述上电极连接，所述分压电路的输出端与所述采样电路连接；所述分压电路，用于对所述第一电压信号进行分压处理，获得所述第二电压信号，并将所述第二电压信号传输给所述采样电路。
4、在一种可能的实现方式中，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻的第一端与所述上电极连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地；所述采样电路与所述第一电阻的第二端连接。
5、在一种可能的实现方式中，所述降压电路还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二级管的负极与所述第二电阻的第一端连接，所述第一稳压二级管的正极与所述第二电阻的第二端连接。
6、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：谐振电路；所述谐振电路与所述上电极相连接，所述谐振电路用于接收原始驱动信号，并将所述原始驱动信号转化为所述第一驱动信号。
7、在一种可能的实现方式中，所述谐振电路包括：第一电容、第二电容和第一电感；所述第一电感的第一端与所述原始驱动信号的信号源连接，所述第一电感的第二端与所述上电极连接，所述第一电容的第一端与所述第一电感的第二端连接，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地；所述分压电路包括所述第一电容和所述第二电容，且所述采样电路与所述第一电容的第二端连接。
8、在一种可能的实现方式中，所述谐振电路还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二级管的负极与所述第二电容的第一端连接，所述第二稳压二级管的正极与所述第二电容的第二端连接。
9、在一种可能的实现方式中，所述谐振电路包括第三电阻、第二电感和第三电容；所述分压电路包括所述第三电阻和所述第二电感；所述第三电阻的第一端与所述原始驱动信号的信号源连接，所述第三电阻的第二端接地；所述第二电感的第一端与所述第三电阻的第一端连接，所述第二电感的第二端与所述上电极连接；所述第三电容的第一端与所述第二电感的第二端连接，所述第三电容的第二端接地；所述分压电路包括所述第三电阻和所述第二电感，且所述采样电路与所述第三电阻的第一端连接。
10、在一种可能的实现方式中，所述上电极，还用于接收第二驱动信号，并基于所述第二驱动信号驱动所述压电层发射第二超声波信号；所述压电层，还用于接收所述第二超声波信号被反射形成的第二反射信号，将所述第二反射信号转换为作用于所述下电极的第三电压信号，以便于通过所述第三电压信号进行指纹识别；所述第三电阻为可变电阻；所述上电极用于驱动所述压电层发射第一超声波信号时，所述第三电阻的阻值为第一阻值；所述上电极用于驱动所述压电层发射第二超声波信号时，第三电阻的阻值为第二阻值；其中，所述第一阻值大于所述第二阻值。
11、在一种可能的实现方式中，所述谐振电路还包括第四电容；所述第四电容的第一端分别与所述原始驱动信号的信号源和所述第三电阻的第一端连接，所述第四电容的第二端接地。
12、在一种可能的实现方式中，所述采样电路包括至少一个采样保持电路和模数转换器；所述采样保持电路的输入端与所述降压电路连接，所述保持电路的输出端与所述模数转换器连接；所述模数转换器，用于将所述采样保持电路输出的电压信号转化为数字信号。
13、在一种可能的实现方式中，所述采样电路包括多个采样保持电路，所述多个采样保持电路之间相互并联。
14、在一种可能的实现方式中，所述采样电路包括降压开关，所述降压开关用于：在所述上电极驱动所述压电层发射超声波信号时，断开所述分压电路与所述上电极之间的连接；在所述上电极接收所述第一电压信号时，导通所述分压电路与所述上电极之间的连接。
15、根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电子设备，包括如上面任一实施例所述的超声波信号采集装置。
16、本申请实施例中，可以通过压电层，接收第一超声波信号被反射形成的第一反射信号，并将第一反射信号转换为作用于上电极的第一电压信号，以便于通过上电极采集第一电压信号，其中，在第一电压信号作用于上电极过程中，下电极可以进行接地，以免下电极处的电压对第一电压信号产生干扰。可以通过降压电路，对第一电压信号进行降压处理，将降压处理得到的第二电压信号传输给采样电路，从而避免传输给采样电路的电压信号超出采样电路的承受范围，使得采样电路能够正常采样。可以通过采样电路，将第二电压信号转化为数字信号。即本申请实施例可以通过压电层、上电极、降压电路和采样电路等的组合，完成对第一超声波反射信号的采集，生成相应的数字信号。
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1.一种超声波信号采集装置，其特征在于，包括：压电层、上电极、下电极、降压电路和采样电路，所述压电层位于所述上电极与所述下电极之间；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述降压电路包括分压电路，所述分压电路的输入端与所述上电极连接，所述分压电路的输出端与所述采样电路连接；
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻；
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述降压电路还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二级管的负极与所述第二电阻的第一端连接，所述第一稳压二级管的正极与所述第二电阻的第二端连接。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：谐振电路；
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述谐振电路包括：第一电容、第二电容和第一电感；
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述谐振电路还包括第二稳压二极管，所述第二稳压二级管的负极与所述第二电容的第一端连接，所述第二稳压二级管的正极与所述第二电容的第二端连接。
8.根据权利要求5所述
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述谐振电路还包括第四电容；
11.根据权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，
13.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述采样电路包括降压开关，所述降压开关用于：
14.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-13中任一项所述的超声波信号采集装置。
...【技术特征摘要】
1.一种超声波信号采集装置，其特征在于，包括：压电层、上电极、下电极、降压电路和采样电路，所述压电层位于所述上电极与所述下电极之间；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述降压电路包括分压电路，所述分压电路的输入端与所述上电极连接，所述分压电路的输出端与所述采样电路连接；
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述分压电路包括第一电阻和第二电阻；
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述降压电路还包括第一稳压二极管，所述第一稳压二级管的负极与所述第二电阻的第一端连接，所述第一稳压二级管的正极与所述第二电阻的第二端连接。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：谐振电路；
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述谐振电路包括：第一电容、第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：钟松锦，杜灿鸿，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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