Главная » » дальней инфракрасной системы обработки сигналов
21:37
дальней инфракрасной системы обработки сигналов
Аннотация: дизайн далекой инфракрасной обработки сигнала для системы, далеко не пассивный инфракрасный датчик дальнего инфракрасного сигнала крайне слабой (десятки микровольт), и очень узкой полосы (0,1 Гц 10 Гц). Представленный метод через прореживание фильтр инфракрасного сигнала от извлечения высокого шума среды, и через петлю метод уменьшает напряжение смещения системы для устранения напряжения смещения. Система, эффективная дальность обнаружения до 10 м ~ 15 м, с традиционной дальней инфракрасной методы обработки сигнала, метод имеет низкое энергопотребление, полностью интегрированное, низкая стоимость и высокая надежность. Моделирования доказали, что система вполне правильно, и цепи достижимо.
1 Введение
В течение нескольких герц частота, амплитуда сигнала в сигнал уровня обработки микровольт являются интегральные схемы более трудной задачей, и этот сигнал в сенсорная технология очень распространена, как правило, человеческое тело дальнего инфракрасного сигнала. Для такого сигнала существующих методов лечения в основном двумя способами: непосредственно на датчик сигнала фильтруется усиления, этот метод имеет преимущество схемы простота, низкая стоимость, а недостатком является низкая надежность и низкие частоты обработки сигналов с целью достижения плат области, есть решение первый программируемый усилитель для усиления сигнала, а затем через высокое разрешение АЦП для обработки сигнала, этот подход имеет преимущества работы с высокой точностью, однако недостатком является стоимость более высокое энергопотребление, а также. Оба этих метода в промышленности уже более зрелым приложения, и так как эти два метода не является полностью удовлетворительным, так и для исследований в этой области продолжается уже за рубежом, имеется также вертолет усилителя, обработки сигналов методы. Но эти методы обычно используют интегрированные датчики, не способствует применение районы с низкими издержками. В таблице 1 показано несколько традиционного использования конденсаторы большой емкости и более периферийных устройств, которые занимают больше дальней инфракрасной обработки сигналов человеческого сильные и слабые стороны по сравнению.
Таблица 1, несколько традиционных пассивных инфракрасных человеческого тела сравнения методов обработки сигналов
Обработки роман сигнал для дальней инфракрасной системы включают в себя: с малым падением напряжения линейные стабилизаторы (LDO); отдел сглаживания фильтра; многоскоростных включен конденсатор фильтра; прореживание фильтра. Чтобы справиться с низкой частоты сигнала с использованием мульти-скорости включен конденсатор фильтра, чтобы получить большой постоянной времени, что позволяет избежать использования больших конденсаторов. С помощью петли настройки смещения метод уменьшает напряжение смещения влияние на системы, и проектирование системы и схемы реализации и результаты моделирования по Spectre.
2 System Design
Более 2,1 скорости включен конденсатор фильтра и прореживание фильтра
С системной точки зрения, мульти-скорости обработки сигналов, необходимых для достижения прореживание фильтра снижает частоту дискретизации. Для власти соображений, выбор многоскоростных включен конденсатор фильтра тактовой частотой 1.1MHz первый этап. Коммутируемых конденсаторов фильтра, который второго порядка эллиптической функции фильтра, полоса пропускания частоты 40К, скорость распада время в 275K ~ 40 дБ, коэффициент усиления постоянного тока 6.02dB. После проверки системы, фильтр полностью отвечают системным требованиям. Формула (I) передаточной функции для этого фильтра.
В общем, обычно используется прореживание фильтр в среднем цепи, принимая во внимание легкость схемы структуры, квадратный корень из метод, используемый для достижения прореживание фильтра. Если вход частоты ПФ XI, выход частоты FD из Yk, то N является выходной частоты и отношение входной частоты:
Его частота ответа приближение:
В этой системе, N = 2, требуется в общей сложности тринадцать включен конденсатор фильтра для получения низкой частоты среза (10 Гц) и высоким коэффициентом усиления (40 960), и нуждается в двенадцать прореживание фильтра для достижения вниз выборки. Multi-Rate включен конденсатор фильтра и прореживание фильтра часть подробные блок-схема системы показана на рисунке 1.
Рисунок 1 Multi-Rate включен конденсатор фильтра и прореживание фильтра блок-схема системы
2,2 сглаживания фильтра
Согласно теореме Найквиста выборки, через переключаемых конденсаторах фильтра в сигнал, прежде чем они должны быть сглаживания фильтра. Принимая во внимание многоскоростных переключаемых конденсаторах фильтра тактовая частота первого этапа 1,1 МГц, выберите сглаживания фильтра частота среза от 500 кГц. Третьего порядка фильтра Баттерворта использоваться в качестве сглаживания фильтра, полоса пропускания частотой 25 кГц, с закрытием скорость затухания 80 дБ, формула (5), фильтр передаточной функции.
2,3 рассмотрение неидеальных факторов
Система неидеальных факторов относятся: выключатель тока утечки, паразитные емкости и постоянного напряжения смещения. Описанные в 3,1 на коммутаторе токов утечки и паразитарные обработки емкости эффектов. Полученные от инфракрасного опорного сигнала датчика напряжения постоянного тока мирное существование напряжение смещения, напряжения смещения, усиливаются это вызовет системы к насыщению. Кроме того, мы должны также рассмотреть вопрос оперативной входной усилитель напряжения смещения, вы можете выбрать автоматическое нуля усилителя, измельчитель ОУ и коррелированных двойной сэмплер (CDS) метода по сокращению операционного усилителя напряжение смещения. Система использует регулировки напряжения на обходе и автоподстройкой нуля усилителя сочетание методов их устранения напряжения смещения. Серкл напряжение смещения корректировка основана на принципе многоскоростных включен конденсатор фильтра выходе конечный уровень сглаживания фильтра для регулировки опорного напряжения.
