[发明专利]信号接收放大电路及传感器

说明书

本申请公开了一种信号接收放大电路及传感器，该电路包括信号接收器、电压设置器和运算放大电路；其中，电压设置器用于设置信号接收器的静态直流电压与运算放大电路的参考电压一致；信号接收器用于接收外界信号，并将外界信号转换为交流电压信号，且将交流电压信号与静态直流电压叠加，得到输出信号输出至运算放大电路；运算放大电路用于对输出信号与参考电压的差进行放大，得到放大信号。本申请通过电压设置器设置信号接收器的静态直流电压和运算放大电路的参考电压一致，与传统技术方法相比，在降低交流电压信号的衰减的同时，还补偿了运算放大电路的偏置电压，实现了低成本元器件搭建高精度高放大率低噪声的信号接收放大电路。

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种信号接收放大电路及传感器。

背景技术

超声波测距是一种常用的测距方法，在倒车雷达等领域已经得到广泛应用。通常情况下，超声波测距系统由超声波发射器和超声波接收器组成，超声波发射器基于压电效应，将交流电压加载于压电材料两级，由压电材料将交流电压转换为机械振动并发射超声波。超声波接收器中接收超声波的压电材料则将机械振动转换为交流电信号，交流电信号经放大后被模数转换器采样获取。超声波测距是典型的时差法(Time of Flight，ToF)测距，其以发射脉冲峰值和接收脉冲峰值之间的时间差结合声速来进行距离的测算。

现有技术中，为了增强接收信号的信号强度，可以在超声波发射器端加大超声波信号的发射能量，也可以提高超声波接收器端的接收增益和放大增益。其中，由于加大发射能量和提高接收增益会有很高的边际成本，因此，通常情况下，优先是采用提高超声波接收器端的放大增益的方法来增强接收信号的信号强度，其中，传统方法是采用级联运算放大电路来提高超声波接收器端的放大增益。

由于物联网对低功耗低成本的要求颇高，超声波发射器和超声波接收器都愈加小型化，而器件的小型化会导致传统的级联运算放大电路对超声波接收器的放大增益有所降低，从而达不到理想的放大效果，这是由于超声波接收器端的压电材料将机械振动即声压转换为电压的大小，受电路参数影响，尤其是放大电路输入级的隔直电容、寄生电容、电压偏置电路等，这相当于在超声波接收器或信号接收器和放大级之间引入了较大的负载，当接收级越来越小型化，负载削弱信号的程度也越严重，并且运算放大电路自身的反馈电阻也相当于负载，同样会导致信号的衰减。

发明内容

本申请提供一种信号接收放大电路及传感器，旨在解决现有技术中传统级联运算放大电路中的隔直电容、寄生电容、电压偏置电路或反馈电阻等吸收接收信号从而导致信号衰减的问题。

第一方面，本申请提供一种信号接收放大电路，包括信号接收器、电压设置器和运算放大电路，信号接收器的输出端与运算放大电路电连接，电压设置器与信号接收器电连接，电压设置器配置有闭合状态和断开状态；

电压设置器，用于在处于闭合状态时，吸收信号接收器输出的交流电压信号，以设置信号接收器的静态直流电压与运算放大电路的参考电压一致；

信号接收器，用于接收外界信号，并将外界信号转换为交流电压信号，且在电压设置器处于断开状态时，将交流电压信号与静态直流电压叠加，得到输出信号输出至运算放大电路；

运算放大电路，用于对输出信号与参考电压两者的差进行放大，得到放大信号。

在本申请一种可能的实现方式中，信号接收放大电路需输出放大信号时，电压设置器由闭合状态切换为断开状态，以断开与信号接收器之间的电连接。

在本申请一种可能的实现方式中，电压设置器为开关器件。

在本申请一种可能的实现方式中，电压设置器电连接有电压源，电压源与运算放大电路电连接，电压设置器具体用于在处于闭合状态时，吸收信号接收器输出的交流电压信号，以设置静态直流电压与电压源的输出电压一致，电压源用于为运算放大电路提供参考电压。