信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟与流程

本申请涉及压电传感器信号处理领域，特别是涉及一种信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟。

背景技术：

1、压电传感器，是一种将机械压力转换成电信号的传感器，其利用压电材料的特性，当外力施加在其表面时，内部电荷分布发生变化，从而产生电压。压电传感器将物理量转换成电信号，而电信号的处理需要依靠芯片。因此，在实际应用中，通常将压电传感器与信号处理电路互相组合，以增强传感器的功能以及测量精度，使其更好地满足不同行业的需求。

2、图1是压电传感器的状态变化过程示意图。其中，图1a代表压电传感器正常受力时的状态变化过程，图1b代表压电传感器遭遇撞击时的状态变化过程。参考图1a，压电传感器通常是类平行板电容器结构，介质中有均匀的正负电荷。在不受外力的情况下，整体呈现电中性，当传感器受力时，正负电荷的几何中心发生错位，从而在两极板上呈现出感应电荷。受力越大，则正负电荷的几何中心的错位程度越大，极板上的电荷量也越大。若传感器承受相反方向的压力，与上同理，也产生电荷，但各极板对应的电荷符号会根据力的方向改变。压电传感器内部电荷变化时会输出电压，信号处理电路根据输出电压判定是否发生了压强事件。

3、参考图1b，除了正常施加压强之外，压电传感器如若遭遇了撞击，那么撞击分为施加撞击和撞击结束两个过程。在施加撞击的过程中，压电传感器会迅速产生感应电荷。在撞击结束过程中，压电传感器会迅速产生相反极性的感应电荷，以中和之前因撞击产生的感应电荷，从而很快恢复为电中性。撞击会产生毛刺信号，毛刺信号的幅度较大，如果不作处理，将误触发压强事件。相关技术采用滤波电容消除干扰信号，由于压电传感器因撞击生成的毛刺信号，其维持时间较长，该方法不适用于滤除压电传感器的撞击毛刺。

4、针对相关技术中压电传感器因撞击而生成毛刺信号的问题，目前还没有提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够消除压电传感器的毛刺信号的信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟。

2、第一方面，本申请提供了一种信号处理方法，包括：

3、响应于第一脉冲信号，启动计时；

4、若所述第一脉冲信号在计时未超过阈值时间的情况下结束输入，则屏蔽所述第一脉冲信号；

5、若所述第一脉冲信号在计时超过阈值时间的情况下继续输入，则在计时到达所述阈值时间之时，输出第二脉冲信号，并响应于所述第一脉冲信号的电平翻转，翻转所述第二脉冲信号的电平；

6、其中，所述第一脉冲信号通过检测压电传感器的输出电压得到；所述阈值时间不小于所述压电传感器因受撞击生成的毛刺信号的维持时间；所述第二脉冲信号的电平翻转用于指示对所述压电传感器进行复位。

7、在其中一些实施例中，所述第一脉冲信号不小于阈值电压；其中，所述阈值电压用于表征所述压电传感器能够检测到压强事件的电压。

8、在其中一些实施例中，所述方法还包括：响应于所述第二脉冲信号的电平翻转，复位所述压电传感器。

9、第二方面，本申请提供了一种信号处理电路，包括：比较单元和逻辑模块，所述比较单元与所述逻辑模块连接；其中，

10、所述比较单元用于将所述压电传感器的输出电压和阈值电压进行比较，并在所述压电传感器的输出电压不小于所述阈值电压的情况下，生成第一脉冲信号；其中，所述阈值电压用于表征所述压电传感器能够检测到压强事件的电压；

11、所述逻辑模块用于执行上述第一方面所述的信号处理方法。

12、在其中一些实施例中，所述逻辑模块包括：分频单元、或门、反相器和第一触发器；所述分频单元的时钟输入端与时钟源连接，所述分频单元的复位端与所述比较单元连接，所述分频单元的输出端与所述第一触发器的时钟输入端连接；所述反相器的输出端与所述或门的第一输入端连接；所述或门的第二输入端与所述比较单元连接，所述或门的输出端与所述第一触发器的复位端连接；其中，

13、所述分频单元用于响应所述第一脉冲信号，输出分频信号，并在撤销复位时间到达所述阈值时间时，对输出的分频信号进行电平翻转；

14、所述第一触发器用于响应所述分频信号的电平翻转，输出所述第二脉冲信号。

15、在其中一些实施例中，所述逻辑模块还包括：延迟单元；所述延迟单元的输入端与所述比较单元连接，所述延迟单元的输出端与所述反相器的输入端连接。

16、在其中一些实施例中，所述分频单元包括：多个第二触发器；首级第二触发器的时钟输入端与所述时钟源连接，末级第二触发器的补码输出端与所述第一触发器连接，各级第二触发器的复位端与所述比较单元连接，各级第二触发器的数据输入端与补码输出端连接，前一级第二触发器的补码输出端与下一级第二触发器的时钟输入端连接。

17、在其中一些实施例中，信号处理电流还包括：复位开关，与所述逻辑模块连接，能够响应于所述逻辑模块的复位信号，通过切换开关状态对所述压电传感器进行复位/解除复位。

18、第三方面，本申请提供了一种压电感应系统，包括：压电传感器和上述第二方面所述的信号处理电路，所述压电传感器与所述信号处理电路连接。

19、第四方面，本申请提供了一种电子烟，包括：主体，所述主体上设置有压电传感器和上述第二方面所述的信号处理电路，所述压电传感器与所述信号处理电路连接。

20、上述信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟，通过引入时阈值来判定第一脉冲信号是毛刺信号还是压强信号；若是毛刺信号，则屏蔽第一脉冲信号；若是压强信号，则输出第二脉冲信号；第二脉冲信号的电平翻转用于指示对压电传感器进行复位；解决了相关技术中滤波电容不适用于消除压电传感器撞击毛刺的问题，且不影响反弹电压的消除。

技术特征：

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述第一脉冲信号不小于阈值电压；其中，所述阈值电压用于表征所述压电传感器能够检测到压强事件的电压。

3.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述第二脉冲信号的电平翻转，复位所述压电传感器。

4.一种信号处理电路，其特征在于，包括：比较单元和逻辑模块，所述比较单元与所述逻辑模块连接；其中，

5.根据权利要求4所述的信号处理电路，其特征在于，所述逻辑模块包括：分频单元、或门、反相器和第一触发器；所述分频单元的时钟输入端与时钟源连接，所述分频单元的复位端与所述比较单元连接，所述分频单元的输出端与所述第一触发器的时钟输入端连接；所述反相器的输出端与所述或门的第一输入端连接；所述或门的第二输入端与所述比较单元连接，所述或门的输出端与所述第一触发器的复位端连接；其中，

6.根据权利要求5所述的信号处理电路，其特征在于，所述逻辑模块还包括：延迟单元；所述延迟单元的输入端与所述比较单元连接，所述延迟单元的输出端与所述反相器的输入端连接。

7.根据权利要求5所述的信号处理电路，其特征在于，所述分频单元包括：多个第二触发器；首级第二触发器的时钟输入端与所述时钟源连接，末级第二触发器的补码输出端与所述第一触发器连接，各级第二触发器的复位端与所述比较单元连接，各级第二触发器的数据输入端与补码输出端连接，前一级第二触发器的补码输出端与下一级第二触发器的时钟输入端连接。

8.根据权利要求4所述的信号处理电路，其特征在于，还包括：复位开关，与所述逻辑模块连接，能够响应于所述逻辑模块的复位信号，通过切换开关状态对所述压电传感器进行复位/解除复位。

9.一种压电感应系统，其特征在于，包括：压电传感器和权利要求4至8中任一项所述的信号处理电路，所述压电传感器与所述信号处理电路连接。

10.一种电子烟，其特征在于，包括：主体，所述主体上设置有压电传感器和权利要求4至8中任一项所述的信号处理电路，所述压电传感器与所述信号处理电路连接。

技术总结本申请涉及一种上述信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟，方法包括：响应于第一脉冲信号，启动计时；若第一脉冲信号在计时未超过阈值时间的情况下结束输入，则屏蔽第一脉冲信号；若第一脉冲信号在计时超过阈值时间的情况下继续输入，则在计时到达阈值时间之时，输出第二脉冲信号，并响应于第一脉冲信号的电平翻转，翻转第二脉冲信号的电平；其中，第一脉冲信号通过检测压电传感器的输出电压得到；阈值时间不小于压电传感器因受撞击生成的毛刺信号的维持时间；第二脉冲信号的电平翻转用于指示对压电传感器进行复位。通过本申请，解决了相关技术中滤波电容不适用于消除压电传感器撞击毛刺的问题，而且，不影响对反弹电压的消除。技术研发人员：王志轩,张昊,赵勇,王佳鑫,陈磊受保护的技术使用者：无锡微纳核芯电子科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29