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是相关技术中压电传感器的状态变化示意图。其中，图1a代表压电传感器受力时的状态变化过程。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。图1b代表压电传感器受温漂影响时的状态变化过程。当环境温度上升导致压电传感器的温度上升时，压电传感器也会产生感应电荷，导致压电传感器的基线电压(压电传感器不受力时的输出电压)抬升，有可能导致信号处理电路错误地判定发生了压强事件。

3、针对相关技术中存在压电传感器受温漂影响而误触发压强事件的问题，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温漂影响的信号处理方法、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、检测压电传感器的输出电压是否小于第一阈值电压；

4、若是，对所述压电传感器进行周期性复位；其中，对所述压电传感器进行周期性复位包括：执行周期性计数，在每一个计数周期结束的情况下，输出复位信号以对所述压电传感器进行复位，延迟第一预设时间后翻转所述复位信号的电平以解除所述压电传感器的复位状态；

5、若否，中止对所述压电传感器的周期性复位；

6、其中，所述第一阈值电压小于等于第二阈值电压，所述第二阈值电压为能够表征所述压电传感器检测到压强事件的电压。

7、在其中一些实施例中，所述周期性复位的复位周期小于第二预设时间，所述第二预设时间为所述压电传感器在未受压力情况下，因温漂效应使得输出电压从基线电压爬升至所述第一阈值电压时所需的时间。

8、在其中一些实施例中，所述周期性复位的复位周期大于所述压电传感器发生压强事件时输出电压的上升沿时间和/或下降沿时间。

9、在其中一些实施例中，所述方法还包括：

10、响应于所述复位信号的电平翻转，延迟所述第一预设时间后再次翻转当前复位信号的电平。

11、在其中一些实施例中，执行周期性计数，包括：

12、在当前轮计数周期中，对输入的时钟信号进行计数，当所计时钟数达到预设时钟数时，翻转计数信号的电平，并清零所计时钟数。

13、第二方面，本申请提供了一种信号处理电路，包括：比较单元、计数单元、触发器、延迟单元和复位开关；所述比较单元的输出端与所述计数单元的使能端连接；所述计数单元的时钟输入端与时钟源连接，所述计数单元的输出端与所述触发器的时钟输入端连接；所述触发器的数据输出端与所述复位开关连接；所述延迟单元的输入端与所述触发器的数据输出端连接，所述延迟单元的输出端与所述触发器的复位端连接；

14、所述比较单元用于接收压电传感器的输出电压，并将所述压电传感器的输出电压与第一阈值电压进行比较；其中，所述第一阈值电压小于等于第二阈值电压，所述第二阈值电压为能够表征所述压电传感器检测到压强事件的电压；

15、所述计数单元用于响应所述比较单元输出的比较结果；若所述比较结果为所述压电传感器的输出电压小于所述第一阈值电压，则所述计数单元执行周期性计数；若所述比较结果为所述压电传感器的输出电压不小于所述第一阈值电压，则所述计数单元中止周期性计数；

16、所述触发器用于在所述计数单元执行周期性计数且每一个计数周期结束的情况下，输出复位信号至所述复位开关；

17、所述延迟单元用于对所述复位信号延迟第一预设时间后输入至所述触发器以翻转所述复位信号的电平；

18、所述复位开关用于响应所述复位信号，通过切换开关状态对所述压电传感器进行复位/解除复位。

19、在其中一些实施例中，所述计数单元包括计数器或者分频器。

20、在其中一些实施例中，所述复位开关的第一端与所述压电传感器的电压输出引脚连接，所述复位开关的第二端与所述压电传感器的参考电压输入引脚连接，所述复位开关的第三端与所述控制模块的输出端连接；其中，

21、所述复位开关的工作状态包括所述复位开关的第一端与所述第二端或者所述第三端连接。

22、其中一些实施例中，信号处理电路还包括：放大单元，与所述比较单元连接，用于放大所述压电传感器的输出电压。

23、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。

24、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。

25、上述信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟，通过实时检测压电传感器的输出电压，并在压电传感器的输出电压小于第一阈值电压的情况下，周期性复位压电传感器以抑制基线电压抬升，避免误触发压强事件。

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，所述周期性复位的复位周期小于第二预设时间，所述第二预设时间为所述压电传感器在未受压力情况下，因温漂效应使得输出电压从基线电压爬升至所述第一阈值电压时所需的时间。

3.根据权利要求1或2所述的信号处理方法，其特征在于，所述周期性复位的复位周期大于所述压电传感器发生压强事件时输出电压的上升沿时间和/或下降沿时间。

4.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：

5.根据权利要求1所述的信号处理方法，其特征在于，执行周期性计数，包括：

6.一种信号处理电路，其特征在于，包括：比较单元、计数单元、触发器、延迟单元和复位开关；所述比较单元的输出端与所述计数单元的使能端连接；所述计数单元的时钟输入端与时钟源连接，所述计数单元的输出端与所述触发器的时钟输入端连接；所述触发器的数据输出端与所述复位开关连接；所述延迟单元的输入端与所述触发器的数据输出端连接，所述延迟单元的输出端与所述触发器的复位端连接；

7.根据权利要求6所述的信号处理电路，其特征在于，所述计数单元包括计数器或者分频器。

8.根据权利要求6所述的信号处理电路，其特征在于，所述复位开关的第一端与所述压电传感器的电压输出引脚连接，所述复位开关的第二端与所述压电传感器的参考电压输入引脚连接，所述复位开关的第三端与所述控制模块的输出端连接；其中，

9.根据权利要求6所述的信号处理电路，其特征在于，还包括：放大单元，与所述比较单元连接，用于放大所述压电传感器的输出电压。

10.一种压电感应系统，其特征在于，包括：压电传感器和权利要求6至9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。

11.一种电子烟，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6至9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信号处理方法、信号处理电路、压电感应系统和电子烟，包括：检测压电传感器的输出电压是否小于第一阈值电压；若是，对压电传感器进行周期性复位；其中，对压电传感器进行周期性复位包括：执行周期性计数，在每一个计数周期结束的情况下，输出复位信号以对压电传感器进行复位，延迟第一预设时间后翻转复位信号的电平以解除压电传感器的复位状态；若否，中止对压电传感器的周期性复位；其中，第一阈值电压小于等于第二阈值电压，第二阈值电压为能够表征压电传感器检测到压强事件的电压。通过本申请，能够抑制压电传感器基线电压抬升，避免误触发压强事件。技术研发人员：王志轩,王佳鑫,李思聪,刘茂强,赵勇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：2024/6/13