超声波信号处理电路、超声波换能器芯片与汽车雷达装置的制作方法

【】本申请涉及电子，具体地涉及一种超声波信号处理电路、超声波换能器芯片与汽车雷达装置。

背景技术

0、背景技术：

1、超声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场景，诸如车辆障碍物检测、工业自动控制、建筑工程测等方面得到广泛的应用。以车辆障碍物检测为例，超声波换能器在发射具有20khz或更大的频率(其为非可听范围)的超声波信号之后，可以感测从外部障碍物反射的超声波回波信号，并对超声波回波信号进行分析，进而确定超声波换能器与障碍物之间的距离，即检测距离。基于该检测距离，可以向用户提供相应的提示信息(例如，通过蜂鸣器输出警示声或通过显示屏显示障碍物距离等)，以辅助用户安全驾驶。

2、现有的倒车雷达芯片，为了节约成本，将发射超声波换能器和接收超声波换能器作为一体式的结构。然而，这种方式超声波换能器不仅会接收到驱动信号，还会接收驱动信号之后的余震信号，之后才有可能接收到被反射回来的回波信号。现有的信号处理方式是，通过adc将超声波换能器的信号进行高频率采样，再将采样信号输入到后续的信号处理电路中。然而，驱动信号和余震信号幅度都很大，在驱动阶段，驱动信号还没有发射完超声波不会接收到回波，在振荡阶段，余震信号很强时，无法判断是否存在回波，因此这两个时间段内的数据作用并不大。现有的方式无论哪个阶段信号做统一采样处理，处理的数据多、同时不利于降低功耗。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种超声波信号处理电路、超声波换能器芯片与汽车雷达装置，能够有效降低数据处理量以及降低功耗。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种超声波信号处理电路，所述电路用于与超声波换能器电连接，所述电路包括信号输入端、采样模块、信号处理模块、开关模块、触发模块、信号输出端和驱动模块；所述驱动模块与所述信号输出端电连接用于向外输出驱动信号，所述信号输入端用于与所述信号输出端和所述超声波换能器电连接以接收输入信号，所述输入信号包括所述驱动信号和所述超声波换能器输入的信号；所述开关模块分别与所述信号输入端和所述采样模块电连接，所述开关模块还与所述触发模块与电连接，所述触发模块用于在振荡阶段与接收阶段之间导通所述开关模块；所述采样模块还与所述信号处理模块电连接，所述开关模块导通，所述采样模块对所述输入信号进行采样并将采样信号输入至所述信号处理模块。

3、第二方面，本申请实施例提供了一种超声波换能器芯片，用于与超声波换能器电连接，所述芯片包括上述第一方面的超声波信号处理电路。

4、第三方面，本申请实施例提供了一种汽车雷达装置，所述装置包括上述第二方面的芯片，以及超声波换能器。

5、本申请实施例提供的一种超声波信号处理电路、超声波换能器芯片与汽车雷达装置的技术方案中，该电路用于与超声波换能器电连接，所述电路包括信号输入端、采样模块、信号处理模块、开关模块、触发模块、信号输出端和驱动模块；所述驱动模块与所述信号输出端电连接用于向外输出驱动信号，所述信号输入端用于与所述信号输出端和所述超声波换能器电连接以接收输入信号，所述输入信号包括所述驱动信号和所述超声波换能器输入的信号；所述开关模块分别与所述信号输入端和所述采样模块电连接，所述开关模块还与所述触发模块与电连接，所述触发模块用于在振荡阶段与接收阶段之间导通所述开关模块；所述采样模块还与所述信号处理模块电连接，所述开关模块导通，所述采样模块对所述输入信号进行采样并将采样信号输入至所述信号处理模块，从而超声波信号处理电路在信号处理初期，通过开关模块的断开使得采样模块不采样，从而降低电路的功耗；在信号中后期，开关模块被导通使得采样模块采样，并将采样信号输入至信号处理模块中用于回波的判断。该超声波信号处理电路能够明显降低电路功耗，在一定程度上提高处理速度，降低缓存器的使用，节约电路面积。电路结构和控制逻辑简单，通过简单的电路连接、逻辑控制即可实现。

技术特征：

1.一种超声波信号处理电路，所述电路用于与超声波换能器电连接，其特征在于，所述电路包括信号输入端、采样模块、信号处理模块、开关模块、触发模块、信号输出端和驱动模块；

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述触发模块为幅值检测模块，所述幅值检测模块用于检测所述输入信号的幅值。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述幅值检测模块包括比较器，所述比较器比较所述输入信号幅值与阈值的大小，所述开关模块根据所述比较器的比较结果而导通。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述幅值检测模块还包括第一计时模块；所述阈值小于所述输入信号，所述比较器输出第一逻辑电平，所述阈值大于所述输入信号，所述比较器输出第二逻辑电平；所述第一计时模块检测所述第二逻辑电平的持续时间，所述持续时间满足预设时间触发所述开关模块导通。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述触发模块为第二计时模块，所述第二计时模块完成计时触发所述开关模块导通。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第二计时模块与所述驱动模块电连接，所述驱动模块产生驱动信号时或产生驱动信号后触发所述第二计时模块开始计时。

7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电路还包括主控模块，所述主控模块分别与所述驱动模块、所述第二计时模块电连接，所述主控模块控制所述驱动模块产生驱动信号以及触发所述第二计时模块开始计时。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的电路，其特征在于，所述触发模块用于在所述振荡阶段与所述接收阶段之间且所述振荡阶段的包络曲线强度低于指定阈值时控制所述开关模块导通。

9.一种超声波换能器芯片，用于与超声波换能器电连接，其特征在于，所述芯片包括权利要求1-8中任意一项所述的电路。

10.一种汽车雷达装置，其特征在于，所述装置包括权利要求9所述的芯片，以及超声波换能器。

技术总结本申请实施例提供了一种超声波信号处理电路、超声波换能器芯片与汽车雷达装置，该电路用于与超声波换能器电连接，该电路包括信号输入端、采样模块、信号处理模块、开关模块、触发模块、信号输出端和驱动模块；驱动模块与信号输出端电连接用于向外输出驱动信号，信号输入端用于与信号输出端和超声波换能器电连接以接收输入信号，输入信号包括驱动信号和超声波换能器输入的信号；开关模块分别与信号输入端、采样模块和触发模块电连接，触发模块用于在振荡阶段与接收阶段之间导通开关模块；采样模块还与信号处理模块电连接，开关模块导通，采样模块对输入信号进行采样并将采样信号输入至信号处理模块，从而能够明显降低功耗，提高了处理速度。技术研发人员：苏晶,康泽华,杨大庆受保护的技术使用者：珠海极海半导体有限公司技术研发日：20230922技术公布日：2024/7/23