積分電路及接近檢測(cè)芯片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及模擬信號(hào)電路領(lǐng)域，具體涉及一種積分電路及一種接近檢測(cè)芯 片。
【背景技術(shù)】
[0002] 接近檢測(cè)芯片可以檢測(cè)一個(gè)物體的存在，以及該物體距離該接近檢測(cè)芯片的遠(yuǎn) 近。接近檢測(cè)芯片的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如速度探測(cè)、自動(dòng)水龍頭的人手探測(cè)、傳送帶上物 體的自動(dòng)計(jì)數(shù)或檢查，以及打印機(jī)的紙邊緣檢測(cè)等。
[0003] 光電式的接近檢測(cè)芯片在檢測(cè)目標(biāo)物體時(shí)，首先向目標(biāo)物體發(fā)射檢測(cè)光（通常為 紅外光），然后通過(guò)光電二極管檢測(cè)目標(biāo)物體反射回的檢測(cè)光的強(qiáng)度。光電二極管經(jīng)光照射 后產(chǎn)生光電流，光電流的強(qiáng)度與目標(biāo)物體距離接近檢測(cè)芯片的距離成反比，目標(biāo)物體越近， 光電流越強(qiáng)，目標(biāo)物體越遠(yuǎn)，光電流越弱。
[0004] 但在實(shí)際應(yīng)用中，照射到光電二極管上的不僅是目標(biāo)物體反射回來(lái)的檢測(cè)光，還 包括環(huán)境光（如陽(yáng)光、燈光等）。環(huán)境光的干擾嚴(yán)重影響接近檢測(cè)芯片的精度以及對(duì)目標(biāo)物 體距離的判斷。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種積分電路及基于所述積分電路的接近檢測(cè)芯 片，可以有效地消除環(huán)境光的干擾分量，提高接近檢測(cè)芯片的精度，不僅適用于目標(biāo)物體距 離較近的情況，還適用于物體距離較遠(yuǎn)的情況。
[0006] 第一方面，本實(shí)用新型提出了一種積分電路，具有輸入端和輸出端，所述積分電路 包括：第一積分模塊和第二積分模塊，在第一模式，所述第一積分模塊對(duì)輸入電流進(jìn)行第一 次積分，在第二模式，所述第二積分模塊對(duì)輸入電流進(jìn)行第二次積分并減去第一次積分的 結(jié)果。
[0007] 優(yōu)選地，所述積分電路還包括：設(shè)置于所述第一積分模塊的輸入端與輸入電流之 間的第一開(kāi)關(guān)；設(shè)置于所述第二積分模塊的輸入端與輸入電流之間的第二開(kāi)關(guān)；設(shè)置于所 述第一積分模塊的輸出端與所述第二積分模塊的輸入端之間的第三開(kāi)關(guān)；所述第一開(kāi)關(guān)在 所述第一模式閉合，在所述第二模式斷開(kāi)；所述第二開(kāi)關(guān)和第三開(kāi)關(guān)在所述第一模式斷開(kāi)， 在所述第二模式閉合。
[0008] 優(yōu)選地，所述第一積分模塊包括：第一運(yùn)算放大器，具有同相輸入端、反相輸入端 和輸出端，所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端為 所述第一積分模塊的輸入端；第一電容，連接在所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和第一 積分模塊的輸出端之間；第四開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和所述第一 運(yùn)算放大器的輸出端之間；第五開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的輸出端和所述第一積 分模塊的輸出端之間；所述第五開(kāi)關(guān)在所述第一模式下閉合，在所述第二模式下斷開(kāi)；所 述第四開(kāi)關(guān)在所述第一模式下斷開(kāi)，在所述第二模式下閉合；
[0009] 所述第二積分模塊包括：第二運(yùn)算放大器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出 端，所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端作為所述 第二積分模塊的輸入端，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端作為所述第二積分模塊的輸出端； 第二電容，連接在所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和所述第二運(yùn)算放大器的輸出端之 間。
[0010] 優(yōu)選地，所述積分電路經(jīng)過(guò)一個(gè)所述第一模式和第二模式后的輸出電壓為：
其中，to和tl分別為所述第一模式的開(kāi)始時(shí)刻和結(jié)束時(shí) 亥ij，tl和t2分別為所述第二模式的開(kāi)始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻，C2為所述第二電容的電容值，i(t)為所述輸入電流。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一積分模塊還包括：第六開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的反相 輸入端和所述第一運(yùn)算放大器的輸出端之間；第七開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的輸 出端和所述第一積分模塊的輸出端之間；所述第二積分模塊還包括第八開(kāi)關(guān)，連接在所述 第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和所述第二運(yùn)算放大器的輸出端之間；在所述第一模式和第 二模式，所述第六開(kāi)關(guān)、第七開(kāi)關(guān)、第八開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
[0012] 第二方面，本實(shí)用新型提出了一種接近檢測(cè)芯片，用于檢測(cè)目標(biāo)物體的遠(yuǎn)近，包 括：光電二極管；積分電路，所述積分電路包括第一積分模塊和第二積分模塊，在第一模 式，所述第一積分模塊對(duì)所述光電二極管產(chǎn)生的光電流進(jìn)行第一次積分，在第二模式，所述 第二積分模塊對(duì)所述光電二極管產(chǎn)生的光電流進(jìn)行第二次積分并減去第一次積分的結(jié)果； 發(fā)光二極管，用于發(fā)射檢測(cè)光；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述積分電路的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號(hào)；控制電路，用于產(chǎn)生所述接近檢測(cè)芯片的多個(gè)時(shí)序時(shí)鐘信號(hào)，使得所述積分電路在不同 模式間切換。
[0013] 優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管為紅外發(fā)光二極管。
[0014] 優(yōu)選地，所述積分電路還包括：設(shè)置于所述第一積分模塊的輸入端與輸入電流之 間的第一開(kāi)關(guān)；設(shè)置于所述第二積分模塊的輸入端與輸入電流之間的第二開(kāi)關(guān)；設(shè)置于所 述第一積分模塊的輸出端與所述第二積分模塊的輸入端之間的第三開(kāi)關(guān)；所述第一開(kāi)關(guān)在 所述第一模式閉合，在所述第二模式斷開(kāi)；所述第二開(kāi)關(guān)和第三開(kāi)關(guān)在所述第一模式斷開(kāi)， 在所述第二模式閉合。
[0015] 優(yōu)選地，所述第一積分模塊包括：第一運(yùn)算放大器，具有同相輸入端、反相輸入端 和輸出端，所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端為 所述第一積分模塊的輸入端；第一電容，連接在所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和第一 積分模塊的輸出端之間；第四開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的反相輸入端和所述第一 運(yùn)算放大器的輸出端之間；第五開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的輸出端和所述第一積 分模塊的輸出端之間；所述第五開(kāi)關(guān)在所述第一模式下閉合，在所述第二模式下斷開(kāi)；所 述第四開(kāi)關(guān)在所述第一模式下斷開(kāi)，在所述第二模式下閉合；
[0016] 所述第二積分模塊包括：第二運(yùn)算放大器，具有同相輸入端、反相輸入端和輸出 端，所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端接地，所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端作為所述 第二積分模塊的輸入端，所述第二運(yùn)算放大器的輸出端作為所述第二積分模塊的輸出端； 第二電容，連接在所述第二運(yùn)算放大器的反相輸入端和所述第二運(yùn)算放大器的輸出端之 間。
[0017] 優(yōu)選地，所述第一積分模塊還包括：第六開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的反相 輸入端和所述第一運(yùn)算放大器的輸出端之間；第七開(kāi)關(guān)，連接在所述第一運(yùn)算放大器的輸 出端和所述第一積分模塊的輸出端之間；在所述第一模式和第二模式，所述第六開(kāi)關(guān)、第七 開(kāi)關(guān)、第八開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。
[0018] 優(yōu)選地，所述積分電路經(jīng)過(guò)一個(gè)所述第一模式和第二模式后的輸出電壓為： 其中，C2為所述第二電容的電容值，所述積分電路處于所述第一模式和第 二模式的時(shí)間分別為T(mén)，h為所述光電二極管在所述第一模式時(shí)產(chǎn)生的光電流，i2為所述光 電二極管在所述第二模式時(shí)產(chǎn)生的光電流。
[0019] 本實(shí)用新型提出了一種積分電路以及接近檢測(cè)芯片，可以有效地消除環(huán)境光的干 擾分量，使得當(dāng)物體接近時(shí)能更精確地判斷物體的距離，本實(shí)用新型提出了一種積分電路 以及接近檢測(cè)芯片還具有線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，不僅適用于物體距離較近的情況，還適用 于物體距離較遠(yuǎn)的情況。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 通過(guò)以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其它目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：
[0021] 圖1為接近檢測(cè)芯片的系統(tǒng)原理示意圖；
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