基于低功耗模数转换器的烟雾传感器和烟雾检测设备制造技术

本发明专利技术提供了一种基于低功耗模数转换器的烟雾传感器，包括位于芯片外部的烟雾感应模块和设置于芯片上的感应电流处理模块、多路选择模块、模数转换器和比较执行模块；烟雾感应模块检测烟雾并输出感应电流；感应电流处理模块对感应电流积分得到积分电压信号，对积分电压缓冲处理得到缓冲电压信号；多路选择模块选择输出选择电压信号；模数转换器将所述选择电压信号转换为第一数字信号；比较执行模块比较第一数字信号和预设的烟雾门限的大小以得到第一比较结果，依据第一比较结果控制报警装置的开启或关闭。具有功耗低、效率高、集成度高、面积小、设计难度低的优点。本发明专利技术还提供了一种包括基于低功耗模数转换器的烟雾传感器的烟雾检测设备。烟雾检测设备。烟雾检测设备。

【技术实现步骤摘要】
基于低功耗模数转换器的烟雾传感器和烟雾检测设备


[0001]本专利技术涉及基于低功耗模数转换器的烟雾传感器领域，尤其涉及一种基于低功耗模数转换器的烟雾传感器和烟雾检测设备。

技术介绍

[0002]烟雾传感器又称烟雾报警器或烟感报警器，能够探测火灾时产生的烟雾。内部采用了光电感烟器件，可广泛应用于商场、宾馆、商店、仓库、机房、住宅等场所进行火灾安全检测。基于低功耗模数转换器的烟雾传感器内置蜂鸣器，报警后可发出强烈声响。
[0003]图1为现有技术中烟雾传感器的模拟前端的电路图，参照图1，现有技术中的烟雾传感器包括芯片1，以及设置于芯片1外围的器件：电池过滤模块10、积分器11、可编程增益放大器12、电流源13和温度感测器14，其中，与烟雾传感器相关的片外器件至少包括电池过滤模块10、积分器11、可编程增益放大器12和电流源13。可见，现有技术中的烟雾传感器在芯片外围设置大量的器件，需要更多的电路板上面积来布置芯片外围的器件，成本高。
[0004]因此，有必要提供一种基于低功耗模数转换器的烟雾传感器和烟雾检测设备以解决上述的现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于一种基于低功耗模数转换器的烟雾传感器和烟雾检测设备，以解决的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的所述基于低功耗模数转换器的烟雾传感器包括位于芯片外部的烟雾感应模块和设置于所述芯片上的感应电流处理模块、多路选择模块、模数转换器和比较执行模块；所述烟雾感应模块用于检测烟雾并在检测到烟雾后输出感应电流；所述感应电流处理模块用于对所述感应电流进行积分，以得到积分电压信号，对所述积分电压进行缓冲处理，以得到缓冲电压信号；所述多路选择模块接收所述积分电压信号和所述缓冲电压信号后选择输出选择电压信号；所述模数转换器将所述选择电压信号转换为第一数字信号；所述比较执行模块比较所述第一数字信号和预设的烟雾门限的大小以得到第一比较结果，依据所述第一比较结果控制报警装置的开启或关闭。
[0007]本专利技术的所述基于低功耗模数转换器的烟雾传感器的有益效果在于：通过所述烟雾感应模块检测烟雾并输出感应电流，所述感应电流处理模块用于对所述感应电流进行积分，以得到积分电压信号，对所述积分电压进行进行缓冲处理，以得到缓冲电压信号，通过所述多路选择模块接收所述积分电压信号和所述缓冲电压信号后选择输出选择电压信号，通过所述模数转换器将所述选择电压信号转换为第一数字信号，通过所述比较执行模块比较所述第一数字信号和预设的烟雾门限的大小以得到第一比较结果，
依据第一比较结果控制报警装置的开启或关闭。通过将感应电流处理模块、多路选择模块、模数转换器和比较执行模块集成于芯片上，芯片外围的器件少，从而节省了芯片外围器件所占的面积，解决了现有技术中烟雾传感器的外围器件多且占用较大面积的问题，且本专利技术的所述烟雾传感器具有功耗低、效率高、集成度高、面积小、设计难度低的优点，烟雾检测稳定性高，极大地降低了烟雾检测模组的应用成本，为设计具有检测烟雾功能的单芯片传感器提供了方向和可能。所述多路选择模块可以选择多种信号中的一种进行输出，芯片可以集合多种功能于一体，提高了本专利技术的所述基于低功耗模数转换器的烟雾传感器的适用性。
[0008]可选地，所述感应电流处理模块包括：积分单元，连接所述烟雾感应模块的输出端，用于对所述感应电流进行积分以获取积分电压信号；缓冲单元，连接所述积分单元的输出端，用于对所述积分电压信号进行缓冲以得到缓冲电压信号。其有益效果在于，通过所述积分单元对所述感应电流进行积分以获取积分电压信号，通过所述缓冲单元对所述积分电压信号进行缓冲以得到缓冲电压信号，提高了输入至所述多路选择模块的缓冲电压信号的稳定性和抗干扰性。
[0009]可选地，所述积分单元包括第一数据选择器、第一放大器、可调电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一数据选择器的输出端通过第一开关连接所述第一放大器的正输入端，所述第一放大器的正输入端连接第二开关的第一端，所述第一放大器的输出端输出所述积分电压信号，所述第二开关的第二端通过所述第三开关连接所述第一放大器的输出端；所述可调电容的第一端连接所述第二开关的第二端，所述可调电容的第二端通过所述第四开关连接所述第一放大器的输出端，所述第一放大器的输出端连接所述多路选择模块的第一输入端。
[0010]可选地，所述缓冲单元包括第二数据选择器、第三数据选择器、第二放大器、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关；所述第二数据选择器的两个输入端分别连接数模转换器的输出端和第一引脚，所述第二数据选择器的输出端通过所述第五开关连接所述第二放大器的负输入端，所述数模转换器用于接收数字信号，以将所述数字信号转换为模拟信号，所述第一引脚用于接第一预设电压；所述第三数据选择器的两个输入端分别连接第二引脚和所述第一放大器的输出端，所述第三数据选择器的输出端通过所述第六开关连接所述第二放大器的正输入端，所述第二引脚用于接第二预设电压；所述第二放大器的正输入端依次通过所述第七开关和所述第八开关连接所述第二放大器的输出端，所述第二放大器的输出端连接所述多路选择模块的第二输入端。
[0011]可选地，所述烟雾感应模块包括设置于烟雾探测腔体内的第一发光二极管、第二发光二极管和感光二极管；所述第一发光二极管的正极和所述第二发光二极管的正极连接电源模块，所述电源模块用于对所述第一发光二极管的正极和所述第二发光二极管供电；所述感光二极管的正极通过第九开关连接第一放大器的负输入端，所述感光二极
管的负极连接所述第一数据选择器的第一输入端，所述第一数据选择器的第二输入端连接所述数模转换器的输出端。
[0012]可选地，所述第一发光二极管的光线信号射出方向与所述感光二极管的光线信号接收方向垂直，所述第一发光二极管和所述第二发光二极管的光线信号的射出方向相同；当所述烟雾探测腔体内有烟雾时，所述感光二极管接收所述第一发光二极管和所述第二发光二极管发射的光线信号，并输出所述感应电流。
[0013]可选地，所述基于低功耗模数转换器的烟雾传感器还包括设置于芯片上的灌电流发生模块，所述灌电流发生模块用于对所述烟雾感应模块提供电流。
[0014]可选地，所述灌电流发生模块包括：第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、电流源、第十开关和第十一开关；所述第一晶体管的第一端连接所述第一发光二极管的负极，所述第一晶体管的第二端接地，所述第一晶体管的控制端连接所述第十开关的第一端；所述第二晶体管的第一端连接所述第二发光二极管的负极，所述第二晶体管的第二端接地，所述第二晶体管的控制端通过所述第十一开关连接所述十开关的第二端；所述电流源的正极连接所述第三晶体管的第一端，所述第三晶体管的控制端连接所述第十开关的第二端，所述第三晶体管的第二端接地。
[0015]可选地，当所述第一数字信号大于所述烟雾门限，所述比较执行模块控制所述报警装置开启。
[0016]可选地，当所述第一数字信号小于所述烟雾门限，所述比较执行模块控制所述报警装置关闭。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低功耗模数转换器的烟雾传感器，其特征在于，包括位于芯片外部的烟雾感应模块和设置于所述芯片上的感应电流处理模块、多路选择模块、模数转换器和比较执行模块；所述烟雾感应模块用于检测烟雾并在检测到烟雾后输出感应电流；所述感应电流处理模块用于对所述感应电流进行积分，以得到积分电压信号，对所述积分电压进行缓冲处理，以得到缓冲电压信号；所述多路选择模块接收所述积分电压信号和所述缓冲电压信号后根据预设控制信号选择输出选择电压信号；所述模数转换器将所述选择电压信号转换为第一数字信号；所述比较执行模块比较所述第一数字信号和预设的烟雾门限的大小以得到第一比较结果，依据所述第一比较结果控制报警装置的开启或关闭。2.如权利要求1所述的基于低功耗模数转换器的烟雾传感器，其特征在于，所述感应电流处理模块包括：积分单元，连接所述烟雾感应模块的输出端，用于对所述感应电流进行积分以获取积分电压信号；缓冲单元，连接所述积分单元的输出端，用于对所述积分电压信号进行缓冲以得到缓冲电压信号。3.如权利要求2所述的基于低功耗模数转换器的烟雾传感器，其特征在于，所述积分单元包括第一数据选择器、第一放大器、可调电容、第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一数据选择器的输出端通过第一开关连接所述第一放大器的正输入端，所述第一放大器的正输入端连接第二开关的第一端，所述第一放大器的输出端输出所述积分电压信号，所述第二开关的第二端通过所述第三开关连接所述第一放大器的输出端；所述可调电容的第一端连接所述第二开关的第二端，所述可调电容的第二端通过所述第四开关连接所述第一放大器的输出端，所述第一放大器的输出端连接所述多路选择模块的第一输入端。4.如权利要求3所述的基于低功耗模数转换器的烟雾传感器，其特征在于，所述缓冲单元包括第二数据选择器、第三数据选择器、第二放大器、第五开关、第六开关、第七开关和第八开关；所述第二数据选择器的两个输入端分别连接数模转换器的输出端和第一引脚，所述第二数据选择器的输出端通过所述第五开关连接所述第二放大器的负输入端，所述数模转换器用于接收数字信号，以将所述数字信号转换为模拟信号，所述第一引脚用于接第一预设电压；所述第三数据选择器的两个输入端分别连接第二引脚和所述第一放大器的输出端，所述第三数据选择器的输出端通过所述第六开关连接所述第二放大器的正输入端，所述第二引脚用于接第二预设电压；所述第二放大器的正输入端依次通过所述第七开关和所述第八开关连接所述第二放大器的输出端，所述第二放大器的输出端连接所述多路选择模块的第二输入端。5.如权利要求4所述的基于低功耗模数转换器的烟雾传感器，其特征在于，所述烟雾感
应模块包括设置于烟雾探测腔体内的第一发光二极管、第二发光二极管和感光二极管；所述第一发光二极管的正极和所述第二发光二极管的正极连接电源模块，所述电源模块用于对所述第一发光二极管的正极和所述第二发光二极管供电；所述感光二极管的正极通过第九开关连接第一放大器的负输入端，所述感光二极管的负极连接所述第一数据选择器的第一输入端，所述第一数据选择器的第二输入端连接所述数模转换器的输出端。6.如权利要求5所述的基于低功耗模数转换器的烟雾传感器，其特征在于，所述第一发光二极...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁维贤，张京华，肖建宏，
申请(专利权)人：芯翼信息科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：