抗射频干扰数字式热释电红外传感器的制作方法

1.本实用新型涉及热释电红外传感器技术。


背景技术：

2.热释电红外传感器是一种将红外线辐射信号转变为电信号的探测器。图1示出了现有的数字式热释电红外传感器的电路原理图，如图1所示，现有的数字式热释电红外传感器主要包括电源输入端vdd、信号输出端vout、接地端gnd、敏感元芯片1和信号处理芯片2，电源输入端vdd与信号处理芯片2的电源正极引脚vdd连接，敏感元芯片1的第一端与信号处理芯片2的信号输入引脚in连接，敏感元芯片1的第二端与信号处理芯片2的电源负极引脚vss均与接地端gnd连接，信号处理芯片2的信号输出引脚out与信号输出端vout连接。信号处理芯片2对敏感元芯片1的输出信号进行处理，输出数字信号。
3.当前，随着越来越多的电子产品采用无线方法进行通讯，导致热释电红外传感器在工作中受到环境射频干扰的影响越来越大。由于敏感元芯片的阻抗较高（陶瓷敏感元芯片的阻抗通常为1000gω左右），其输出的信号容易被外界射频干扰影响而生成杂波，最终影响信噪比，甚至会造成安装该传感器的电子模块产品产生误动作现象。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种具有较强的抗射频干扰能力的数字式热释电红外传感器。
5.根据本实用新型一实施例的一种抗射频干扰数字式热释电红外传感器，包括电源输入端vdd、信号输出端vout、接地端gnd、敏感元芯片和信号处理芯片，信号处理芯片包括电源正极引脚vdd、电源负极引脚vss、信号输入引脚in和信号输出引脚out，信号输出引脚out与信号输出端vout连接，其特点在于，抗射频干扰数字式热释电红外传感器还包括n型场效应管q1和电阻r3；n型场效应管q1的栅极与敏感元芯片的第一端连接，n型场效应管q1的漏极和信号处理芯片的电源正极引脚vdd分别与电源输入端vdd连接，n型场效应管q1的源极与电阻r3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in；敏感元芯片的第二端、电阻r3的另一端和信号处理芯片的电源负极引脚vss均连接接地端gnd。
6.上述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其中，信号处理芯片、n型场效应管q1和电阻r3安装在pcb电路板上，pcb电路板具有四层铜箔层和三层绝缘层，四层铜箔层和三层绝缘层交替叠置，其中两层铜箔层分别位于pcb电路板的顶层和底层。
7.上述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其中，抗射频干扰数字式热释电红外传感器包括第一滤波电路，第一滤波电路的输入端和信号处理芯片的电源正极引脚vdd分别与电源输入端vdd连接，第一滤波电路的输出端与n型场效应管q1的漏极连接。
8.上述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其中，第一滤波电路包括电阻r1和电容c1，电阻r1的一端分别与电源输入端vdd和信号处理芯片的电源正极引脚vdd连接，电阻r1的另一端与电容c1的一端的共接点连接于n型场效应管q1的漏极，电容c1的另一端与
接地端gnd连接。
9.上述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其中，抗射频干扰数字式热释电红外传感器包括第二滤波电路，所述第二滤波电路的输入端与n型场效应管q1的源极连接，所述第二滤波电路的输出端与电阻r3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in。
10.上述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其中，第二滤波电路包括电阻r2和电容c2，电阻r2的一端与n型场效应管q1的源极连接，电阻r2的另一端、电容c2的一端和电阻r3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in，电容c2的另一端与接地端gnd连接。
11.本实用新型至少具有以下优点：
12.1、本实施例的数字式热释电红外传感器设有n型场效应管q1，敏感元芯片输出的微弱信号通过该n型场效应管q1稳定加强后，再传送给信号处理芯片，由于信号处理芯片获得的信号强度高，因此不容易受到射频干扰的影响，从而大幅减少数字式热释电红外传感器应用品由于射频干扰而产生的误报误动作；
13.2、本实施例的pcb电路板具有四层铜箔层，位于pcb电路板内部的两层铜箔增加了接地铺铜面积，能够阻挡吸收射频干扰，从而增加了产品的抗射频干扰能力。
附图说明
14.图1示出了现有的数字式热释电红外传感器的电路原理图。
15.图2和图3分别示出了本实用新型抗射频干扰数字式热释电红外传感器的第一实施例和第二实施例的电路原理图。
实施方式
16.下面结合附图对本实用新型做出进一步说明。
17.图2示出了根据本实用新型第一实施例的抗射频干扰数字式热释电红外传感器的电路原理图。请参阅图2。根据本实用新型第一实施例的抗射频干扰数字式热释电红外传感器包括电源输入端vdd、信号输出端vout、接地端gnd、敏感元芯片1、信号处理芯片2、n型场效应管q1、第一滤波电路31、第二滤波电路32、隔直滤波电路33和电阻r3。
18.电源输入端vdd用于连接外部电源，信号输出端vout用于对外输出信号，接地端gnd用于接地。
19.电源输入端vdd分别与第一滤波电路31的输入端和信号处理芯片2的电源正极引脚vdd连接，第一滤波电路31的输出端与n型场效应管q1的漏极连接。在本实施例中，第一滤波电路31包括电阻r1和电容c1，电阻r1的一端分别与电源输入端vdd和信号处理芯片的电源正极引脚vdd连接，电阻r1的另一端与电容c1的一端的共接点连接于n型场效应管q1的漏极。
20.n型场效应管q1的栅极与敏感元芯片1的第一端连接，n型场效应管q1的源极与第二滤波电路32的输入端连接，第二滤波电路的输出端与电阻r3的一端的共接点连接于隔直滤波电路33的输入端，隔直滤波电路33的输出端连接于信号处理芯片2的信号输入引脚in。信号处理芯片2的信号输出引脚out与信号输出端vout连接。
21.在本实施例中，n型场效应管q1为n沟道结型场效应管。第二滤波电路32包括电阻r2和电容c2，电阻r2的一端与n型场效应管q1的源极连接，电阻r2的另一端、电容c2的一端和电阻r3的一端的共接点连接于隔直滤波电路33的输入端。隔直滤波电路33包括电容c3和电阻r4，电容c3的一端连接于第二滤波电路32的输出端与电阻r3的一端的共接点，电容c3与电阻r4的一端的共接点连接于信号处理芯片2的信号输入引脚in。
22.敏感元芯片1的第二端、电阻r3的另一端、电阻r4的另一端、电容c1的另一端、电容c2的另一端和信号处理芯片1的电源负极引脚vss均连接接地端gnd。
23.电阻r1和电容c1组成的第一滤波电路31为n型场效应管q1的漏极稳压，电阻r2和电容c2组成的第二滤波电路32为n型场效应管q1的源极稳压，电阻r3为n型场效应管q1建立工作点。
24.进一步地，信号处理芯片2、n型场效应管q1、第一滤波电路31、第二滤波电路32、隔直滤波电路33和电阻r3均安装在一pcb电路板上，该pcb电路板具有四层铜箔层和三层绝缘层，四层铜箔层和三层绝缘层交替叠置，其中两层铜箔层分别位于pcb电路板的顶层和底层。
25.在一些具体的应用中，敏感元芯片1为陶瓷敏感元芯片。信号处理芯片2为德国elmos公司制造的型号为e931.97的芯片。
26.本实施例的数字式热释电红外传感器设有n型场效应管q1，敏感元芯片1输出的微弱信号通过该n型场效应管q1稳定加强后，再传送给信号处理芯片2，由于信号处理芯片2获得的信号强度高，因此不容易受到射频干扰的影响。信号处理芯片2对信号进行处理后，输出数字信号。此外，本实施例的pcb电路板具有四层铜箔层，与常规的pcb电路板只具有单层或两层铜箔层的情况相比，位于pcb电路板内部的两层铜箔增加了接地铺铜面积，能够阻挡吸收射频干扰。位于pcb电路板顶层和底层的铜箔层均可放置电子元器件。以上因素均提升了本实用新型实施例的数字式热释电传感器抗射频干扰能力，增强了传感器信噪比。
27.图3示出了根据本实用新型第二实施例的热释电红外传感器的电路原理图。第二实施例与第一实施例的主要区别在于，取消了第一滤波电路31、第二滤波电路32和隔直滤波电路33。
28.该第二实施例中，n型场效应管q1的栅极与敏感元芯片1的第一端连接，n型场效应管q1的漏极和信号处理芯片的电源正极引脚vdd分别与电源输入端vdd连接，n型场效应管q1的源极与电阻r3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in；敏感元芯片1的第二端、电阻r3的另一端和信号处理芯片2的电源负极引脚vss均连接接地端gnd，信号处理芯片2的信号输出引脚out与信号输出端vout连接。
29.第二实施例中，由于未设置第一滤波电路31、第二滤波电路32和隔直滤波电路33，数字式热释电红外传感器的信噪比性能不如第一实施例，但由于设置了n型场效应管q1，仍能起到抗射频干扰的作用。
30.在其它的一些实施例中，可以在第二实施例的热释电红外传感器的基础上，增加第一滤波电路31和/或第二滤波电路32和/或隔直滤波电路33，增加滤波电路之后，由于能滤除噪声，因此提高了传感器产品的信噪比。

技术特征：
1.一种抗射频干扰数字式热释电红外传感器，包括电源输入端vdd、信号输出端vout、接地端gnd、敏感元芯片和信号处理芯片，所述信号处理芯片包括电源正极引脚vdd、电源负极引脚vss、信号输入引脚in和信号输出引脚out，信号输出引脚out与信号输出端vout连接，其特征在于，所述抗射频干扰数字式热释电红外传感器还包括n型场效应管q1和电阻r3；n型场效应管q1的栅极与所述敏感元芯片的第一端连接，n型场效应管q1的漏极和信号处理芯片的电源正极引脚vdd分别与电源输入端vdd连接，n型场效应管q1的源极与电阻r3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in；所述敏感元芯片的第二端、电阻r3的另一端和信号处理芯片的电源负极引脚vss均连接接地端gnd。2.根据权利要求1所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器包括第一滤波电路，所述第一滤波电路的输入端和信号处理芯片的电源正极引脚vdd分别与电源输入端vdd连接，所述第一滤波电路的输出端与n型场效应管q1的漏极连接。3.根据权利要求2所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述第一滤波电路包括电阻r1和电容c1，电阻r1的一端分别与电源输入端vdd和信号处理芯片的电源正极引脚vdd连接，电阻r1的另一端与电容c1的一端的共接点连接于n型场效应管q1的漏极，电容c1的另一端与接地端gnd连接。4.根据权利要求1所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器包括第二滤波电路，所述第二滤波电路的输入端与n型场效应管q1的源极连接，所述第二滤波电路的输出端与电阻r3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in。5.根据权利要求4所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述第二滤波电路包括电阻r2和电容c2，电阻r2的一端与n型场效应管q1的源极连接，电阻r2的另一端、电容c2的一端和电阻r3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in，电容c2的另一端与接地端gnd连接。6.根据权利要求4所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述热释电红外传感器包括隔直滤波电路，所述隔直滤波电路的输入端连接于所述第二滤波电路的输出端与电阻r3的一端的共接点，所述隔直滤波电路的输出端连接于信号处理芯片的信号输入引脚in。7.根据权利要求6所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述隔直滤波电路包括电容c3和电阻r4，电容c3的一端连接于所述第二滤波电路的输出端与电阻r3的一端的共接点，电容c3与电阻r4的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚in，电阻r4的另一端与接地端gnd连接。8.根据权利要求1所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述信号处理芯片、n型场效应管q1和电阻r3安装在pcb电路板上，所述pcb电路板具有四层铜箔层和三层绝缘层，所述四层铜箔层和所述三层绝缘层交替叠置，其中两层铜箔层分别位于所述pcb电路板的顶层和底层。9.根据权利要求1所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，n型场效
应管q1为n沟道结型场效应管。10.根据权利要求1所述的抗射频干扰数字式热释电红外传感器，其特征在于，所述敏感元芯片为陶瓷敏感元芯片。

技术总结
一种抗射频干扰数字式热释电红外传感器，包括电源输入端Vdd、信号输出端Vout、接地端GND、敏感元芯片、信号处理芯片、N型场效应管Q1和电阻R3，信号输出引脚OUT与信号输出端Vout连接。N型场效应管Q1的栅极与敏感元芯片的第一端连接，N型场效应管Q1的漏极和信号处理芯片的电源正极引脚VDD分别与电源输入端Vdd连接，N型场效应管Q1的源极与电阻R3的一端的共接点连接于信号处理芯片的信号输入引脚IN；敏感元芯片的第二端、电阻R3的另一端和信号处理芯片的电源负极引脚VSS均连接接地端GND。本实用新型具有较强的抗射频干扰能力。用新型具有较强的抗射频干扰能力。用新型具有较强的抗射频干扰能力。


技术研发人员：于磊 张洁伟
受保护的技术使用者：上海尼赛拉传感器有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/9/1