本申請涉及信號處理，具體涉及一種pir信號調理電路。

背景技術：

1、被動紅外(pir)技術制作的pir傳感器簡單易用、成本低廉，頗受市場歡迎。pir技術利用的是熱釋電原理疊加菲涅爾透鏡實現(xiàn)的明區(qū)暗區(qū)來實現(xiàn)人體移動感知，熱釋電原理上決定了pir傳感器感知到的人體信號是十分微弱的低頻信號，因此pir傳感器的信號調理電路需要具備較低的閃爍噪聲外，還需要有高效的信號檢測方法，才能確保pir傳感器具有較遠的探測距離。

2、現(xiàn)有的技術中，采用運算放大器和帶通濾波器來實現(xiàn)信號調理后在時域進行檢測的方法，有著電路結構簡單的優(yōu)勢，但其在一些場景中存在靈敏度低的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本申請?zhí)峁┮环Npir信號調理電路，以解決傳統(tǒng)的pir信號調理方案靈敏度低的問題。

2、本申請?zhí)峁┑囊环Npir信號調理電路，包括偏置模塊、斬波放大模塊、模數(shù)轉換器、傅里葉變換模塊和判決模塊；

3、所述偏置模塊用于獲取來源于pir傳感器的感應信號和來源于所述傅里葉變換模塊的偏置控制字，根據(jù)所述偏置控制字移除所述感應信號中的至少部分直流分量，輸出偏置波形；

4、所述斬波放大模塊用于放大所述偏置波形，得到斬波波形；

5、所述模數(shù)轉換器用于對所述斬波波形進行采樣，得到數(shù)字域的采樣波形；

6、所述傅里葉變換模塊用于將所述采樣波形轉換到頻域，得到檢測波形，輸出所述檢波波形中的零頻分量和非零頻分量，所述零頻分量用于確定所述偏置控制字；

7、所述判決模塊用于根據(jù)所述非零頻分量確定是否存在檢測目標。

8、可選地，所述斬波放大模塊包括時鐘源、第一反相器、第二反相器和低噪聲放大器；所述第一反相器的輸入端用于接入所述偏置波形，控制端連接所述時鐘源的輸出端，輸出端連接所述低噪聲放大器的輸入端；所述第二反相器的輸入端所述低噪聲放大器的輸出端，控制端連接所述時鐘源的輸出端，輸出端用于輸出所述斬波波形。

9、可選地，所述pir信號調理電路還包括低通濾波器；所述低通濾波器設置在所述斬波放大模塊和所述模數(shù)轉換器之間。

10、可選地，所述模數(shù)轉換器的采樣率要大于所述低通濾波器截至頻率的2倍。

11、可選地，所述模數(shù)轉換器還用于在每個時間窗的數(shù)據(jù)段采樣所述斬波波形，并在所述時間窗結束時向所述傅里葉變換模塊發(fā)送所述采樣波形，其中多個所述時間窗前后連續(xù)。

12、可選地，所述偏置模塊設有加權累加器；所述加權累加器用于將所述零頻分量縮放預設倍數(shù)后與當前時間窗的偏置控制字累加作為下一個時間窗中的偏置控制字。

13、可選地，所述時間窗還包括位于所述數(shù)據(jù)段之前的間隙段；所述間隙段用于預留所述采樣波形的穩(wěn)定時間。

14、可選地，所述非零頻分量包括多個頻點，每個頻點具有對應的檢測閾值；所述判決模塊還用于在檢測到至少一個頻點大于對應的檢測閾值時，判定當前存在檢測目標。

15、可選地，所述判決模塊還用于若在一時間窗未檢測到檢測目標，則將該時間窗各個頻點和對應檢測閾值進行加權求和，將加權求和的結果作為下一個時間窗的檢測閾值。

16、可選地，各個頻點和對應檢測閾值的權重之和為1。

17、本申請上述pir信號調理電路中，偏置模塊在斬波放大模塊前盡可能地消除感應信號中的強直流分量，能防止斬波放大模塊中斬波誤差引起的直流分量泄露到有效信號中，斬波放大模塊將偏置波形放大數(shù)十分貝，可以提升后續(xù)組件進行信號處理時的精度，傅里葉變換模塊將采樣波形轉換到頻域，得到檢測波形，使零頻分量表征偏置波形中的偏置殘留，用此零頻分量的大小來修正偏置控制字可以改善下一個時間窗中偏置波形中的殘留偏置，非零頻分量表征pir傳感器探測到的有效信號，用于確定是否存在檢測目標，這在不同頻點底噪水平不一致時，采用頻域的非零頻分量檢測可以平衡系統(tǒng)級的虛警和漏檢性能，相比時域信號判決方案，其依據(jù)pir信號進行目標檢測的靈敏度更高。

技術特征：

1.一種pir信號調理電路，其特征在于，所述pir信號調理電路包括偏置模塊、斬波放大模塊、模數(shù)轉換器、傅里葉變換模塊和判決模塊；

2.根據(jù)權利要求1所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述斬波放大模塊包括時鐘源、第一反相器、第二反相器和低噪聲放大器；

3.根據(jù)權利要求2所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述pir信號調理電路還包括低通濾波器；所述低通濾波器設置在所述斬波放大模塊和所述模數(shù)轉換器之間。

4.根據(jù)權利要求3所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述模數(shù)轉換器的采樣率要大于所述低通濾波器截至頻率的2倍。

5.根據(jù)權利要求1所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述模數(shù)轉換器還用于在每個時間窗的數(shù)據(jù)段采樣所述斬波波形，并在所述時間窗結束時向所述傅里葉變換模塊發(fā)送所述采樣波形，其中多個所述時間窗前后連續(xù)。

6.根據(jù)權利要求5所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述偏置模塊設有加權累加器；

7.根據(jù)權利要求6所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述時間窗還包括位于所述數(shù)據(jù)段之前的間隙段；所述間隙段用于預留所述采樣波形的穩(wěn)定時間。

8.根據(jù)權利要求5所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述非零頻分量包括多個頻點，每個頻點具有對應的檢測閾值；

9.根據(jù)權利要求5所述的pir信號調理電路，其特征在于，所述判決模塊還用于若在一時間窗未檢測到檢測目標，則將該時間窗各個頻點和對應檢測閾值進行加權求和，將加權求和的結果作為下一個時間窗的檢測閾值。

10.根據(jù)權利要求9所述的pir信號調理電路，其特征在于，各個頻點和對應檢測閾值的權重之和為1。

技術總結
本申請公開一種PIR信號調理電路，PIR信號調理電路包括偏置模塊、斬波放大模塊、模數(shù)轉換器、傅里葉變換模塊和判決模塊；所述偏置模塊用于獲取來源于PIR傳感器的感應信號和來源于所述傅里葉變換模塊的偏置控制字，根據(jù)所述偏置控制字移除所述感應信號中的至少部分直流分量，輸出偏置波形；所述斬波放大模塊用于放大所述偏置波形，得到斬波波形；所述模數(shù)轉換器用于對所述斬波波形進行采樣，得到數(shù)字域的采樣波形；所述傅里葉變換模塊用于將所述采樣波形轉換到頻域，得到檢測波形，輸出所述檢波波形中的零頻分量和非零頻分量，所述零頻分量用于確定所述偏置控制字；所述判決模塊用于根據(jù)所述非零頻分量確定是否存在檢測目標。本申請能夠提升依據(jù)PIR信號進行目標檢測的靈敏度。

技術研發(fā)人員：魯宏濤,劉東林,盧方明,杜銳鋒,鄒建發(fā)
受保護的技術使用者：珠海正和微芯科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2