适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路及方法

1.本发明涉及传感器网络技术领域，具体地，涉及一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路及方法，尤其是一种适用于基于智能材料的胎压传感器的超低功耗调理电路及方法。


背景技术：

2.胎压传感器是一种埋入载具轮胎内部的气压传感器，它可以通过采集气压数据来警告载具驾驶人员轮胎是否处于异常状态，从而达到避免事故发生或减少不必要的油耗的目的。传统的胎压传感器需要安装电池或使用线缆进行供电，带来了安装、采集数据的额外成本，不利于车辆的信息化和智能化，胎压传感器的无线化成为重要趋势。当前，硅压阻式的胎压传感器，已经可以搭配新型调理电路、获能和无线通信电路实现无线无源工作；而谐振式传感器，特别是基于智能材料的谐振式胎压传感器，尽管能够实现更大的胎压测试动态范围、更高的精准度和更优的温度工作区间，但是其执行传感任务所需的传统调理电路基于阻抗测量，其结构复杂、功耗过高且难以小型化集成，目前还无法实现此类胎压传感器的无线和无源工作。
3.公开号为cn211930600u的专利文献公开了一种智能低压故障传感器模拟前端调理电路，包括连接到微控制器内部模数转换器的电平搬移及放大电路，以及连接到三相计量芯片的共模rc滤波电路线路电流、电压经微型互感器传变后的电气信号分别进入电平搬移及放大电路，以及共模rc滤波电路，电平搬移及放大电路将电路信号幅值控制在微控制器内部模数转换器的模拟通道输入范围；共模rc滤波电路将电路信号幅值控制在三相计量芯片模拟量输入通道允许的最大幅值之内。但是该专利文献仍然存在无法实现胎压传感器的无线和无源工作的缺陷。
4.公开号为cn104568242a的专利文献公开了一种压电激励小型谐振筒压力传感器信号调理电路，包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、三端稳压器、电源转换芯片、第一-第三二极管、稳压二极管、三极管、第一-第十三电阻、第一-第十电容、拾振信号输入端、激励信号输出端、电压信号输出端、频率信号输出端。本发明适用于9mm压电激励小型谐振筒压力传感器。但是该专利文献仍然存在无法实现胎压传感器的无线和无源工作的缺陷。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路及方法。
6.根据本发明提供的一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括：唤醒接收模块、控制模块、激励电路模块以及测量电路模块；
7.所述唤醒接收模块的输出端连接所述控制模块的第一输入端，所述唤醒接收模块的输出端连接所述激励电路模块的输入端，所述激励电路模块的输出端连接谐振式胎压传
感器的输入端；
8.所述谐振式胎压传感器的输出端连接所述测量电路模块的输入端，所述测量电路模块的输出端连接所述控制模块的第二输入端。
9.优选的，所述控制模块包括adc模块、fft频率分析模块以及数值模型推算模块；
10.所述测量电路模块的输出端连接所述adc模块的输入端，所述adc模块的输出端连接所述fft频率分析模块的输入端，所述fft频率分析模块的输出端连接所述数值模型推算模块的输入端。
11.优选的，所述激励电路模块包括振荡器和ac恒流电路；
12.所述控制模块的输出端连接所述振荡器的输入端，所述振荡器的输出端连接所述ac恒流电路的输入端，所述ac恒流电路的输出端连接所述谐振式胎压传感器的输入端。
13.优选的，所述测量电路模块包括窄带放大器、混频电路以及低通滤波器；
14.所述谐振式胎压传感器的输出端连接所述窄带放大器的输入端，所述窄带放大器的输出端连接所述混频电路的输入端，所述混频电路的输出端连接所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端连接所述控制模块的第二输入端。
15.优选的，所述唤醒接收模块为采用ook信号的lf唤醒接收机，lf唤醒接收机的功耗保持在μw级别。
16.优选的，在睡眠待唤醒模式下，所述控制模块的功耗保持在10uw级别；
17.所述adc模块为adc电路，adc电路的精度为12bit，adc电路的采集速率为1mhz，adc电路的工作功耗为450uw。
18.优选的，所述fft频率分析模块将所述adc模块采集的信号按照频率分辨精度进行补零，并执行fft，寻找频域信号得峰值对应的频点f。
19.优选的，所述ac恒流电路采用howland恒流电路结构。
20.优选的，所述混频电路包括若干个三极管；
21.混频电路工作时，将输入信号连接d端或s端，将输出信号连接s端或d端，通过振荡器驱动，通过控制三极管的gate端实现s端到d端或d端到s端的导通/断开。
22.本发明还提供一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理方法，基于上述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括如下步骤：
23.步骤1：通过唤醒接收模块在微瓦级功耗下侦听外界唤醒信号，在收到唤醒信号后，通过i/o唤醒方式唤醒控制模块；
24.步骤2：通过唤醒后的控制模块使能激励电路模块的振荡器，并将振荡器信号输入激励电路模块的ac恒流电路，为谐振式胎压传感器提供恒流激励；
25.步骤3：通过接受恒流激励后的谐振式胎压传感器输出包含压强信息的交流电压信息；
26.步骤4：通过测量电路模块的窄带放大器放大谐振式胎压传感器的输出信号电压，并降低测量噪声；
27.步骤5：通过测量电路模块的混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流，并通过测量电路模块的低通滤波器对混频得到的高频分量进行抑制，将低频分量通过；
28.步骤6：通过控制模块的adc模块对滤波后的电压信号进行模数转换，并通过控制模块的fft频率分析模块将转换结果进行快速离散傅里叶变换，并进行频谱分析，得到谐振
式胎压传感器的精确谐振频点；
29.步骤s7：将谐振频点信息代入控制模块的数值模型推算模块，计算出谐振式胎压传感器的胎压数值。
30.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
31.1、本发明的调理电路能够在毫瓦级的峰值功耗约束下完成胎压测量，可以将传统基于线缆的汽车、航空胎压传感器的功耗显著降低，使其能够满足无线、无源工作的需求；
32.2、本发明的调理电路架构不仅适配传统硅基的压力传感器，还适配新型的基于磁致伸缩材料、压电等新型材料的压力传感器；
33.3、本发明的调理电路在具有性能的可扩展性，可以通过改变数字逻辑，如增加fft点数的方式在不改变电路结构的情况下通过软件提升测量精度。
附图说明
34.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
35.图1为本发明的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路的电路结构图；
36.图2为51khz恒流激励源的示意图；
37.图3为放大前的谐振式胎压传感器的输出信号电压的示意图；
38.图4为放大后的谐振式胎压传感器的输出信号电压的示意图。
具体实施方式
39.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
40.实施例1：
41.如图1～4所示，本实施例提供一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括：唤醒接收模块、控制模块、激励电路模块以及测量电路模块，唤醒接收模块的输出端连接控制模块的第一输入端，唤醒接收模块的输出端连接激励电路模块的输入端，激励电路模块的输出端连接谐振式胎压传感器的输入端，谐振式胎压传感器的输出端连接测量电路模块的输入端，测量电路模块的输出端连接控制模块的第二输入端。
42.唤醒接收模块为采用ook信号的lf唤醒接收机，lf唤醒接收机的功耗保持在μw级别。
43.控制模块包括adc模块、fft频率分析模块以及数值模型推算模块，测量电路模块的输出端连接adc模块的输入端，adc模块的输出端连接fft频率分析模块的输入端，fft频率分析模块的输出端连接数值模型推算模块的输入端。
44.在睡眠待唤醒模式下，控制模块的功耗保持在10uw级别，adc模块为adc电路，adc电路的精度为12bit，adc电路的采集速率为1mhz，adc电路的工作功耗为450uw。
45.fft频率分析模块将adc模块采集的信号按照频率分辨精度进行补零，并执行fft，寻找频域信号得峰值对应的频点f。
46.激励电路模块包括振荡器和ac恒流电路，控制模块的输出端连接振荡器的输入端，振荡器的输出端连接ac恒流电路的输入端，ac恒流电路的输出端连接谐振式胎压传感器的输入端。ac恒流电路采用howland恒流电路结构。
47.测量电路模块包括窄带放大器、混频电路以及低通滤波器，谐振式胎压传感器的输出端连接窄带放大器的输入端，窄带放大器的输出端连接混频电路的输入端，混频电路的输出端连接低通滤波器的输入端，低通滤波器的输出端连接控制模块的第二输入端。
48.混频电路包括若干个三极管，混频电路工作时，将输入信号连接d端或s端，将输出信号连接s端或d端，通过振荡器驱动，通过控制三极管的gate端实现s端到d端或d端到s端的导通/断开。
49.本实施例还提供一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理方法，基于上述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括如下步骤：
50.步骤1：通过唤醒接收模块在微瓦级功耗下侦听外界唤醒信号，在收到唤醒信号后，通过i/o唤醒方式唤醒控制模块；
51.步骤2：通过唤醒后的控制模块使能激励电路模块的振荡器，并将振荡器信号输入激励电路模块的ac恒流电路，为谐振式胎压传感器提供恒流激励；
52.步骤3：通过接受恒流激励后的谐振式胎压传感器输出包含压强信息的交流电压信息；
53.步骤4：通过测量电路模块的窄带放大器放大谐振式胎压传感器的输出信号电压，并降低测量噪声；
54.步骤5：通过测量电路模块的混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流，并通过测量电路模块的低通滤波器对混频得到的高频分量进行抑制，将低频分量通过；
55.步骤6：通过控制模块的adc模块对滤波后的电压信号进行模数转换，并通过控制模块的fft频率分析模块将转换结果进行快速离散傅里叶变换，并进行频谱分析，得到谐振式胎压传感器的精确谐振频点；
56.步骤s7：将谐振频点信息代入控制模块的数值模型推算模块，计算出谐振式胎压传感器的胎压数值。
57.实施例2：
58.本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
59.本实施例提供一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路和系统，包括：超低功耗唤醒接收机、低功耗微控制器(mcu)、低功耗振荡器、ac恒流电路、谐振式胎压传感器、窄带放大器、混频电路、低通滤波器、低功耗adc、fft频率分析模块、数值模型推算模块。
60.超低功耗唤醒接收机，采用低速率的唤醒接收机，典型样例包括as3933等采用ook信号的lf唤醒接收机，其功耗应保持在μw级别。
61.低功耗微控制器，在睡眠待唤醒模式下功耗保持在10uw级别，集成adc，adc精度12bit，adc采集速率1mhz，工作功耗450uw，典型案例包括msp430fr5969。
62.ac恒流电路，采用howland恒流电路结构。
63.谐振式胎压传感器，其谐振频率f是压强p的函数f＝g(p)，且其频率在0《p《350psi的压强测试条件下，保持在1mhz以内单调变化。
64.窄带放大器，将谐振式胎压传感器的有用信号进行放大而不放大带外的噪声。
65.混频电路，由单个或多个三极管构成，混频电路工作时，将输入信号连接d或s端，将输出信号连接s或d端，由khz级别的低功耗振荡器驱动，通过控制三极管的gate端实现s到d端或d到s端的导通/断开，实现低功耗混频。
66.低通滤波器，将混频得到的高频分量进行抑制，低频分量通过。
67.fft频率分析模块，将adc采集的信号按照频率分辨精度进行补零，并执行fft，将得到的频域信号寻找峰值对应的频点f。
68.数值模型推算模块，记录各种温度下的压强——频率对照曲线，查表获得模型参数得到p＝g-1
(f)。
69.本实施例还提供了一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理方法，包括如下步骤：
70.步骤s1：唤醒接收机在微瓦级功耗下，侦听外界唤醒信号，在收到唤醒信号通过i/o唤醒方式唤醒mcu；
71.步骤s2：低功耗微控制器在唤醒后，使能振荡器，并将振荡器信号输入ac恒流电路为胎压传感器提供恒流激励；
72.步骤s3：谐振式胎压传感器在接受恒流激励后，输出包含压强信息的交流电压信息；
73.步骤s4：通过低功耗窄带放大器，放大胎压传感器的输出信号电压并尽可能降低测量噪声
74.步骤s5：通过低功耗混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流；
75.步骤s6：采用低功耗adc进行模数转换并将结果进行快速离散傅里叶变换进行频谱分析，得到胎压传感器的精确谐振频点；
76.步骤s7：将频点信息代入数值模型，计算出胎压数值。
77.实施例3：
78.本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
79.针对现有谐振式胎压传感器调理电路的缺陷，本实施例提供一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路和系统。
80.本实施例提供的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括：超低功耗唤醒接收机、低功耗微控制器(mcu)、低功耗振荡器、ac恒流电路、谐振式胎压传感器、窄带放大器、混频电路、低通滤波器、低功耗adc、fft频率分析模块、数值模型推算模块。
81.所述超低功耗唤醒接收机在微瓦级功耗下，侦听外界唤醒信号，在收到唤醒信号通过i/o唤醒方式唤醒mcu。
82.所述低功耗微控制器在唤醒后，使能所述低功耗振荡器，并将振荡器信号输入所述ac恒流电路为胎压传感器提供恒流激励。
83.所述谐振式胎压传感器在接受恒流激励后，输出包含压强信息的交流电压信息。
84.所述窄带放大器放大胎压传感器的输出信号电压并尽可能降低测量噪声。
85.所述混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流。
86.所述低通滤波器通过直流信号。
87.所述低功耗adc进行模数转换。
88.所述fft频率分析模块进行快速离散傅里叶变换进行频谱分析，得到胎压传感器
的精确谐振频点。
89.所述数值模型推算模块根据频点信息计算出胎压数值。
90.进一步的，所述超低功耗唤醒接收机采用低速率的唤醒接收机，典型样例包括as3933等采用ook信号的lf唤醒接收机，其功耗应保持在μw级别。
91.进一步的，所述低功耗微控制器在睡眠待唤醒模式下功耗保持在10uw级别，集成adc，adc精度12bit，adc采集速率1mhz，工作功耗450uw，典型案例包括msp430fr5969。
92.进一步的，所述ac恒流电路采用howland恒流电路结构。
93.进一步的，所述谐振式胎压传感器其谐振频率f是压强p的函数f＝g(p)，且其频率在0《p《350psi的压强测试条件下，保持在1mhz以内单调变化。
94.进一步的，所述窄带放大器将谐振式胎压传感器的有用信号进行放大而不放大带外的噪声。
95.进一步的，所述混频电路由单个或多个三极管构成；混频电路工作时，将输入信号连接d或s端，将输出信号连接s或d端，由khz级别的低功耗振荡器驱动，通过控制三极管的gate端实现s到d端或d到s端的导通/断开，实现低功耗混频。
96.进一步的，所述低通滤波器将混频得到的高频分量进行抑制，低频分量通过。
97.进一步的，所述fft频率分析模块将adc采集的信号按照频率分辨精度进行补零，并执行fft，将得到的频域信号寻找峰值对应的频点f。
98.进一步的，所述数值模型推算模块记录各种温度下的压强——频率对照曲线，查表获得模型参数得到p＝g-1
(f)。
99.本实施例还提供了一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理方法，包括如下步骤：
100.步骤s1：通过唤醒接收机收到无线唤醒信号并激活微控制器；
101.步骤s2：微控制器使能低功耗振荡器，通过电路驱动器增强电流后，输入ac恒流电路为胎压传感器提供恒流激励；
102.步骤s3：胎压传感器在待测气压压强影响下，受物理规律影响被动改变电路谐振频率，该谐振频率可通过物理模型换算得到待测气压大小；
103.步骤s4：通过低功耗窄带放大器，放大胎压传感器的输出信号电压并尽可能降低测量噪声；
104.步骤s5：通过低功耗混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流；
105.步骤s6：采用低功耗adc进行模数转换并将结果进行快速离散傅里叶变换进行频谱分析，得到胎压传感器的精确谐振频点；
106.步骤s7：将频点信息代入数值模型，计算出胎压数值。
107.实施例4：
108.本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
109.本实施例提供的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括：超低功耗唤醒接收机、低功耗微控制器(mcu)、低功耗振荡器、ac恒流电路、谐振式胎压传感器、窄带放大器、混频电路、低通滤波器、低功耗adc、fft频率分析模块、数值模型推算模块。
110.步骤s1：唤醒接收机在微瓦级功耗下，侦听外界唤醒信号，在收到唤醒信号通过i/o唤醒方式唤醒mcu；
111.步骤s2：低功耗微控制器在唤醒后，使能42.86khz振荡器，并将振荡器信号输入ac恒流电路为胎压传感器提供恒流激励；
112.步骤s3：谐振式胎压传感器在接受恒流激励后，输出包含压强信息的42.86khz交流电压信息；
113.步骤s4：通过低功耗窄带放大器，放大胎压传感器的输出信号电压并尽可能降低测量噪声；
114.步骤s5：通过低功耗混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流；
115.步骤s6：采用低功耗adc进行模数转换并将结果进行快速离散傅里叶变换进行频谱分析，得到胎压传感器的精确谐振频点；
116.步骤s7：将频点信息代入数值模型，计算出胎压数值为150psi。
117.超低功耗唤醒接收机采用低速率的唤醒接收机，典型样例包括as3933等采用ook信号的lf唤醒接收机，其功耗应保持在μw级别。
118.低功耗微控制器在睡眠待唤醒模式下功耗保持在10uw级别，集成adc，adc精度12bit，adc采集速率1mhz，工作功耗450uw，典型案例包括msp430fr5969。
119.ac恒流电路采用howland恒流电路结构。
120.谐振式胎压传感器其谐振频率f是压强p的函数f＝g(p)，且其频率在0《p《350psi的压强测试条件下，保持在1mhz以内单调变化。
121.窄带放大器将谐振式胎压传感器的有用信号进行放大而不放大带外的噪声。
122.混频电路由单个或多个三极管构成；混频电路工作时，将输入信号连接d或s端，将输出信号连接s或d端，由khz级别的低功耗振荡器驱动，通过控制三极管的gate端实现s到d端或d到s端的导通/断开，实现低功耗混频。
123.低通滤波器将混频得到的高频分量进行抑制，低频分量通过。
124.fft频率分析模块将adc采集的信号按照频率分辨精度进行补零，并执行fft，将得到的频域信号寻找峰值对应的频点f。
125.数值模型推算模块记录各种温度下的压强——频率对照曲线，查表获得模型参数得到p＝g-1
(f)。
126.实施例5：
127.本实施例是实施例4的变化例。
128.本实施例提供的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括：超低功耗唤醒接收机、低功耗微控制器(mcu)、低功耗振荡器、ac恒流电路、谐振式胎压传感器、窄带放大器、混频电路、低通滤波器、低功耗adc、fft频率分析模块、数值模型推算模块。
129.步骤s1：唤醒接收机在微瓦级功耗下，侦听外界唤醒信号，在收到唤醒信号通过i/o唤醒方式唤醒mcu；
130.步骤s2：低功耗微控制器在唤醒后，使能42.82khz振荡器，并将振荡器信号输入ac恒流电路为胎压传感器提供恒流激励；
131.步骤s3：谐振式胎压传感器在接受恒流激励后，输出包含压强信息的42.82khz交流电压信息；
132.步骤s4：通过低功耗窄带放大器，放大胎压传感器的输出信号电压并尽可能降低测量噪声；
133.步骤s5：通过低功耗混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流；
134.步骤s6：采用低功耗adc进行模数转换并将结果进行快速离散傅里叶变换进行频谱分析，得到胎压传感器的精确谐振频点；
135.步骤s7：将频点信息代入数值模型，计算出胎压数值为300psi。
136.超低功耗唤醒接收机采用低速率的唤醒接收机，典型样例包括as3933等采用ook信号的lf唤醒接收机，其功耗应保持在μw级别。
137.低功耗微控制器在睡眠待唤醒模式下功耗保持在10uw级别，集成adc，adc精度12bit，adc采集速率1mhz，工作功耗450uw，典型案例包括msp430fr5969。
138.ac恒流电路采用howland恒流电路结构。
139.谐振式胎压传感器其谐振频率f是压强p的函数f＝g(p)，且其频率在0《p《350psi的压强测试条件下，保持在1mhz以内单调变化。
140.窄带放大器将谐振式胎压传感器的有用信号进行放大而不放大带外的噪声。
141.混频电路由单个或多个三极管构成；混频电路工作时，将输入信号连接d或s端，将输出信号连接s或d端，由khz级别的低功耗振荡器驱动，通过控制三极管的gate端实现s到d端或d到s端的导通/断开，实现低功耗混频。
142.低通滤波器将混频得到的高频分量进行抑制，低频分量通过。
143.fft频率分析模块将adc采集的信号按照频率分辨精度进行补零，并执行fft，将得到的频域信号寻找峰值对应的频点f。
144.数值模型推算模块记录各种温度下的压强——频率对照曲线，查表获得模型参数得到p＝g-1
(f)。
145.本发明的调理电路能够在毫瓦级的峰值功耗约束下完成胎压测量，可以将传统基于线缆的汽车、航空胎压传感器的功耗显著降低，使其能够满足无线、无源工作的需求。
146.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，包括：唤醒接收模块、控制模块、激励电路模块以及测量电路模块；所述唤醒接收模块的输出端连接所述控制模块的第一输入端，所述唤醒接收模块的输出端连接所述激励电路模块的输入端，所述激励电路模块的输出端连接谐振式胎压传感器的输入端；所述谐振式胎压传感器的输出端连接所述测量电路模块的输入端，所述测量电路模块的输出端连接所述控制模块的第二输入端。2.根据权利要求1所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，所述控制模块包括adc模块、fft频率分析模块以及数值模型推算模块；所述测量电路模块的输出端连接所述adc模块的输入端，所述adc模块的输出端连接所述fft频率分析模块的输入端，所述fft频率分析模块的输出端连接所述数值模型推算模块的输入端。3.根据权利要求1所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，所述激励电路模块包括振荡器和ac恒流电路；所述控制模块的输出端连接所述振荡器的输入端，所述振荡器的输出端连接所述ac恒流电路的输入端，所述ac恒流电路的输出端连接所述谐振式胎压传感器的输入端。4.根据权利要求1所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，所述测量电路模块包括窄带放大器、混频电路以及低通滤波器；所述谐振式胎压传感器的输出端连接所述窄带放大器的输入端，所述窄带放大器的输出端连接所述混频电路的输入端，所述混频电路的输出端连接所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器的输出端连接所述控制模块的第二输入端。5.根据权利要求1所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，所述唤醒接收模块为采用ook信号的lf唤醒接收机，lf唤醒接收机的功耗保持在μw级别。6.根据权利要求1所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，在睡眠待唤醒模式下，所述控制模块的功耗保持在10uw级别；所述adc模块为adc电路，adc电路的精度为12bit，adc电路的采集速率为1mhz，adc电路的工作功耗为450uw。7.根据权利要求2所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，所述fft频率分析模块将所述adc模块采集的信号按照频率分辨精度进行补零，并执行fft，寻找频域信号得峰值对应的频点f。8.根据权利要求3所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，所述ac恒流电路采用howland恒流电路结构。9.根据权利要求4所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，其特征在于，所述混频电路包括若干个三极管；混频电路工作时，将输入信号连接d端或s端，将输出信号连接s端或d端，通过振荡器驱动，通过控制三极管的gate端实现s端到d端或d端到s端的导通/断开。10.一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理方法，其特征在于，基于权利要求1至9任一项所述的适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路，包括如下步骤：步骤1：通过唤醒接收模块在微瓦级功耗下侦听外界唤醒信号，在收到唤醒信号后，通
过i/o唤醒方式唤醒控制模块；步骤2：通过唤醒后的控制模块使能激励电路模块的振荡器，并将振荡器信号输入激励电路模块的ac恒流电路，为谐振式胎压传感器提供恒流激励；步骤3：通过接受恒流激励后的谐振式胎压传感器输出包含压强信息的交流电压信息；步骤4：通过测量电路模块的窄带放大器放大谐振式胎压传感器的输出信号电压，并降低测量噪声；步骤5：通过测量电路模块的混频电路将交流电压信号从谐振频率降低到直流，并通过测量电路模块的低通滤波器对混频得到的高频分量进行抑制，将低频分量通过；步骤6：通过控制模块的adc模块对滤波后的电压信号进行模数转换，并通过控制模块的fft频率分析模块将转换结果进行快速离散傅里叶变换，并进行频谱分析，得到谐振式胎压传感器的精确谐振频点；步骤s7：将谐振频点信息代入控制模块的数值模型推算模块，计算出谐振式胎压传感器的胎压数值。

技术总结
本发明提供了一种适用于谐振式胎压传感器的超低功耗调理电路及方法，包括：唤醒接收模块、控制模块、激励电路模块以及测量电路模块；所述唤醒接收模块的输出端连接所述控制模块的第一输入端，所述唤醒接收模块的输出端连接所述激励电路模块的输入端，所述激励电路模块的输出端连接谐振式胎压传感器的输入端；所述谐振式胎压传感器的输出端连接所述测量电路模块的输入端，所述测量电路模块的输出端连接所述控制模块的第二输入端。本发明的调理电路能够在毫瓦级的峰值功耗约束下完成胎压测量，可以将传统基于线缆的汽车、航空胎压传感器的功耗显著降低，使其能够满足无线、无源工作的需求。作的需求。作的需求。


技术研发人员：朱丰源 钟林灵 何佳泉 柳卫星 田晓华
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/8/4