CN106525232A - 多通道光检测装置 - Google Patents

多通道光检测装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106525232A
CN106525232A CN201611131221.8A CN201611131221A CN106525232A CN 106525232 A CN106525232 A CN 106525232A CN 201611131221 A CN201611131221 A CN 201611131221A CN 106525232 A CN106525232 A CN 106525232A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage gain
signal
voltage
detection device
bias
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611131221.8A
Other languages
English (en)
Inventor
蒋田仔
张鑫
左年明
徐文廷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Original Assignee
Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Automation of Chinese Academy of Science filed Critical Institute of Automation of Chinese Academy of Science
Priority to CN201611131221.8A priority Critical patent/CN106525232A/zh
Publication of CN106525232A publication Critical patent/CN106525232A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明涉及一种多通道光检测装置，其中，电压增益调节器用于产生电压增益调节信号。电压增益控制器用于接收电压增益调节信号以及温度补偿模块传输来的第一电信号，并将二者叠加，向一个偏执电源输出电压增益控制信号。温度补偿模块用于实时采集多个光传感器的工作温度，将工作温度转化为第一电信号，并将第一电信号反馈至电压增益控制器。一个偏置电源用于接收电压增益控制信号，并根据电压增益控制信号的大小产生偏置电压。多个光传感器用于接收偏置电压，以控制多个光传感器的灵敏度，还用于接收光信号并将光信号转化成第二电信号进行输出。由此，实现了仅用一个偏置电源就可以提供给多个光传感器所需的偏置电压，实现多个通道光信号的检测。

Description

多通道光检测装置
技术领域
本发明涉及光检测技术领域，尤其是涉及一种多通道光检测装置。
背景技术
在实际应用中，信号检测往往是需要同时检测多路信号，这就需要同时拥有多个信号检测通道。光信号检测特别是微弱光信号检测中，为了得到比较高的检测灵敏度，作为光传感器的光电二极管需要工作在偏置电压模式，即：需要有偏置电源为光电二极管提供偏置电压。因为对此类偏置电源的要求比较高、价格昂贵，且现有的光检测器都是一个偏置电源对应一个光电二极管传感器的单通道光检测装置，所以在有多路光信号检测需求时只能用多个这样的单通道光检测装置来组合成多通道光检测装置，使用不方便且成本非常高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种由一个偏置电源实现多个通道光信号检测的多通道光检测装置。
为实现上述目的，提供了以下技术方案：
一种多通道光检测装置，包括：电压增益调节器、电压增益控制器、温度补偿模块、一个偏置电源及多个光传感器；其中：
所述电压增益调节器，用于产生电压增益调节信号；
所述电压增益控制器，用于接收所述电压增益调节器传输来的所述电压增益调节信号以及所述温度补偿模块传输来的第一电信号，并将二者叠加，向所述一个偏执电源输出电压增益控制信号；
所述温度补偿模块，用于实时采集所述多个光传感器的工作温度，将所述工作温度转化为所述第一电信号，并将所述第一电信号反馈至所述电压增益控制器；
所述一个偏置电源，用于接收所述电压增益控制器传输来的所述电压增益控制信号，并根据所述电压增益控制信号的大小产生偏置电压；
所述多个光传感器，用于接收所述偏置电源输出的偏置电压，以控制所述多个光传感器的灵敏度，还用于接收光信号并将所述光信号转化成第二电信号进行输出。
进一步地，所述电压增益调节器具体包括数字调节单元和模拟调节单元。其中：
所述数字调节单元，用于根据外部控制信号生成第一电压增益调节子信号；
所述模拟调节单元，用于在不受所述外部控制信号控制的情况下，通过模拟器件人为地生成第二电压增益调节子信号。
进一步地，所述温度补偿模块具体包括温度传感器，所述温度传感器实时采集所述多个光传感器的所述工作温度。
进一步地，所述多通道光检测装置还包括多个防串扰电路，所述多个防串扰电路分别设置在所述一个偏执电源与所述多个光传感器之间。
进一步地，所述多通道光检测装置还包括多个放大器，每一所述放大器设置在每一所述光传感器的输出端，并对所述光传感器输出的所述第二电信号进行放大。
进一步地，所述光传感器为光电二极管。
本发明提供了一种多通道光检测装置。该装置包括电压增益调节器、电压增益控制器、温度补偿模块、一个偏置电源及多个光传感器；其中，电压增益调节器用于产生电压增益调节信号。电压增益控制器用于接收电压增益调节器传输来的电压增益调节信号以及温度补偿模块传输来的第一电信号，并将二者叠加，向一个偏执电源输出电压增益控制信号。温度补偿模块用于实时采集多个光传感器的工作温度，将工作温度转化为第一电信号，并将第一电信号反馈至电压增益控制器。一个偏置电源用于接收电压增益控制器传输来的电压增益控制信号，并根据电压增益控制信号的大小产生偏置电压。多个光传感器用于接收偏置电源输出的偏置电压，以控制多个光传感器的灵敏度，还用于接收光信号并将光信号转化成第二电信号进行输出。由于采取了以上技术方案，可根据实际检测需求同时采集检测多路光信号，可以仅用一个偏置电源就可以提供给多个光传感器所需的偏置电压，实现多个通道光信号的检测，而且降低了多通道光信号检测的应用成本。
附图说明
图1是根据本发明实施例的多通道光检测装置的结构示意图；
图2是根据本发明另一实施例的多通道光检测装置的结构示意图；
图3是根据本发明又一实施例的多通道光检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种多通道光检测装置。如图1所示，该装置10可以包括：电压增益调节器11、电压增益控制器12、温度补偿模块13、一个偏置电源14及多个光传感器15。其中，电压增益调节器11用于产生电压增益调节信号。电压增益控制器12用于接收电压增益调节器11传输来的电压增益调节信号以及温度补偿模块13传输来的第一电信号，并将二者叠加，向一个偏执电源14输出电压增益控制信号。温度补偿模块13用于实时采集多个光传感器15的工作温度，将工作温度转化为第一电信号，并将第一电信号反馈至电压增益控制器12。一个偏置电源14用于接收电压增益控制器12传输来的电压增益控制信号，并根据电压增益控制信号的大小产生偏置电压。多个光传感器15用于接收偏置电源14输出的偏置电压，以控制多个光传感器15的灵敏度，还用于接收光信号并将光信号转化成第二电信号进行输出。
本发明实施例通过采用上述技术方案，可以仅用一个偏置电源就可为多个光传感器提供所需的偏置电压，从而实现了多个通道光信号的检测，而且降低了多通道光信号检测的应用成本。
在上述实施例中，电压增益调节器11输出电压增益调节信号，用以调节电压增益控制器12对偏置电源14的控制，以使偏置电源输出与光传感器灵敏度相匹配的偏置电压。有关电压增益调节器11的具体结构可以参考200910178748.X、01140956.8等相关文献，在此不再赘述。电压增益调节器11可以包括数字调节单元和模拟调节单元。其中，数字调节单元用于根据外部控制信号生成第一电压增益调节子信号。模拟调节单元用于在不受外部控制信号控制的情况下，通过模拟器件人为地手动调节，以生成第二电压增益调节子信号。上述数字调节单元和模拟调节单元既可以同时对电压增益控制器进行调节也可以分别单独对电压增益控制器进行调节。
在上述实施例中，上述电压增益控制器12接收电压增益调节器11传输来的电压增益调节信号以及温度补偿模块13传输来的第一电信号，并将二者叠加，向一个偏执电源14输出电压增益控制信号，控制偏置电源14以输出偏置电压。上述电压增益控制器12的具体结构可以参考201110419254.3等文献。
在上述实施例中，温度补偿模块13可以包括温度传感器。温度传感器用于实时采集多个光传感器的工作温度。
温度补偿模块13根据温度的变化生成第一电信号，进而调节偏置电源14的输出，使偏置电压符合光传感器灵敏度随温度变化的特点，以保证光传感器稳定的灵敏度。温度补偿模块13的具体结构还可以参考201410462266.8、201210348877.0等文献。
由于光传感器15的灵敏度随电压改变的特性受温度影响。例如：雪崩光电二极管在同一偏置电压下，温度相差10℃，灵敏度可相差10倍以上。在同一偏置电压但温度不同的情况下的感光灵敏度是不同的，所以本发明实施例设置温度补偿模块。
在上述实施例中，一个偏置电源14接收电压增益控制器12传输来的电压增益控制信号，可以使偏置电源14输出的偏置电压符合光传感器灵敏度随温度变化的特点，例如，偏置电压纹波等要求满足光传感器对偏置电压的要求，从而使光传感器灵敏度的稳定，进而不受温度影响。其中，偏置电源14的具体结构例如可以参考201310016498.6等文献。
在上述实施例中，光传感器15优选为光敏传感器，例如：光电二极管、光敏三极管、光纤式光电传感器等。
本发明实施例可以设置多路光传感器15，以将不同光路的光信号转化成电信号。每一个光传感器对应一个光检测通路。其中，光传感器的数量可以根据偏置电源的性能和通道检测的需求进行增减。
在一个优选的实施例中，如图2所示，本发明实施例提供的多通道光检测装置还可以包括多个防串扰电路16，每一个防串扰电路16设置在偏置电源14与光传感器15之间，以减小不同通道之间的信号干扰。
同一偏置电压经过防串扰电路16加载到各个通道的光传感器15上，防止了不同通道工作时相互之间的串扰。防串扰电路的具体结构可以参考201510900188.X等文献。
在一个优选的实施例中，如图3所示，本发明实施例提供的多通道光检测装置还可以包括多个放大器17，每一个放大器17设置在光传感器15的输出端，并对光传感器15输出的第二电信号进行放大。
下面以一优选实施例来详细说明上述多通道光检测装置实施例的工作过程。
使用时首先根据光通道信号检测的数量连接至对应通道数量的光检测通路部分。由数字调节单元和模拟调节单元调节设定电压增益调节器11输出的电压增益控制信号，从而确定偏置电源14输出的偏置电压。数字调节单元可接受外部信号控制；模拟调节单元则可以直接通过手动调节模拟器件完成调节信号的输出控制，这样可以根据光检测的实际应用情况选择合适的调节方式。偏置电源14输出的偏置电压决定光传感器15的灵敏度，用以保证光传感器15灵敏度的稳定。偏置电压经过防串扰电路16加载到各个通道的光传感器15上，防止了不同通道工作时相互之间的串扰。多个光传感器接受多路光信号，完成光电转化后再经过各个通道放大器17的放大输出。这样，本发明实施例提供的多通道光检测装置就可以在一个偏置电源提供偏置电压的情况下进行多通道光信号的检测。
应该理解，图1-3中的各个结构件的数量仅仅是示意性的。根据实际情况的需要，各个结构件可以具有任意的数量。
本文中，相同的标号代表相同的结构件。
以上对本发明的示例实施例的详细描述是为了说明和描述的目的而提供。不是为了穷尽或将本发明限制为所描述的精确形式。显然，许多变型和改变对本领域技术人员而言是显而易见的。实施例的选择和描述是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适于特定使用预期的各种变型。本发明的实施例可以省略上述技术特征中的一些技术特征，仅解决现有技术中存在的部分技术问题。而且，所描述的技术特征可以进行任意组合。本发明的范围由所附权利要求及其等价物来限定，本领域技术其他人员可以对所附权利要求中所描述的技术方案进行各种变型或替换和组合，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多通道光检测装置，其特征在于，包括：电压增益调节器、电压增益控制器、温度补偿模块、一个偏置电源及多个光传感器；其中：
所述电压增益调节器，用于产生电压增益调节信号；
所述电压增益控制器，用于接收所述电压增益调节器传输来的所述电压增益调节信号以及所述温度补偿模块传输来的第一电信号，并将二者叠加，向所述一个偏执电源输出电压增益控制信号；
所述温度补偿模块，用于实时采集所述多个光传感器的工作温度，将所述工作温度转化为所述第一电信号，并将所述第一电信号反馈至所述电压增益控制器；
所述一个偏置电源，用于接收所述电压增益控制器传输来的所述电压增益控制信号，并根据所述电压增益控制信号的大小产生偏置电压；
所述多个光传感器，用于接收所述偏置电源输出的偏置电压，以控制所述多个光传感器的灵敏度，还用于接收光信号并将所述光信号转化成第二电信号进行输出。
2.根据权利要求1所述的多通道光检测装置，其特征在于，所述电压增益调节器具体包括数字调节单元和模拟调节单元。其中：
所述数字调节单元，用于根据外部控制信号生成第一电压增益调节子信号；
所述模拟调节单元，用于在不受所述外部控制信号控制的情况下，通过模拟器件人为地生成第二电压增益调节子信号。
3.根据权利要求1所述的多通道光检测装置，其特征在于，所述温度补偿模块具体包括温度传感器，所述温度传感器实时采集所述多个光传感器的所述工作温度。
4.根据权利要求1所述的多通道光检测装置，其特征在于，所述多通道光检测装置还包括多个防串扰电路，所述多个防串扰电路分别设置在所述一个偏执电源与所述多个光传感器之间。
5.根据权利要求1所述的多通道光检测装置，其特征在于，所述多通道光检测装置还包括多个放大器，每一所述放大器设置在每一所述光传感器的输出端，并对所述光传感器输出的所述第二电信号进行放大。
6.根据权利要求1所述的多通道光检测装置，其特征在于，所述光传感器为光电二极管。
CN201611131221.8A 2016-12-09 2016-12-09 多通道光检测装置 Pending CN106525232A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611131221.8A CN106525232A (zh) 2016-12-09 2016-12-09 多通道光检测装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611131221.8A CN106525232A (zh) 2016-12-09 2016-12-09 多通道光检测装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106525232A true CN106525232A (zh) 2017-03-22

Family

ID=58342868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611131221.8A Pending CN106525232A (zh) 2016-12-09 2016-12-09 多通道光检测装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106525232A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110417264A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 中国科学院沈阳自动化研究所 自适应调节四象限探测器脉冲信号的偏置电源装置及方法
CN112540385A (zh) * 2019-09-05 2021-03-23 株式会社东芝 光检测装置以及电子装置
CN114098652A (zh) * 2021-12-22 2022-03-01 武汉资联虹康科技股份有限公司 用于近红外脑功能成像的高压偏置电压补偿方法及系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322431A (zh) * 1999-09-27 2001-11-14 卡西欧计算机株式会社 光传感器系统及其驱动控制方法
CN1960215A (zh) * 2006-10-20 2007-05-09 华为技术有限公司 一种雪崩光电二极管接收机供电装置及方法
CN101258576A (zh) * 2005-09-09 2008-09-03 阿列德·泰莱西斯公司 具有在温度变化时稳定雪崩光电二极管增益的扩展范围的现场功率监控器
CN101523619A (zh) * 2006-10-04 2009-09-02 夏普株式会社 光传感器和环境光传感器
CN101589477A (zh) * 2007-04-20 2009-11-25 夏普株式会社 环境光传感器的散射光补偿
CN101593786A (zh) * 2009-06-23 2009-12-02 上海华魏光纤传感技术有限公司 用于雪崩光电二极管的温度补偿电路
CN102338744A (zh) * 2010-07-20 2012-02-01 横河电机株式会社 多通道测光测定装置
CN105759890A (zh) * 2014-12-16 2016-07-13 中兴通讯股份有限公司 一种雪崩光电二极管偏置电压温度补偿装置及方法
CN106020321A (zh) * 2016-07-31 2016-10-12 桂林理工大学 一种apd阵列芯片偏置电压全自动温度补偿方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322431A (zh) * 1999-09-27 2001-11-14 卡西欧计算机株式会社 光传感器系统及其驱动控制方法
CN101258576A (zh) * 2005-09-09 2008-09-03 阿列德·泰莱西斯公司 具有在温度变化时稳定雪崩光电二极管增益的扩展范围的现场功率监控器
CN101523619A (zh) * 2006-10-04 2009-09-02 夏普株式会社 光传感器和环境光传感器
CN1960215A (zh) * 2006-10-20 2007-05-09 华为技术有限公司 一种雪崩光电二极管接收机供电装置及方法
CN101589477A (zh) * 2007-04-20 2009-11-25 夏普株式会社 环境光传感器的散射光补偿
CN101593786A (zh) * 2009-06-23 2009-12-02 上海华魏光纤传感技术有限公司 用于雪崩光电二极管的温度补偿电路
CN102338744A (zh) * 2010-07-20 2012-02-01 横河电机株式会社 多通道测光测定装置
CN105759890A (zh) * 2014-12-16 2016-07-13 中兴通讯股份有限公司 一种雪崩光电二极管偏置电压温度补偿装置及方法
CN106020321A (zh) * 2016-07-31 2016-10-12 桂林理工大学 一种apd阵列芯片偏置电压全自动温度补偿方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110417264A (zh) * 2018-04-28 2019-11-05 中国科学院沈阳自动化研究所 自适应调节四象限探测器脉冲信号的偏置电源装置及方法
CN112540385A (zh) * 2019-09-05 2021-03-23 株式会社东芝 光检测装置以及电子装置
CN112540385B (zh) * 2019-09-05 2024-04-26 株式会社东芝 光检测装置以及电子装置
CN114098652A (zh) * 2021-12-22 2022-03-01 武汉资联虹康科技股份有限公司 用于近红外脑功能成像的高压偏置电压补偿方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106525232A (zh) 多通道光检测装置
CN103196473A (zh) 多通道高精度光纤光栅传感解调装置及其解调方法
CN202066593U (zh) 一种基于光电倍增管阵列的紫外光谱测量系统
CN104937515B (zh) 芯片上端口电流控制装置
JP2020534529A5 (zh)
CN105548848A (zh) 用于测量击穿电压的装置、设备及方法
CN207472443U (zh) 多路三线制热电阻测温电路
CN108334143A (zh) 一种温度自适应的SiPM增益控制系统及其控制方法
KR101124511B1 (ko) 태양전지 어레이 상태 감시 장치
US8901475B1 (en) Avalanche photodiode biasing system including a current mirror, voltage-to-current converter circuit, and a feedback path sensing an avalanche photodiode voltage
CN103323106A (zh) 一种光功率测试系统
CN202814584U (zh) 一种温控设备的温度测量系统
JP2012511188A (ja) 手足の位置又は位置の変化の指標となる信号を生成するためのセンサ・デバイス
CN102541117B (zh) 离子迁移谱仪用多路温控装置
CN102798466A (zh) 一种带温度补偿的apd反偏电压控制电路
CN103532508A (zh) 光电传感器及光电传感器的受光量的放大控制方法
CN109143122A (zh) 霍尔传感器
CN103066992A (zh) 一种基于模拟量通道倍增装置
CN107370019A (zh) 一种激光二极管电流控制系统
CN103134529A (zh) 光电传感器
JP5460929B2 (ja) 入力電流を出力電圧に変換するためのコンバータ、当該コンバータを備えた装置、および、入力電流を出力電圧に変換するための方法
CN106341189A (zh) 光模块
CN103389286A (zh) 智能型漫反射式光电传感器
CN201926940U (zh) 离子迁移谱仪用多路温控装置
CN203037576U (zh) 智能型漫反射式光电传感器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170322