CN108134581A - 一种光电二极管精密信号调理模块 - Google Patents

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张义勇
李成
齐跃
李久伟
李延彬
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Abstract

本发明涉及一种信号调理模块，具体涉及一种光电二极管精密信号调理模块，包括差动输入电路、放大整理电路和电源转换电路；电源转换电路分别与差动输入电路和放大调理电路电连接，放大调理电路与差动输入电路电连接。通过独有的电路设计，使电路能够有效的抑制噪声干扰，避免零漂的影响，从而获取到高稳定性、低噪声、低零漂的光电信号。通过两个电流‑电压运算放大器的输入端之间连接光电二极管组成差动输入电路，并将运放的正相输入端接0.5VCC。在放大电路中将参考电压0.03VCC引入到低零漂、轨对轨的仪表放大器的参考电压输入端，并将光电信号的放大后信号和0.03VCC信号一同输出给后面的信息处理系统。

Description

一种光电二极管精密信号调理模块
技术领域：
本发明涉及一种信号调理模块，具体涉及一种光电二极管精密信号调理模块。
背景技术：
普通二极管在反向电压作用时处于截止状态，只能流过微弱的反向电流，光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大，以便接收入射光。光电二极管是在反向电压作用下工作的，没有光照时，反向电流极其微弱，叫暗电流；有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，称为光电流。光的强度越大，反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化，这就可以把光信号转换成电信号。电二极管广泛应用于我们生活息息相关的领域,如工业、农业、医学、军事国防和空间科学技术等。在这些领域中,通过光电二极管把光信号转换成电信号，由于检测到的信号非常微弱，使得光电二极管的输出信号非常小，并容易受到噪声的干扰。
发明内容：
本发明设计了性能优良的前置调理电路对原始信号进行有效的放大。该调理模块为连接原始微弱信号和后面信息处理系统的提供了一个高稳定性、低噪声、低零漂的桥梁。
本发明采用的技术方案为：一种光电二极管精密信号调理模块，包括差动输入电路、放大整理电路和电源转换电路；所述电源转换电路分别与差动输入电路和放大调理电路电连接，所述放大调理电路与差动输入电路电连接。
本发明的有益效果：一种在光电二极管电路中使用的高精度和高稳定性的前置放大调理模块，通过独有的电路设计，使电路能够有效的抑制噪声干扰，避免零漂的影响，从而获取到高稳定性、低噪声、低零漂的光电信号。通过两个电流-电压运算放大器的输入端之间连接光电二极管组成差动输入电路，并将运放的正相输入端接0.5VCC（VCC：运放供电电压）。在放大电路中将参考电压0.03VCC引入到低零漂、轨对轨的仪表放大器的参考电压输入端，并将光电信号的放大后信号和0.03VCC信号一同输出给后面的信息处理系统。其主要优点如下：
（1）、通过两个电流-电压运算放大器的输入端之间连接光电二极管组成差动输入电路，并将运放的正相输入端接0.5VCC（VCC：运放供电电压）。这种“半电压”连接方式可以有效的避免光电二极管前置放大电路中存在的噪声干扰问题，并能通过共模抑制消除静电干扰；
（2）、放大电路中将参考电压0.03VCC引入到低零漂、轨对轨的仪表放大器的参考电压输入端，并将光电信号的放大后信号和0.03VCC信号一同输出给后面的信息处理系统，从而避免了零漂的影响。
附图说明：
图1本发明的原理框图；
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式：
参照图1和图2，一种光电二极管精密信号调理模块，包括差动输入电路、放大整理电路和电源转换电路；所述电源转换电路分别与差动输入电路和放大调理电路电连接，所述放大调理电路与差动输入电路电连接。
电源转换电路中的电压转换芯片U7为运放提供电源，电压转换芯片U6提供0.5VCC,差动输入电路的两个电流-电压运放U1和U2的负输入端之间连接光电二极管组成差动输入电路，并将运放的正相输入端接0.5VCC，然后用仪表放大器U3对两个运放的输出信号进行减法处理后放大。电源转换电路中的运算放大器U5、电阻R5和R6组成分压跟随电路，一起为仪表放大器U4提供参考电压0.03VCC，经初级放大处理后的信号再经过仪表放大器U4进行二次放大，并将最终的光电信号和0.03VCC的参考电压一起输出给信息采集系统。

Claims (2)

1.一种光电二极管精密信号调理模块，其特征在于：包括差动输入电路、放大整理电路和电源转换电路。
2.根据权利要求1所述的一种光电二极管精密信号调理模块，其特征在于：所述电源转换电路分别与差动输入电路和放大调理电路电连接，所述放大调理电路与差动输入电路电连接。
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