CN111024220B - 一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统 - Google Patents
一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111024220B CN111024220B CN201911363365.XA CN201911363365A CN111024220B CN 111024220 B CN111024220 B CN 111024220B CN 201911363365 A CN201911363365 A CN 201911363365A CN 111024220 B CN111024220 B CN 111024220B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- voltage
- quadrant
- operational amplifier
- signal processing
- 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.)
- Active
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 97
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 44
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 7
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Images
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
- G01J1/02—Details
- G01J1/0295—Constructional arrangements for removing other types of optical noise or for performing calibration
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，包括电压信号采集模块和与象限光电探测器的象限数量相同的信号处理电路，信号处理电路包括电流转电压模块和电压增益变换模块；各个电流转电压模块的输入端与象限光电探测器的各个象限的输出端一一对应连接，电流转电压模块的输出端与电压增益变换模块、电压信号采集模块和上位机依次连接，电流转电压模块的转换系数满足以下条件：电流转电压模块的常数与转换系数的比值大于电流转电压模块对应的象限的输出电流最大值。本发明所提出的信号处理系统解决了象限光电探测器中的任一象限信号处理电路输出幅度饱和对相邻象限产生的串扰问题，同时本发明具有结构简单、成本低以及可靠性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及光电探测器信号检测及处理技术领域，特别是涉及一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统。
背景技术
高精度象限光电探测器通常是在一个共用衬底内或其上制作形成的多个半导体光电器件。当光辐射到器件各个象限的辐射通量相等时，各个象限输出的光电流相等。而当目标发生偏移时，引起各个象限的输出光电流变化，由此可测出发光目标的方位，广泛应用于太阳跟踪、激光定位和激光准直等领域。在象限光电探测器中，当入射光照射到探测器中的某个象限光敏面不仅在当前象限产生输出光电流，并且在该象限外的其他某象限也同时产生输出光电流，这种产生额外电流的现象被称为象限间串扰。串扰现象的存在会影响象限光电探测器分辨率或者灵敏度等方面，象限间串扰主要包含光串扰和电串扰。光串扰是由于入射光照射到光敏面时产生反射、衍射等现象，在别的光敏面产生能量辐射输出电信号。而电串扰主要是由光生载流子扩散而产生，光生载流子的扩散是随机的，在产生位置向各个方向运动，对相邻象限影响较大。在两种串扰中，电串扰起决定性作用，当串扰达到一定程度时，会严重影响探测系统的工作状态，不能准确判断输出光斑的中心位置。
在现有的技术中，通常在象限光电探测器制作过程中，采取增加势垒的设计方法，减少光生载流子扩散至相邻象限来减弱或者消除光电串扰的现象。例如，在硅象限光电探测器各象限光敏元之间制作一个环极，形成侧壁耗尽层势垒使每个象限的光敏元因光照而产生的光生载流子在该偏置电场作用下，不能跨入其他光敏元的耗尽区，实现抑制光电串扰的目的。然而，当象限光电探测器受到光照的某象限持续产生光生载流子，与该象限连接的信号处理电路会出现输出幅度饱和，即该象限输出的光电流超过了信号处理电路可流经电流的能力，该象限无法通过信号处理电路持续输出光电流，累积的光生载流子会越过势垒扩散至其他象限，仍然形成串扰现象。
发明内容
基于此，有必要针对象限光电探测器中的任一象限信号处理电路输出幅度饱和对相邻象限产生的串扰问题，提供一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，该系统解决了象限光电探测器中的任一象限信号处理电路输出幅度饱和带来的相邻象限输出光电流问题。
为解决上述问题，本发明采取如下的技术方案：
一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，该系统包括电压信号采集模块和与象限光电探测器的象限数量相同的信号处理电路，每一所述信号处理电路包括电流转电压模块和电压增益变换模块；
各个所述电流转电压模块的输入端与所述象限光电探测器的各个象限的输出端一一对应连接，所述电流转电压模块的输出端通过对应的所述电压增益变换模块与所述电压信号采集模块连接，所述电压信号采集模块与上位机连接，所述上位机用于根据所述电压信号采集模块采集的电压值计算得到所述象限光电探测器的光斑中心位置；
每一所述电流转电压模块的转换系数满足以下条件：
所述电流转电压模块的拉出电流最大值或者灌入电流最大值大于对应的象限的输出电流最大值，所述拉出电流最大值或者所述灌入电流最大值为所述电流转电压模块的常数与所述转换系数的比值；
所述电流转电压模块采用基于运算放大器虚短和虚断特点制作的输入电流流经反馈电阻的转换电路，所述电压增益变换模块采用运算放大器同相比例放大电路，所述电流转电压模块包括第一运算放大器N1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，所述电压增益变换模块包括第二运算放大器N2、第三电阻R3、第四电阻R4、第四电容C4和第五电容C5；
所述电流转电压模块对应的象限的输出端分别与第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端分别与所述第一电容C1的一端和所述第一运算放大器N1的反相输入端连接，第一电阻R1的另一端分别与所述第一电容C1的另一端和所述第一运算放大器N1的输出端连接，所述第一运算放大器N1的同相输入端和接地端均接地，所述第一运算放大器N1的输出端与所述第二运算放大器N2的同相输入端连接，所述第一运算放大器N1的正电源端和负电源端分别对应与正电源和负电源连接，且所述第一运算放大器N1的正电源端通过所述第三电容C3接地，所述第一运算放大器N1的负电源端通过所述第二电容C2接地；
所述第三电阻R3的一端接地，另一端分别与所述第四电阻R4的一端和所述第二运算放大器N2反相输入端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第二运算放大器N2的输出端连接，所述第二运算放大器N2的输出端作为所述信号处理电路的输出端与所述电压信号采集模块连接，所述第二运算放大器N2的正电源端和负电源端分别对应与所述正电源和所述负电源连接，且所述第二运算放大器N2的正电源端通过所述第五电容C5接地，所述第二运算放大器N2的负电源端通过所述第四电容C4接地。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所提出的信号处理系统解决了象限光电探测器中的任一象限信号处理电路输出幅度饱和对相邻象限产生的串扰问题，该信号处理系统的系统参数设置灵活，以象限光电探测器的各个象限输出的光电流为条件，通过将电流转电压模块的拉出电流最大值或者灌入电流最大值即电流转电压模块的常数与转换系数的比值设计为大于对应的象限的输出电流最大值，保证象限输出的光电流具有释放路径，从而不会溢出到相邻的其他象限，达到消除光电流对相邻象限的串扰的目的，同时可以通过调整电流转电压模块的转换系数和电压增益变换模块的增益系数，使信号处理链路总增益达到与现有信号处理链路增益相一致的水平，从而在消除了象限光电探测器串扰的同时，保证了信号处理系统的增益。本发明所提出的消除象限光电探测器串扰的信号处理系统还具有结构简单、成本低以及可靠性高的优点。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例中消除象限光电探测器串扰的信号处理系统的结构示意图；
图2为本发明其中一个具体实施方式中信号处理电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
在其中一个实施例中，本发明公开了一种消除象限光电传感器串扰的信号处理系统，该系统包括电压信号采集模块和信号处理电路，信号处理电路的数量与象限光电探测器的象限数量相同，每一个象限输出的光电流由对应的信号处理电路进行处理并最终发送至上位机。每一个信号处理电路都包括电流转电压模块和电压增益变换模块。
各个电流转电压模块的输入端与象限光电探测器的各个象限的输出端一一对应连接，并且电流转电压模块的输出端通过对应的电压增益变换模块与电压信号采集模块连接，电压信号采集模块与上位机连接，上位机用于根据电压信号采集模块采集的电压值计算得到象限光电探测器的光斑中心位置。
同时，本实施例中电流转电压模块的转换系数满足以下条件：
电流转电压模块的拉出电流最大值或者灌入电流最大值大于与其连接的对应的象限的输出电流最大值，其中，拉出电流最大值或者灌入电流最大值为电流转电压模块的常数与转换系数的比值。
下面仅以象限光电探测器为四象限光电探测器为例，对本发明的实施例进行详细的说明，本发明也适用于多象限光电探测器。
请参考图1，四象限光电探测器包括四个象限，分别为A-D象限。相应地，消除象限光电传感器串扰的信号处理系统包括四个信号处理电路，与A象限连接的信号处理电路包括电流转电压模块A和电压增益变换模块A，与B象限连接的信号处理电路包括电流转电压模块B和电压增益变换模块B，与C象限连接的信号处理电路包括电流转电压模块C和电压增益变换模块C，与D象限连接的信号处理电路包括电流转电压模块D和电压增益变换模块D，电流转电压模块A、电流转电压模块B、电流转电压模块C和电流转电压模块D的转换系数分别为G1a、G1b、G1c和G1d，电压增益变换模块A、电压增益变换模块B、电压增益变换模块C和电压增益变换模块D的增益系数分别为G2a、G2b、G2c和G2d。本实施例中的电流转电压模块可以采用基于运算放大器虚短和虚断特点制作的输入电流流经反馈电阻的转换电路，电压增益变换模块可以采用运算放大器同相比例放大电路，电压信号采集模块可以采用基于FPGA的模数转换电路。
四象限光电探测器分为A、B、C和D四个象限，当有入射光照射至某一象限，四个象限输出光电流大小分别为IA、IB、IC和ID。A象限输出的光电流IA经过电流转电压模块A和电压增益变换模块A之后，输出电压UA＝IA*G1a*G2a；B象限输出的光电流IB经过电流转电压模块B和电压增益变换模块B之后，输出电压UB＝IB*G1b*G2b；C象限输出的光电流IC经过电流转电压模块C和电压增益变换模块C之后，输出电压UC＝IC*G1c*G2c；D象限输出的光电流ID经过电流转电压模块D和电压增益变换模块D之后，输出电压UD＝ID*G1d*G2d。四个象限对应输出电压UA、UB、UC和UD由电压信号采集模块进行模拟量到数字量转换，传至上位机。进一步，上位机根据四个象限对应的电压值可以计算出四象限光电探测器的光斑中心位置。
在本实施例中，电流转电压模块A对探测器A象限的拉出电流或灌入电流能力为KA/G1a，设计电流转电压模块A的转换系数G1a，使电流转电压模块A的拉出电流最大值或者灌入电流最大值大于A象限的输出电流最大值，即电流转电压模块A的转换系数G1a满足条件：|KA/G1a|>|IAmax|，可以消除A象限光电流对相邻B象限和D象限的串扰影响，式中KA为电流转电压模块A的常数，该常数由电流转电压模块A的电源电压和器件型号共同决定；电流转电压模块B对探测器B象限的拉出电流或灌入电流能力为KB/G1b，设计电流转电压模块B的转换系数G1b，使电流转电压模块B的拉出电流最大值或者灌入电流最大值大于B象限的输出电流最大值，即电流转电压模块B的转换系数G1b满足条件：|KB/G1b|>|IBmax|，可以消除B象限光电流对相邻A象限和C象限的串扰影响，式中KB为电流转电压模块B的常数，该常数由电流转电压模块B的电源电压和器件型号共同决定；电流转电压模块C对探测器C象限的拉出电流或灌入电流能力为KC/G1c，设计电流转电压模块C的转换系数G1c，使电流转电压模块C的拉出电流最大值或者灌入电流最大值大于C象限的输出电流最大值，即电流转电压模块C的转换系数G1c满足条件：|KC/G1c|>|ICmax|，可以消除C象限光电流对相邻B象限和D象限的串扰影响，式中KC为电流转电压模块C的常数，该常数由电流转电压模块C的电源电压和器件型号共同决定；电流转电压模块D对探测器D象限的拉出电流或灌入电流能力为KD/G1d，设计电流转电压模块D的转换系数G1d，使电流转电压模块D的拉出电流最大值或者灌入电流最大值大于D象限的输出电流最大值，即电流转电压模块D的转换系数G1d满足条件：|KD/G1d|>|IDmax|，可以消除D象限光电流对相邻A象限和C象限的串扰影响，式中KD为电流转电压模块D的常数，该常数由电流转电压模块D的电源电压和器件型号共同决定。
根据象限最大输出电流来设计对应的电流转电压模块的转换系数，使电流转电压模块拉出电流最大值或者灌入电流最大值始终覆盖该象限输出电流范围，始终保证该象限输出的光电流具有释放路径，从而不会溢出到相邻的其他象限，达到消除光电流对相邻象限的串扰的目的，同时，本发明中的信号处理电路为两级结构，第一级电流转电压模块的转换系数和第二级电压增益变换模块的增益系数可根据对应象限的最大输出电流灵活分配，使得第一级始终处于非饱和状态，第二级可以补偿第一级的转换系数，从而使信号处理电路总输出达到最大动态范围。
本发明所提出的信号处理系统解决了象限光电探测器中的任一象限信号处理电路输出幅度饱和对相邻象限产生的串扰问题，该信号处理系统的系统参数设置灵活，以象限光电探测器的各个象限输出的光电流为条件，通过将电流转电压模块的拉出电流最大值或者灌入电流最大值即电流转电压模块的常数与转换系数的比值设计为大于对应的象限的输出电流最大值，保证象限输出的光电流具有释放路径，从而不会溢出到相邻的其他象限，达到消除光电流对相邻象限的串扰的目的，同时可调整电流转电压模块的转换系数和电压增益变换模块的增益系数，使信号处理链路总增益达到与现有信号处理链路增益相一致的水平，在消除了象限光电探测器串扰的同时，保证了信号处理系统的增益。本发明所提出的消除象限光电探测器串扰的信号处理系统还具有结构简单、成本低以及可靠性高的优点。
作为一种具体的实施方式，电流转电压模块包括第一运算放大器N1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，电压增益变换模块包括第二运算放大器N2、第三电阻R3、第四电阻R4、第四电容C4和第五电容C5；
电流转电压模块对应的象限的输出端分别与第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端分别与第一电容C1的一端和第一运算放大器N1的反相输入端连接，第一电阻R1的另一端分别与第一电容C1的另一端和第一运算放大器N1的输出端连接，第一运算放大器N1的同相输入端和接地端均接地，第一运算放大器N1的输出端与第二运算放大器N2的同相输入端连接，第一运算放大器N1的正电源端和负电源端分别对应与正电源和负电源连接，且第一运算放大器N1的正电源端通过第三电容C3接地，第一运算放大器N1的负电源端通过第二电容C2接地；
第三电阻R3的一端接地，另一端分别与第四电阻R4的一端和第二运算放大器N2反相输入端连接，第四电阻R4的另一端与第二运算放大器N2的输出端连接，第二运算放大器N2的输出端作为信号处理电路的输出端与电压信号采集模块连接，第二运算放大器N2的正电源端和负电源端分别对应与正电源和负电源连接，且第二运算放大器N2的正电源端通过第五电容C5接地，第二运算放大器N2的负电源端通过第四电容C4接地。
请参考图2，在该具体实施方式中，提供了四象限光电探测器其中一个象限对应的信号处理电路的具体电路图，该信号处理电路包括电流转电压模块和电压增益变换模块，其中电流转电压模块包括第一运算放大器N1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，电压增益变换模块包括第二运算放大器N2、第三电阻R3、第四电阻R4、第四电容C4和第五电容C5。
具体地，象限的输出端分别与第一电阻R1的1脚和第二电阻R2的1脚连接；第二电阻R2的2脚分别与第一电容C1的1脚和第一运算放大器N1的2脚(即反相输入端)连接；第一电阻R1的2脚分别与第一电容C1的2脚和第一运算放大器N1的6脚(即输出端)连接；第一运算放大器N1的3脚(即同相输入端)和8脚(即接地端)均接地；第一运算放大器N1的6脚与第二运算放大器N2的3脚连接；第一运算放大器N1的7脚(即正电源端)和4脚(即负电源端)分别对应与正电源和负电源连接，并且第一运算放大器N1的7脚通过第三电容C3接地，4脚通过第二电容C2接地。
第三电阻R3的1脚接地，第三电阻R3的2脚分别与第四电阻R4的1脚和第二运算放大器N2的2脚(即反相输入端)连接；第四电阻R4的2脚与第二运算放大器N2的6脚(即输出端)连接，第二运算放大器N2的输出端作为信号处理电路的输出端与电压信号采集模块连接；第二运算放大器N2的7脚(即正电源端)和4脚(即负电源端)分别对应与正电源和负电源连接，并且第二运算放大器N2的7脚通过第五电容C5接地，4脚通过第四电容C4接地。第一运算放大器N1和第二运算放大器N2的7脚和4脚分别连接电容，可以去除信号处理电路的高频噪声。
本具体实施方式中，如图2所示，第一运算放大器N1和第二运算放大器N2的正电源采用+12V供电，负电源采用-12V供电；第一运算放大器N1可以采用AD公司的静电计放大器AD549，第二运算放大器N2可以采用AD公司的精密运算放大器OP27。
本实施方式的工作原理为：当有入射光照射至四象限光电探测器的A象限时，该象限输出光电流大小为IA。A象限光电流IA流经电阻R1，使第一运算放大器N1输出电压为IA*R1，第一运算放大器N1输出电压绝对值在任何情况下均满足|IA*R1|<KA，即电流转电压模块A对探测器A象限的拉出电流或者灌入电流能力在任何情况下均大于A象限光电流IA，始终保持A象限光电流IA具有释放路径，因此A象限光电流IA不会溢出到相邻B象限和D象限，实现了消除A象限光电流对相邻B象限和D象限的串扰的目的。同理，四象限光电探测器的B象限、C象限和D象限均采用此方法，来避免四象限光电探测器中的任一象限信号处理电路输出幅度饱和带来的相邻象限输出光电流问题。
本实施方式的驱动电路具体工作过程为：光照至四象限光电探测器的A象限，A象限输出光电流10nA，由于运算放大器N1的2脚处于高阻抗状态，A象限输出的光电流全部流经第一电阻R1，假设第一电阻R1取值3MΩ，根据欧姆定律，第一电阻R1两端压降为30mv；由于第一运算放大器N1的2脚处于虚地状态，第一运算放大器N1的6脚输出电压为-30mv。第二运算放大器N2为同相比例放大，选取阻值合适的第三电阻R3和第四电阻R4使得同相放大3.3倍，第二运算放大器N2的6脚输出电压为-100mv。同理，调节照射至探测器A象限的光照强度，使A象限输出光电流增至100nA，第一运算放大器N1的6脚输出电压为-300mv，第二运算放大器N2的6脚输出电压为-1000mv；调节照射至探测器A象限的光照强度，使A象限输出光电流增至1000nA，第一运算放大器N1的6脚输出电压为-3v，第二运算放大器N2的6脚输出电压为-10v。根据象限照射光强度、照射面积、象限响应度预估该象限对应的输出光电流的范围，根据该光电流范围设计对应的电流转电压模块的转换系数、电流转电压模块的电源电压和电流转电压模块的最大输出幅值。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，其特征在于，包括电压信号采集模块和与象限光电探测器的象限数量相同的信号处理电路，每一所述信号处理电路包括电流转电压模块和电压增益变换模块；
各个所述电流转电压模块的输入端与所述象限光电探测器的各个象限的输出端一一对应连接，所述电流转电压模块的输出端通过对应的所述电压增益变换模块与所述电压信号采集模块连接，所述电压信号采集模块与上位机连接，所述上位机用于根据所述电压信号采集模块采集的电压值计算得到所述象限光电探测器的光斑中心位置；
每一所述电流转电压模块的转换系数满足以下条件：
所述电流转电压模块的拉出电流最大值或者灌入电流最大值大于对应的象限的输出电流最大值，所述拉出电流最大值或者所述灌入电流最大值为所述电流转电压模块的常数与所述转换系数的比值；
所述电流转电压模块采用基于运算放大器虚短和虚断特点制作的输入电流流经反馈电阻的转换电路，所述电压增益变换模块采用运算放大器同相比例放大电路，所述电流转电压模块包括第一运算放大器N1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3，所述电压增益变换模块包括第二运算放大器N2、第三电阻R3、第四电阻R4、第四电容C4和第五电容C5；
所述电流转电压模块对应的象限的输出端分别与第一电阻R1的一端和所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端分别与所述第一电容C1的一端和所述第一运算放大器N1的反相输入端连接，第一电阻R1的另一端分别与所述第一电容C1的另一端和所述第一运算放大器N1的输出端连接，所述第一运算放大器N1的同相输入端和接地端均接地，所述第一运算放大器N1的输出端与所述第二运算放大器N2的同相输入端连接，所述第一运算放大器N1的正电源端和负电源端分别对应与正电源和负电源连接，且所述第一运算放大器N1的正电源端通过所述第三电容C3接地，所述第一运算放大器N1的负电源端通过所述第二电容C2接地；
所述第三电阻R3的一端接地，另一端分别与所述第四电阻R4的一端和所述第二运算放大器N2反相输入端连接，所述第四电阻R4的另一端与所述第二运算放大器N2的输出端连接，所述第二运算放大器N2的输出端作为所述信号处理电路的输出端与所述电压信号采集模块连接，所述第二运算放大器N2的正电源端和负电源端分别对应与所述正电源和所述负电源连接，且所述第二运算放大器N2的正电源端通过所述第五电容C5接地，所述第二运算放大器N2的负电源端通过所述第四电容C4接地。
2.根据权利要求1所述的消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，其特征在于，
所述电压信号采集模块采用基于FPGA的模数转换电路。
3.根据权利要求1所述的消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，其特征在于，
所述第一运算放大器N1采用静电计放大器AD549，所述第二运算放大器N2采用精密运算放大器OP27。
4.根据权利要求1或3所述的消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，其特征在于，
所述正电源的电压值为+12V，所述负电源的电压值为-12V。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的消除象限光电探测器串扰的信号处理系统，其特征在于，
所述象限光电传感器为四象限光电传感器，所述信号处理电路的数量为四个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911363365.XA CN111024220B (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911363365.XA CN111024220B (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111024220A CN111024220A (zh) | 2020-04-17 |
| CN111024220B true CN111024220B (zh) | 2021-01-26 |
Family
ID=70213624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911363365.XA Active CN111024220B (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111024220B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114413769B (zh) * | 2022-04-01 | 2022-08-02 | 之江实验室 | 一种四象限探测模块及其应用方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100517736C (zh) * | 2002-12-16 | 2009-07-22 | 朱华海 | 消除象限光电探测器光电串扰的方法 |
| CN107505608B (zh) * | 2017-06-22 | 2019-11-15 | 西安电子科技大学 | 激光雷达阵列接收器前端读出集成电路 |
| CN207833013U (zh) * | 2017-12-21 | 2018-09-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 十二象限激光探测器 |
| CN209117855U (zh) * | 2018-08-21 | 2019-07-16 | 南京华讯方舟通信设备有限公司 | 用于激光雷达的四象限探测器信号放大电路 |
-
2019
- 2019-12-26 CN CN201911363365.XA patent/CN111024220B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111024220A (zh) | 2020-04-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Haapalinna et al. | Measurement of the absolute linearity of photodetectors with a diode laser | |
| CN108351209B (zh) | 位置敏感的光电子检测器装置、以及使用位置敏感的光电子检测器装置的激光束接收器 | |
| CN111024220B (zh) | 一种消除象限光电探测器串扰的信号处理系统 | |
| Steindl et al. | Linear Mode Avalanche Photodiode With 1-GHz Bandwidth Fabricated in 0.35-$\mu $ m CMOS | |
| Brandl et al. | PIN photodiode optoelectronic integrated receiver used for 3-Gb/s free-space optical communication | |
| Titus et al. | CMOS photodetectors | |
| Laforce | Low noise optical receiver using Si APD | |
| JPH04252923A (ja) | 光検波回路 | |
| Joshi et al. | Ultra-low noise large-area InGaAs quad photoreceiver with low crosstalk for laser interferometry space antenna | |
| Vera-Marquina et al. | Quadrant photodiode for electronic processing | |
| Atef et al. | An integrated optical receiver for 2.5 Gbit/s using 4-PAM signaling | |
| US20170160406A1 (en) | Photodetector, and ct device including said photodetector | |
| CN105606213B (zh) | 一种激光微脉冲峰值功率测试装置 | |
| Li et al. | Design of a POF receiver with integrated photodiode in 0.5 µm BCD process | |
| Podlaskin et al. | New approach to raising the resolution of position sensitive detector with moving current-voltage characteristic | |
| Zhou et al. | High-dynamic-range photodetecting scheme based on PEPT with a large output swing | |
| Vinayaka et al. | Monolithic 8x8 sipm with 4-bit current-mode flash adc with tunable dynamic range | |
| Hein et al. | Low-power 300 Mbit/s OEIC with large-area photodiode | |
| Vilella et al. | Characterization of linear-mode avalanche photodiodes in standard CMOS | |
| Tiemens | Investigating the Viability of Using Avalanche Photodiodes for State Detection of BaF in the NL-eEDM Experiment | |
| KR100567786B1 (ko) | 차동형 이종접합 포토트랜지스터 | |
| JP2004153190A (ja) | アバランシェフォトダイオードの製造方法ならびにアバランシェフォトダイオード、光受信モジュールおよび光受信装置 | |
| Ahmadov et al. | A new physical model of Geiger-mode avalanche photodiodes | |
| Cheng et al. | Research of different structure integrated photodetectors in standard CMOS technology | |
| Du et al. | Demonstration of a Pulsed Ultraviolet Laser Positioning System Based on 4H-SiC Four-Quadrant Photodetectors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |