CN112564653A - 一种单电源供电的信号处理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单电源供电的信号处理电路，属于信号处理电路技术领域，APD接收信号做信号，通过电阻R10将APD输出的电流信号转换成电压信号，信号经过差分放大器U3A将接收到的信号进行相应的放大，电路中的供电电压为+VCC‑GND，R21和R22并联，兼具匹配差分电路和太高基准值的的功能，R22和R21将U3A输出信号的基准电压从GND抬高到了VCC/2，然后经过高通滤波器滤掉一部分无用的高频信号，在次将有用信号进行放大，通过此种方式可以实现提高信号质量，以及降低信号噪声的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种信号处理电路，特别是涉及一种单电源供电的信号处理电路，属于信号处理电路技术领域。
背景技术
APD是一种能够接收激光信号的一种装置，目前，APD装置在各个领域得到了广泛的应用，比如：APD温控设备、APD双电源自动投切设备、激光雷达的APD接收设备等。
APD是光电雪崩二极管，APD设备灵敏度高，响应速度快，频带宽，因此需要对APD接收到的信号做出相应的处理，以满足需求。
但是，目前市场上APD信号处理均采用双电源供电，由于电源噪声是会经过运算放大器进行放大，因此当采用双电源放大时比单电源供电时，最终的信号噪声大，信号质量差，为此设计一种单电源供电的信号处理电路来优化上述问题。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种单电源供电的信号处理电路，APD接收信号做信号，通过电阻R10将APD输出的电流信号转换成电压信号，信号经过差分放大器U3A将接收到的信号进行相应的放大，电路中的供电电压为+VCC-GND，R21和R22并联，兼具匹配差分电路和太高基准值的的功能，R22和R21将U3A输出信号的基准电压从GND抬高到了VCC/2，然后经过高通滤波器滤掉一部分无用的高频信号，在次将有用信号进行放大，通过此种方式可以实现提高信号质量，以及降低信号噪声的功能。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种单电源供电的信号处理电路，包括APD信号采集电路、差分放大电路、二阶高通滤波放大电路和低通滤波放大电路；
所述APD信号采集电路，用于进行对APD信号的采集；
所述差分放大电路，将APD信号采集电路输入的信号进行差分放大；
所述二阶高通滤波放大电路，获取差分放大后的信号进行高通滤波后进一步放大；
所述低通滤波放大电路，获取高通滤波后的放大信号再进一步进行低通滤波后再次放大后输出信号；
所述APD信号采集电路电性连接差分放大电路，所述差分放大电路电性连接二阶高通滤波放大电路，所述二阶高通滤波放大电路电性连接低通滤波放大电路。
优选的，所述APD信号采集电路包括发光二极管D3和电阻R10，所述发光二极管D3的阴极电性连接电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端与所述发光二极管D3的阳极电性连接，且所述发光二极管D3的阳极还进行接地。
优选的，所述差分放大电路包括运算放大器U3A，所述运算放大器U3A的+INA接线端电性连接电阻R11的一端、电阻R12的一端和电容CB1的一端，所述电阻R12的另一端与所述电容CB1的另一端电性连接并与所述运算放大器U3A的OUT1接线端电性连接，所述电阻R11的另一端电性连接电阻R10的一端，所述运算放大器U3A的-INA接线端电性连接电阻R19的一端、电阻R21的一端、电阻R22的一端和电容CB5的一端。
优选的，所述电容CB5的另一端与所述电阻R22的另一端电性连接并接地，所述电阻R21的另一端电性连接电源+VCC,所述电阻R19的另一端电性连接电阻R10的另一端，所述运算放大器U3A的4接线断电线连接电阻R22的另一端，所述运算放大器U3A的8接线端电性连接电源+VCC。
优选的，所述二阶高通滤波放大电路包括运算放大器U4A，所述运算放大器U4A的+INA接线端电性连接电容CB3的一端，所述电容CB3的另一端电性连接电容CB4的一端和电阻R的一端，所述电容CB4的另一端电性连接运算放大器U3A的OUT1接线端。
优选的，所述运算放大器U4A的-INA接线端电性连接电阻R18的一端和电阻R17的一端，所述电阻R18的另一端接地，所述电阻R17的另一端电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端，所述运算放大器U4A的8接线端电性连接电源+VCC，所述运算放大器U4A的4接线端接地，所述电阻R的另一端也电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端。
优选的，所述低通滤波放大电路包括运算放大器U5A的+INA接线端电性连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端电性连接电容CB2的一端和电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端。
优选的，所述运算放大器U4A的-INA接线端电性连接电阻R16的一端和电阻R15的一端，所述电阻R16的另一端接地，所述电阻R15的另一端电性连接所述运算放大器U4A的OUT1接线端，所述运算放大器U4A的8接线端电性连接电源+VCC，所述运算放大器U4A的4接线端接地，所述电容CB2的另一端与所述运算放大器U4A的OUT接线端电性连接。
本发明的有益技术效果：
本发明提供的一种单电源供电的信号处理电路，APD接收信号做信号，通过电阻R10将APD输出的电流信号转换成电压信号，信号经过差分放大器U3A将接收到的信号进行相应的放大，电路中的供电电压为+VCC-GND，R21和R22并联，兼具匹配差分电路和太高基准值的的功能，R22和R21将U3A输出信号的基准电压从GND抬高到了VCC/2，然后经过高通滤波器滤掉一部分无用的高频信号，在次将有用信号进行放大，通过此种方式可以实现提高信号质量，以及降低信号噪声的功能。
附图说明
图1为按照本发明的一种单电源供电的信号处理电路的一优选实施例的电路图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，本实施例提供的一种单电源供电的信号处理电路，包括APD信号采集电路、差分放大电路、二阶高通滤波放大电路和低通滤波放大电路；
所述APD信号采集电路，用于进行对APD信号的采集；
所述差分放大电路，将APD信号采集电路输入的信号进行差分放大；
所述二阶高通滤波放大电路，获取差分放大后的信号进行高通滤波后进一步放大；
所述低通滤波放大电路，获取高通滤波后的放大信号再进一步进行低通滤波后再次放大后输出信号；
所述APD信号采集电路电性连接差分放大电路，所述差分放大电路电性连接二阶高通滤波放大电路，所述二阶高通滤波放大电路电性连接低通滤波放大电路。
APD接收信号做信号，通过电阻R10将APD输出的电流信号转换成电压信号，信号经过差分放大器U3A将接收到的信号进行相应的放大，电路中的供电电压为+VCC-GND，R21和R22并联，兼具匹配差分电路和太高基准值的的功能，R22和R21将U3A输出信号的基准电压从GND抬高到了VCC/2，然后经过高通滤波器滤掉一部分无用的高频信号，在次将有用信号进行放大，通过此种方式可以实现提高信号质量，以及降低信号噪声的功能。
在本实施例中，所述APD信号采集电路包括发光二极管D3和电阻R10，所述发光二极管D3的阴极电性连接电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端与所述发光二极管D3的阳极电性连接，且所述发光二极管D3的阳极还进行接地。
在本实施例中，所述差分放大电路包括运算放大器U3A，所述运算放大器U3A的+INA接线端电性连接电阻R11的一端、电阻R12的一端和电容CB1的一端，所述电阻R12的另一端与所述电容CB1的另一端电性连接并与所述运算放大器U3A的OUT1接线端电性连接，所述电阻R11的另一端电性连接电阻R10的一端，所述运算放大器U3A的-INA接线端电性连接电阻R19的一端、电阻R21的一端、电阻R22的一端和电容CB5的一端。
在本实施例中，所述电容CB5的另一端与所述电阻R22的另一端电性连接并接地，所述电阻R21的另一端电性连接电源+VCC,所述电阻R19的另一端电性连接电阻R10的另一端，所述运算放大器U3A的4接线断电线连接电阻R22的另一端，所述运算放大器U3A的8接线端电性连接电源+VCC。
在本实施例中，所述二阶高通滤波放大电路包括运算放大器U4A，所述运算放大器U4A的+INA接线端电性连接电容CB3的一端，所述电容CB3的另一端电性连接电容CB4的一端和电阻R的一端，所述电容CB4的另一端电性连接运算放大器U3A的OUT1接线端。
在本实施例中，所述运算放大器U4A的-INA接线端电性连接电阻R18的一端和电阻R17的一端，所述电阻R18的另一端接地，所述电阻R17的另一端电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端，所述运算放大器U4A的8接线端电性连接电源+VCC，所述运算放大器U4A的4接线端接地，所述电阻R的另一端也电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端。
在本实施例中，所述低通滤波放大电路包括运算放大器U5A的+INA接线端电性连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端电性连接电容CB2的一端和电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端。
在本实施例中，所述运算放大器U4A的-INA接线端电性连接电阻R16的一端和电阻R15的一端，所述电阻R16的另一端接地，所述电阻R15的另一端电性连接所述运算放大器U4A的OUT1接线端，所述运算放大器U4A的8接线端电性连接电源+VCC，所述运算放大器U4A的4接线端接地，所述电容CB2的另一端与所述运算放大器U4A的OUT接线端电性连接。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：包括APD信号采集电路、差分放大电路、二阶高通滤波放大电路和低通滤波放大电路；
所述APD信号采集电路，用于进行对APD信号的采集；
所述差分放大电路，将APD信号采集电路输入的信号进行差分放大；
所述二阶高通滤波放大电路，获取差分放大后的信号进行高通滤波后进一步放大；
所述低通滤波放大电路，获取高通滤波后的放大信号再进一步进行低通滤波后再次放大后输出信号；
所述APD信号采集电路电性连接差分放大电路，所述差分放大电路电性连接二阶高通滤波放大电路，所述二阶高通滤波放大电路电性连接低通滤波放大电路。
2.根据权利要求1所述的一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：所述APD信号采集电路包括发光二极管D3和电阻R10，所述发光二极管D3的阴极电性连接电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端与所述发光二极管D3的阳极电性连接，且所述发光二极管D3的阳极还进行接地。
3.根据权利要求2所述的一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：所述差分放大电路包括运算放大器U3A，所述运算放大器U3A的+INA接线端电性连接电阻R11的一端、电阻R12的一端和电容CB1的一端，所述电阻R12的另一端与所述电容CB1的另一端电性连接并与所述运算放大器U3A的OUT1接线端电性连接，所述电阻R11的另一端电性连接电阻R10的一端，所述运算放大器U3A的-INA接线端电性连接电阻R19的一端、电阻R21的一端、电阻R22的一端和电容CB5的一端。
4.根据权利要求3所述的一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：所述电容CB5的另一端与所述电阻R22的另一端电性连接并接地，所述电阻R21的另一端电性连接电源+VCC,所述电阻R19的另一端电性连接电阻R10的另一端，所述运算放大器U3A的4接线断电线连接电阻R22的另一端，所述运算放大器U3A的8接线端电性连接电源+VCC。
5.根据权利要求4所述的一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：所述二阶高通滤波放大电路包括运算放大器U4A，所述运算放大器U4A的+INA接线端电性连接电容CB3的一端，所述电容CB3的另一端电性连接电容CB4的一端和电阻R的一端，所述电容CB4的另一端电性连接运算放大器U3A的OUT1接线端。
6.根据权利要求5所述的一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：所述运算放大器U4A的-INA接线端电性连接电阻R18的一端和电阻R17的一端，所述电阻R18的另一端接地，所述电阻R17的另一端电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端，所述运算放大器U4A的8接线端电性连接电源+VCC，所述运算放大器U4A的4接线端接地，所述电阻R的另一端也电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端。
7.根据权利要求6所述的一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：所述低通滤波放大电路包括运算放大器U5A的+INA接线端电性连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端电性连接电容CB2的一端和电阻R13的一端，所述电阻R13的另一端电性连接运算放大器U4A的OUT1接线端。
8.根据权利要求7所述的一种单电源供电的信号处理电路，其特征在于：所述运算放大器U4A的-INA接线端电性连接电阻R16的一端和电阻R15的一端，所述电阻R16的另一端接地，所述电阻R15的另一端电性连接所述运算放大器U4A的OUT1接线端，所述运算放大器U4A的8接线端电性连接电源+VCC，所述运算放大器U4A的4接线端接地，所述电容CB2的另一端与所述运算放大器U4A的OUT接线端电性连接。
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