CN203206208U

CN203206208U - 一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路

Info

Publication number: CN203206208U
Application number: CN 201320183484
Authority: CN
Inventors: 曹俭荣; 李志荣; 伍向红
Original assignee: HUNAN KEHENG ELECTRIC Co Ltd
Current assignee: HUNAN KEHENG ELECTRIC Co Ltd
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2023-04-12

Abstract

本实用新型涉及一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路，包括桥式电路、比例运算电路、二级放大电路和电压比较电路，其中：桥式电路连接电源VCC，其输出端连接比例运算电路，比例运算电路的输出端连接二级放大电路，二级放大电路连接电源VCC，其输出端连接电压比较电路，电压比较电路以数字信号的形式输出其接收到的激光信号；桥式电路包括光敏二极管D1、激光检测管D2及电阻单元a，电阻单元a内的电阻组成惠斯登桥式电路；比例运算电路包括集成运算放大器U1B及电阻单元b，本实用新型结构简单、抗干扰能力强。

Description

一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路

技术领域

本实用新型涉及电子、电工产品，特别指一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路。

背景技术

目前信号调理电路有很多种，其作用为把模拟信号变换为用于数据采集、控制过程、执行计算显示读出或其他目的的数字信号，一些信号调理电路的技术也很成熟，但是还没有特别针对具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进、创新，提供结构简单、抗干扰能力强的一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路。

本实用新型的技术方案是构造一种包括桥式电路、比例运算电路、二级放大电路和电压比较电路，其中：

桥式电路连接电源VCC，其输出端连接比例运算电路，比例运算电路的输出端连接二级放大电路，二级放大电路连接电源VCC，其输出端连接电压比较电路，电压比较电路以数字信号的形式输出其接收到的激光信号；

上述的桥式电路包括光敏二极管D1、激光检测管D2及电阻单元a，电阻单元a内的电阻组成惠斯登桥式电路；

上述的比例运算电路包括集成运算放大器U1B及电阻单元b；

上述的二级放大电路包括集成运算放大器U1A、电位器W1、电源滤波电容C1及电阻单元c；

上述的电压比较电路包括电压比较器U2、电容C2、电容C3及电阻单元d。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型的主要目的在于提供一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路，它能够在透光性较差和存在外来光源干扰的情况下排除干扰，准确的读取激光信号，当工作环境中存在粉尘或因其它原因造成透光性较差时，它能够灵敏读取微弱光信号，当环境中存在其它光源干扰时，它能够剔除由干扰光源产生的电信号提取激光信号。

附图说明

图1是本实用新型的电原理图。

图2是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

由图1至图2可知，本实用新型包括桥式电路、比例运算电路、二级放大电路和电压比较电路，其中：

上述的比例运算电路包括集成运算放大器U1B及电阻单元b；

所述的电阻单元a包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4及电阻R10，其中：电阻R1、电阻R4、电阻R5的公共端连接电源VCC，电阻R2、电阻R3、电阻R10的公共端接地,电阻R1和电阻R2的另一端连接，后经电阻R6连接至运算放大器U1的第5脚,电阻R4、电阻R3的非公共端连接，后经电阻R8连接至运算放大器U1的第5脚,电阻R3与激光检测管D2并联，电阻R1与光敏二极管D1并联。

所述的电阻单元b包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9 ，其中：电阻R6连接电阻R1、电阻R2、光敏二极管D1的公共点至运算放大器U1的第5脚，电阻R7连接电阻R5、电阻R10的公共端连接至运算放大器U1的第5脚，电阻R8连接电阻R4、电阻R3、激光检测管D2的公共点连接至运算放大器U1的第6脚，电阻R9连接U1的6、7脚，电阻R9为负反馈电阻。

所述的电阻单元c包括电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14其中：电阻R12与比例运算电路的输出端连接，并与电阻R13串联接入集成运算放大器U1A的反相输入端，电阻R15为负反馈电阻，其一端与集成运算放大器U1A的反相端相接，另一端与集成运算放大器U1A的输出端相接，电位器W1两个固定端分别接地和电源VCC，滑动端与电阻R11相接，电阻R11另一端接入集成运算放大器U1A的同相端，电源滤波电容C1一端与电源VCC连接，电源滤波电容C1另一端接地。

所述的电阻单元d包括电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R18及电阻R19，其中：电阻R14与二级放大电路的输出端连接，电阻R14与电阻R17串联，电阻R17的另一端与电压比较器U2的同相输入端连接，电阻R16两端分别与电源VCC和电压比较器U2的反相输入端相接，电阻R19与滤波电容C3并联，电阻R19的两端分别接地和连接电压比较器U2的反相输入端，电源滤波电容C2一端接地，另一端接电源VCC，上拉电阻R16一端接电源VCC，另一端接电压比较器U2的输出端。

本实用新型的结构原理

本实用新型由四部分组成：桥式电路、比例运算电路、二级放大电路、电压比较电路，桥式电路和比例运算电路相连，比例运算电路和二级放大电路相连，运算放大电路和电压比较电路相连，电压比较电路最后以数字信号的形式输出接收的激光信号。

桥式电路包含电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R10以及光敏二极管D1、激光检测管D2，其中电阻R1、电阻R2、光敏二极管D1构成环境光补偿桥路，电阻R5、电阻R10构成基准桥臂，电阻R4、电阻R3、激光检测管D2构成激光信号检测回路，与激光检测管D2同视窗的光敏二极管D1感应到的环境光影响被与激光检测管D2反向的补偿给比例运算放大器U1，用以消除环境光的影响。

比例运算电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9 和运算放大器U1B，其中：电阻R6连接电阻R1、电阻R2、光敏二极管D1的公共点连接至运算放大器U1的第5脚，构成环境光补偿电路，电阻R7连接电阻R5、电阻R10的公共端，后连接运算放大器U1的第5脚，构成基准桥臂，电阻R8连接电阻R4、电阻R3、激光检测管D2的公共点连接至运算放大器U1的第6脚，构成激光信号检测回路，电阻R9连接运算放大器U1的6、7脚，电阻R9为负反馈电阻。

二级放大电路包含电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14和集成运算放大器U1A，其中：电阻R12与比例运算电路的输出端连接，并与电阻R13串联接入集成运算放大器U1A的反相输入端，电阻R15为负反馈电阻，其一端与集成运算放大器U1A的反相端相接，另一端与集成运算放大器U1A的输出端相接，电位器W1两个固定端分别接地和电源VCC，滑动端与电阻R11相接，电阻R11另一端接入集成运算放大器U1A的同相端，电位器W1用以调节二级放大电路的输出零点，电源滤波电容C1一端与电源VCC连接另一端接地。

电压比较电路包含电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R18及电阻R19，其中：电阻R14与二级放大电路的输出端连接，电阻R14与电阻R17串联后，电阻R17的另一端与电压比较器U2的同相输入端连接，电阻R16两端分别与电源VCC和电压比较器U2的反相输入端相接，电阻R19和滤波电容C3并联，电阻R19的两端分别连接电压比较器U2的反相输入端和接地，电源滤波电容C2一端接地，另一端接电源VCC，上拉电阻R16一端接电源VCC，另一端接电压比较器U2的输出端。

本实用新型的工作原理

本实用新型的激光发射装置A无信号时，由于光敏二极管D1和激光检测管D2处于同一环境中，接收到的是等强度的环境光，因此其电阻值的变化相差不大，故桥臂经电阻R6与电阻R8提供给U1A的加、减法信号电压是相等的，其电压与电阻R7和电桥相接点的电压相同，由于电阻R6、电阻R7和电阻R8阻值相同，因此比例运算电路的输出端电压与电阻R7和电桥相接点的电压相同，调节电位器W1，使得二级放大电路输出端的电压值稍微高于电压比较器的阀值，此时电压比较电路输出为高电平。

本实用新型的激光发射装置A有信号时，由于激光的方向性很强，只有激光检测管D2接收到激光信号，因此光敏二极管D1的阻值无变化，激光检测管D2的阻值急剧下降，即使所处环境光透性不强激光检测管D2的阻值也会发生下降，电阻R8与电桥相接点的电压下降，因此比例运算电路的输出电压下降，由于比例运算电路的输出端是二级放大电路的反相输入端，因此二级放大电路输出端的电压升高，且高于电压比较器的阀值，此时电压比较电路输出为高电平。

本实用新型所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行的描述，并非对本实用新型构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims

1.一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路，其特征在于包括桥式电路、比例运算电路、二级放大电路和电压比较电路，其中：

所述的桥式电路包括光敏二极管D1、激光检测管D2及电阻单元a，电阻单元a内的电阻组成惠斯登桥式电路；

所述的比例运算电路包括集成运算放大器U1B及电阻单元b；

所述的二级放大电路包括集成运算放大器U1A、电位器W1、电源滤波电容C1及电阻单元c；

所述的电压比较电路包括电压比较器U2、电容C2、电容C3及电阻单元d。

2.根据权利要求1所述的一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路，其特征在于所述的电阻单元a包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4及电阻R10，其中：电阻R1、电阻R4、电阻R5的公共端连接电源VCC，电阻R2、电阻R3、电阻R10的公共端接地,电阻R1和电阻R2的另一端连接，后经电阻R6连接至运算放大器U1的第5脚,电阻R4、电阻R3的非公共端连接，后经电阻R8连接至运算放大器U1的第5脚,电阻R3与激光检测管D2并联，电阻R1与光敏二极管D1并联。

3.根据权利要求1所述的一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路，其特征在于所述的电阻单元b包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9 ，其中：电阻R6连接电阻R1、电阻R2、光敏二极管D1的公共点至运算放大器U1的第5脚，电阻R7连接电阻R5、电阻R10的公共端连接至运算放大器U1的第5脚，电阻R8连接电阻R4、电阻R3、激光检测管D2的公共点连接至运算放大器U1的第6脚，电阻R9连接U1的6、7脚，电阻R9为负反馈电阻。

4.根据权利要求1所述的一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路，其特征在于所述的电阻单元c包括电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14其中：电阻R12与比例运算电路的输出端连接，并与电阻R13串联接入集成运算放大器U1A的反相输入端，电阻R15为负反馈电阻，其一端与集成运算放大器U1A的反相端相接，另一端与集成运算放大器U1A的输出端相接，电位器W1两个固定端分别接地和电源VCC，滑动端与电阻R11相接，电阻R11另一端接入集成运算放大器U1A的同相端，电源滤波电容C1一端与电源VCC连接，电源滤波电容C1另一端接地。

5.根据权利要求1所述的一种具有消除光透差和环境光影响的激光信号调理电路，其特征在于所述的电阻单元d包括电阻R14、电阻R16、电阻R17、电阻R18及电阻R19，其中：电阻R14与二级放大电路的输出端连接，电阻R14与电阻R17串联，电阻R17的另一端与电压比较器U2的同相输入端连接，电阻R16两端分别与电源VCC和电压比较器U2的反相输入端相接，电阻R19与滤波电容C3并联，电阻R19的两端分别接地和连接电压比较器U2的反相输入端，电源滤波电容C2一端接地，另一端接电源VCC，上拉电阻R16一端接电源VCC，另一端接电压比较器U2的输出端。