CN218156512U - 一种光电探测电路 - Google Patents
一种光电探测电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218156512U CN218156512U CN202222070554.1U CN202222070554U CN218156512U CN 218156512 U CN218156512 U CN 218156512U CN 202222070554 U CN202222070554 U CN 202222070554U CN 218156512 U CN218156512 U CN 218156512U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistor
- subtracter
- input end
- tia
- gain1
- 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
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种光电探测电路，包括光电二极管VT，所述光电二极管VT的负极接反向偏压VP，所述光电二极管VT的正极与跨阻放大器TIA的反向输入端连接，所述跨阻放大器TIA的正向输入端连接有直流偏置电压Vcom，所述跨阻放大器TIA的反向输入端和跨阻放大器TIA的输出端之间连接有反馈电阻Rf；所述跨阻放大器TIA的输出端连接有电阻R1，所述电阻R1连接有减法器GAIN1的反向输入端，所述GAIN1的正向输入端分别连接有电阻R3和电阻R4，所述电阻R3连接有可调节电压VX，所述电阻R4接地，所述减法器GAIN1的反向输入端和减法器GAIN1的输出端之间连接有反馈电阻R2。本实用新型，不增加其他环境光补偿的器件，能够消除掉全部的环境光和结构引起的反射光，并不是进行补偿。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电探测技术领域，具体是一种光电探测电路。
背景技术
光电传感器主要由三部分组成，分别是光源、光学通路和光电元件。光电传感器使用光电元件作为检测元件，将通过光路的光源信号转换为电信号。光电传感器检测具有精度高、反应快、非接触等诸多优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此光电传感器在检测和控制中都有着广泛的应用。
目前对于光电传感器环境光和反射光所产生影响的解决方案基本是采用补偿技术，从源头光电元件补偿环境光。其中一种是采用一对光电二极管光电流相减消除环境光，但是此种方案会增加一个光电二极管，作为烟雾探测器应用，受体积限制，会增加烟雾探测器的尺寸，而且烟雾探测器受成本限制，增加一个光电二极管会增加成本。这种方案只可以对环境光引起的直流信号进行补偿，对结构引起的反射光不能进行补偿。诸多限制使这种方案在烟雾探测应用中具体局限性。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种光电探测电路，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种光电探测电路，包括光电二极管VT，所述光电二极管VT的负极接反向偏压VP，所述光电二极管VT的正极与跨阻放大器TIA的反向输入端连接，所述跨阻放大器TIA的正向输入端连接有直流偏置电压Vcom，所述跨阻放大器TIA的反向输入端和跨阻放大器TIA的输出端之间连接有反馈电阻Rf；所述跨阻放大器TIA的输出端连接有电阻R1，所述电阻R1连接有减法器GAIN1的反向输入端，所述GAIN1的正向输入端分别连接有电阻R3和电阻R4，所述电阻R3连接有可调节电压VX，所述电阻R4接地，所述减法器GAIN1的反向输入端和减法器GAIN1的输出端之间连接有反馈电阻R2，所述减法器GAIN1的输出端连接有减法器GAIN2输入端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：合理运用第二级放大器，不增加其他环境光补偿的器件；能够消除掉全部的环境光，并不是进行补偿；不仅能消除环境光，还能对结构引起的反射光一起消除。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1是本实用新型的电路示意图；
图2是本实用新型跨阻放大器(TIA)输出级信号波形示意图；
图3为本实用新型减法器输出级信号波形示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种光电探测电路，包括光电二极管VT，所述光电二极管VT的负极接反向偏压VP，所述光电二极管VT的正极与跨阻放大器TIA的反向输入端连接，所述跨阻放大器TIA的正向输入端连接有直流偏置电压Vcom，所述跨阻放大器TIA的反向输入端和跨阻放大器TIA的输出端之间连接有反馈电阻Rf；所述跨阻放大器TIA的输出端连接有电阻R1，所述电阻R1连接有减法器GAIN1的反向输入端，所述GAIN1的正向输入端分别连接有电阻R3和电阻R4，所述电阻R3连接有可调节电压VX，所述电阻R4接地，所述减法器GAIN1的反向输入端和减法器GAIN1的输出端之间连接有反馈电阻R2，所述减法器GAIN1的输出端连接有减法器GAIN2输入端；所述光电二极管VT接收到来自烟雾散射的光信号；在光电二极管处允许环境光带来的直流信号和反射光带来的交流信号的存在。经过跨阻放大器(TIA)的电流电压转换后在跨阻放大器(TIA)输出级得到探测信号、交流本底信号和直流信号叠加的信号，第二级运用减法器将不被希望出现的信号给减掉，得到真实的探测信号。
如附图1，光电二极管VT接收到来自烟雾散射的光信号，环境光引入的直流信号和结构引起的反射光信号，其中后两种信号是不希望出现的信号，需要消除这两种信号。
节点1是电流输入信号，包括烟雾散射的光电流信号，环境光引入的光电流信号和结构引起的反射光电流信号，表示为：
I1＝idc+Iac+is
其中is为烟雾散射的光电流信号(需要放大的信号)，Idc和iac分别为环境光引入的光电流信号和结构引起的反射光电流信号(需要消除的信号)。
经过跨阻放大器(TIA)后信号被放大，根据跨阻放大器(TIA)输入输出关系得到节点2的输出表达式为：
Vo2＝Vcom-I1*Rf
将输入电流信号I1代入上式得到：
Vo2＝Vcom-Idc*Rf-iac*Rf-is*Rf
＝Vcom-U0-Vac-Vs
其中，U0为环境光引入的直流电压；Vac为结构引起的反射光电压信号；Vs为烟雾散射引起的交流信号。输出节点2波形图如附图2所示。
跨阻放大器(TIA)放大后的信号经过第二级减法器减除环境光引起直流信号U0、烟感结构引起的反射光电压信号Vac以及第一级引入的直流偏置电压Vcom，经过减法器输出的信号节点3电压Vo3，根据运放的特性推导节点3的输出。
根据虚断，第二级减法器的正负输入端电压为：
根据虚短，V+＝V-,且当R1＝R3，R2＝R4时
这里的VX默认理想条件下的取值VX＝Vcom-U0-Vac，将Vo2和VX代入表达式得
当R2＝GR1，该减法器具有G倍放大增益
Vo3＝GVs
得到烟雾散射引起的检测信号，将环境光和反射光带来的影响全部消除。输出节点3的信号波形示意图如附图3。
本实用新型的工作原理是：合理运用第二级放大器，不增加其他环境光补偿的器件；能够消除掉全部的环境光，并不是进行补偿；不仅能消除环境光，还能对结构引起的反射光一起消除。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种光电探测电路，包括光电二极管VT，其特征在于：所述光电二极管VT的负极接反向偏压VP，所述光电二极管VT的正极与跨阻放大器TIA的反向输入端连接，所述跨阻放大器TIA的正向输入端连接有直流偏置电压Vcom，所述跨阻放大器TIA的反向输入端和跨阻放大器TIA的输出端之间连接有反馈电阻Rf；所述跨阻放大器TIA的输出端连接有电阻R1，所述电阻R1连接有减法器GAIN1的反向输入端，所述GAIN1的正向输入端分别连接有电阻R3和电阻R4，所述电阻R3连接有可调节电压VX，所述电阻R4接地，所述减法器GAIN1的反向输入端和减法器GAIN1的输出端之间连接有反馈电阻R2，所述减法器GAIN1的输出端连接有减法器GAIN2输入端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222070554.1U CN218156512U (zh) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 一种光电探测电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202222070554.1U CN218156512U (zh) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 一种光电探测电路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218156512U true CN218156512U (zh) | 2022-12-27 |
Family
ID=84598839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202222070554.1U Active CN218156512U (zh) | 2022-08-08 | 2022-08-08 | 一种光电探测电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218156512U (zh) |
-
2022
- 2022-08-08 CN CN202222070554.1U patent/CN218156512U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6211624B2 (ja) | 光センサーのマトリクス中の光強度の時間的変化を検出するための方法およびデバイス | |
| US5410145A (en) | Light detector using reverse biased photodiodes with dark current compensation | |
| JP2012235376A (ja) | 電子回路及び光受光回路 | |
| EP0852435A2 (en) | Bias voltage supply circuit for photoelectric converting element, and photodetection circuit | |
| EP0489927A1 (en) | Light-receiving circuit | |
| CN218156512U (zh) | 一种光电探测电路 | |
| JP2008251770A (ja) | 光電変換回路 | |
| JPH0585850B2 (zh) | ||
| CN218673908U (zh) | 一种平衡光电探测器 | |
| JP3999325B2 (ja) | 光検出回路 | |
| JPH04252923A (ja) | 光検波回路 | |
| CN206835056U (zh) | 一种基于apd的采集放大电路 | |
| EP0367184B1 (en) | First stage circuit for an optical receiver | |
| JPS6388871A (ja) | 光混成集積回路装置 | |
| JPH0257740B2 (zh) | ||
| CN111511068B (zh) | 芯片式光电传感器及手势识别装置 | |
| CN113644884A (zh) | 跨阻放大电路及光敏芯片 | |
| JP2674110B2 (ja) | アバランシエホトダイオードのバイアス回路の温度補償回路 | |
| GB2202624A (en) | Optimum biasing system for electronic devices | |
| JPH04174566A (ja) | 光検出装置 | |
| CN214583654U (zh) | 一种提高光电二极管动态范围的装置 | |
| CN213906635U (zh) | 直流恢复模块及光电检测电路 | |
| JPH03123816A (ja) | 測定装置 | |
| JPS58165020A (ja) | 光電変換装置 | |
| JPH051791Y2 (zh) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |