一種激光干涉儀光電檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及微弱信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種激光干涉儀光電檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]激光干涉儀是干涉式大氣垂直探測儀的參考干涉系統(tǒng)。它利用波長為632.Snm的He-Ne激光光源，在大氣垂直探測儀的動鏡運動時，與目標(biāo)紅外輻射一起在主干涉系統(tǒng)中同時被調(diào)制，通過對光電探測器接收的激光干涉信號進行處理，可以獲取控制信號用來觸發(fā)主干涉儀等間隔采樣及控制動鏡勻速運動。激光干涉信號是微安級的微弱電流信號且?guī)捒蛇_0.5MHz，為了獲取這樣的微弱信號，需要設(shè)計低噪聲的光電檢測電路。
[0003]目前在弱光電信號檢測領(lǐng)域，各種新方法層出不窮，但普遍存在抗干擾能力不強、檢測精度不尚等缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種激光干涉儀光電檢測電路，該檢測電路能將掩埋在噪聲中的激光干涉信號提取出來，通過濾波和整形處理，獲取脈沖輸出信號，為大氣垂直探測儀的可靠運行提供有效的控制信號。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種激光干涉儀光電檢測電路，它包括光電轉(zhuǎn)換前置放大電路、次級放大電路、低通濾波電路和比較整形電路；
[0007]所述光電轉(zhuǎn)換前置放大電路通過光電探測接收激光干涉信號并將光電流變換成電壓信號，所述次級放大電路將電壓信號提升到與后續(xù)電路匹配的正弦電壓信號，所述低通濾波電路濾除激光干涉信號的高頻噪聲，所述比較整形電路將低通濾波輸出的正弦信號變換成方波脈沖信號輸出。
[0008]優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換前置放大電路包括S10783型硅光電二極管和第一運算放大器；
[0009]所述S10783型硅光電二極管的正極接地、負(fù)極連接所述第一運算放大器的反相輸入端；
[0010]所述第一運算放大器的同相輸入端接地、反相輸入端分別通過第一電容與第一電阻連接第一運算放大器的輸出端、輸出端連接所述次級放大電路的輸入端。
[0011]優(yōu)選地，所述低通濾波電路包括第二運算放大器；
[0012]所述第二運算放大器的反相輸入端依次通過第三電阻和第二電阻連接所述次級放大電路的輸出端、同相輸入端接地、輸出端通過第二電容連接第二運算放大器的反相輸入端，所述第二運算放大器的輸出端還通過第四電阻后分兩支路，一支路連接在所述第三電阻和第二電阻之間、另一支路通過第三電容接地。
[0013]優(yōu)選地，所述比較整形電路包括第三比較器；
[0014]所述第三比較器的反相輸入端通過第五電阻連接所述第二運算放大器的輸出端、同相輸入端通過第六電阻接地、輸出端通過第七電阻連接第三比較器的同相輸入端。
[0015]優(yōu)選地，所述第一運算放大器與第二運算放大器均為MAX4488型運算放大器，所述第三比較器為AD790型比較器。
[0016]由于采用了上述方案，本實用新型以S10783型硅光電二極管和MAX4488型運算放大器為核心的光電轉(zhuǎn)換前置放大電路滿足低噪聲設(shè)計要求，并通過低通濾波電路來濾除高頻噪聲和比較整形電路來提高抗干擾能力，從而獲取高精度的脈沖輸出信號，為大氣垂直探測儀的可靠運行提供有效的控制信號。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例的電路原理框圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例的光電轉(zhuǎn)換前置放大電路結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3是本實用新型實施例的低通濾波電路結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例的比較整形電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細(xì)說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0022]如圖1所示，本實施例的一種激光干涉儀光電檢測電路，它包括光電轉(zhuǎn)換前置放大電路1、次級放大電路2、低通濾波電路3和比較整形電路4 ;光電轉(zhuǎn)換前置放大電路I通過光電探測接收激光干涉信號并將光電流變換成電壓信號，次級放大電路2將電壓信號提升到與后續(xù)電路匹配的正弦電壓信號，低通濾波電路3濾除激光干涉信號的高頻噪聲，比較整形電路4將低通濾波輸出的正弦信號變換成方波脈沖信號輸出，比較整形電路4輸出的脈沖信號作為動鏡速度檢測單元的反饋信號，在后續(xù)數(shù)字電路進行信號處理，控制動鏡勾速運動。
[0023]如圖2所示，本實施例的光電轉(zhuǎn)換前置放大電路I包括S10783型硅光電二極管Dl和第一運算放大器Ul ;第一運算放大器Ul為MAX4488型運算放大器。
[0024]S10783型硅光電二極管Dl的正極接地、負(fù)極連接第一運算放大器Ul的反相輸入端；第一運算放大器Ul的同相輸入端接地、反相輸入端分別通過第一電容Cl與第一電阻Rl連接第一運算放大器Ul的輸出端、輸出端連接次級放大電路2的輸入端。
[0025]本實施例的S10783型硅光電二極管Dl在光伏作用下可實現(xiàn)非常精確的線性度，當(dāng)待測信號是微安級的微弱電流信號時，這對提高電路的信噪比是非常有益的，第一運算放大器Ul選用為MAX4488型運算放大器，使得滿足源阻抗較高的S10783型硅光電二極管Dl前置放大電路的低噪聲要求，且能有效地減小系統(tǒng)誤差，保持電路精度。
[0026]如圖3所示，本實施例的低通濾波電路3包括第二運算放大器U2 ;第二運算放大器U2為MAX4488型運算放大器。
[0027]第二運算放大器U2的反相輸入端依次通過第三電阻R3和第二電阻R2連接次級放大電路2的輸出端、同相輸入端接地、輸出端通過第二電容C2連接第二運算放大器U2的反相輸入端，第二運算放大器U2的輸出端還通過第四電阻R4后分兩支路，一支路連接在第三電阻R3和第二電阻R2之間、另一支路通過第三電容C3接地。
[0028]本實施例的次級放大電路2將電壓信號提升到2V輸出，滿足后續(xù)低通濾波電路3的信號幅值要求，由于經(jīng)過放大的激光干涉信號不可避免存在高頻干擾，因此需通過采用MAX4488型的第二運算放大器U2和兩節(jié)RC濾波網(wǎng)絡(luò)組成的低通濾波電路3來抑制高頻噪聲。
[0029]如圖4所示，本實施例的比較整形電路4包括第三比較器U3 ;第三比較器U3為AD790型比較器。第三比較器U3的反相輸入端通過第五電阻R5連接第二運算放大器U2的輸出端、同相輸入端通過第六電阻R6接地、輸出端通過第七電阻R7連接第三比較器U3的同相輸入端。
[0030]本實施例的比較整形電路4把低通濾波輸出的正弦信號變換為方波脈沖信號，而通常采用簡單的過零比較器便可把正弦信號整形成方波信號，但過零電壓比較器在零點附近的抗干擾能力較差。當(dāng)正弦信號過零時，由于信號不穩(wěn)定或噪聲的影響，在零點附近有小幅抖動，因此在這樣的過渡帶，比較器會發(fā)生多次翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致比較器輸出不穩(wěn)定，這是應(yīng)當(dāng)避免的。本實施例利用AD790型第三比較器U3構(gòu)成的遲滯比較器代替過零比較器可以提高抗干擾能力，避免比較器錯誤翻轉(zhuǎn)。
[0031]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種激光干涉儀光電檢測電路，其特征在于:它包括光電轉(zhuǎn)換前置放大電路、次級放大電路、低通濾波電路和比較整形電路； 所述光電轉(zhuǎn)換前置放大電路通過光電探測接收激光干涉信號并將光電流變換成電壓信號，所述次級放大電路將電壓信號提升到與后續(xù)電路匹配的正弦電壓信號，所述低通濾波電路濾除激光干涉信號的高頻噪聲，所述比較整形電路將低通濾波輸出的正弦信號變換成方波脈沖信號輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的一種激光干涉儀光電檢測電路，其特征在于:所述光電轉(zhuǎn)換前置放大電路包括S10783型娃光電二極管和第一運算放大器； 所述S10783型硅光電二極管的正極接地、負(fù)極連接所述第一運算放大器的反相輸入端; 所述第一運算放大器的同相輸入端接地、反相輸入端分別通過第一電容與第一電阻連接第一運算放大器的輸出端、輸出端連接所述次級放大電路的輸入端。
3.如權(quán)利要求2所述的一種激光干涉儀光電檢測電路，其特征在于:所述低通濾波電路包括第二運算放大器； 所述第二運算放大器的反相輸入端依次通過第三電阻和第二電阻連接所述次級放大電路的輸出端、同相輸入端接地、輸出端通過第二電容連接第二運算放大器的反相輸入端，所述第二運算放大器的輸出端還通過第四電阻后分兩支路，一支路連接在所述第三電阻和第二電阻之間、另一支路通過第三電容接地。
4.如權(quán)利要求3所述的一種激光干涉儀光電檢測電路，其特征在于:所述比較整形電路包括第三比較器； 所述第三比較器的反相輸入端通過第五電阻連接所述第二運算放大器的輸出端、同相輸入端通過第六電阻接地、輸出端通過第七電阻連接第三比較器的同相輸入端。
5.如權(quán)利要求4所述的一種激光干涉儀光電檢測電路，其特征在于:所述第一運算放大器與第二運算放大器均為MAX4488型運算放大器，所述第三比較器為AD790型比較器。
【專利摘要】本實用新型涉及微弱信號檢測領(lǐng)域，尤其是一種激光干涉儀光電檢測電路。它包括光電轉(zhuǎn)換前置放大電路、次級放大電路、低通濾波電路和比較整形電路；光電轉(zhuǎn)換前置放大電路通過光電探測接收激光干涉信號并將光電流變換成電壓信號，次級放大電路將電壓信號提升到與后續(xù)電路匹配的正弦電壓信號，低通濾波電路濾除激光干涉信號的高頻噪聲，比較整形電路將低通濾波輸出的正弦信號變換成方波脈沖信號輸出。本實用新型以S10783型硅光電二極管和MAX4488型運算放大器為核心的光電轉(zhuǎn)換前置放大電路滿足低噪聲設(shè)計要求，并通過低通濾波電路濾除高頻噪聲和比較整形電路來提高抗干擾能力，從而獲取高精度的脈沖輸出信號，為大氣垂直探測儀的可靠運行提供有效的控制信號。
【IPC分類】G01N21-45
【公開號】CN204575534
【申請?zhí)枴緾N201520154312
【發(fā)明人】宋書克
【申請人】宋書克
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月18日