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一种光电 信号的捡拾放大方法与装置

阅读：398发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种光电信号的捡拾放大方法与装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种光电信号的捡拾放大方法与装置，包括：光电二极管、跨阻放大器、模拟开关、后级放大滤波、以及单端转差分模块，本发明的有益效果：本发明提供了一种对光电信号地捡拾、放大、去尖、滤波、单端转双端处理，将诸多功能集成为一颗芯片，极大地提高了系统的可靠性，为进一步提高光纤陀螺系统的技术等级并奠定了夯实基础。该方法结构简洁、技术高尖，可极大地提高光纤陀螺的可靠性高。，下面是一种光电信号的捡拾放大方法与装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光电信号的捡拾放大装置，包括：光电二极管（1）、跨阻放大器（2）、模拟开关（3）、后级放大滤波（4）、以及单端转差分模块（5）。
2.根据权利要求1所述的一种光电信号的捡拾放大方法，其特征在于：包括以下步骤：
A.光电转换：光电二极管（1），完成光电转换；
B.光电电流的拾取放大：跨阻放大器（2），转换成电压信号，完成光电电流的拾取放大；
C.去除脉冲信号：模拟开关（3），去掉由陀螺调制产生的脉冲信号，避免该脉冲信号使后级运放进入饱和状态；
D.信号放大：后级放大滤波（4），对信号进行放大和滤波；
E.信号输出：单端转差分模块（5），转换成双端差分信号输出。
3.根据权利要求1所述的一种光电信号的捡拾放大装置，其特征在于：所述光电二极管（1）上安装有限流电阻（101）。
4.根据权利要求1所述的一种光电信号的捡拾放大装置，其特征在于：所述光电二极管（1）外接滤波电容（102）。
5.根据权利要求1所述的一种光电信号的捡拾放大装置，其特征在于：所述跨阻放大器（2）完成拾取来自光电二极管（1）的微安级电流信号，并将其转换为电压信号。
6.根据权利要求1所述的一种光电信号的捡拾放大装置，其特征在于：所述后级放大滤波（4）是一个运算放大器。
7.根据权利要求1所述的一种光电信号的捡拾放大装置，其特征在于：所述单端转差分模块（5）是一个全差分运算放大器。
8.根据权利要求1所述的一种光电信号的捡拾放大装置，其特征在于：所述模拟开关（3）完成去除对来自跨阻放大器（2）的由陀螺调制产生的尖脉冲干扰信号。

说明书全文

一种光电信号的捡拾放大方法与装置

[0001] 技术领域：本发明主要涉及到片上一种光电信号的捡拾放大的实现方法和装置领域，特指一种光电信号的捡拾放大的实现方法和装置。

[0002] 背景技术：光纤陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，它是现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点，已成为现代导航仪器中的关键部件。

[0003] 光纤陀螺系统一直是以美国为首的东西方列强对我国的技术封锁范畴之一。目前，我国光纤陀螺的发展完全是独立自主，自力更生的成果。就其中的电子控制部分目前还是采用的PCB板模块，PCB板模块有它自身的缺陷：体积大、重量重、功耗大、一致性差、质量低，因此，许多武器装备项目受到限制，不能满足应用需求。这就需要小型化项目的研发，将PCB板模块小型化成一颗微电子芯片。

[0004] 在光纤陀螺中，对光信号的检测、放大和处理一直是一项核心技术，也一直受到以美国为首的发达国家的技术封锁。特别是，目前采用的工业级进口芯片，已受到列强的严酷封锁，且也达不到军品的质量等级要求。且对光电信号的处理，对前级运算放大器的要求苛刻，不但要能从大的噪声环境中捡拾到有用的微安级信号，还要求具有零温漂的性能。这就使得依赖PCB板分离器件模块难以实现。

[0005] 发明内容：本发明要解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种光电信号的捡拾放大的实现方法和装置，对光电信号捡拾、放大、去尖、滤波、单端转双端处理，将诸多功能集成为一颗芯片，极大地提高了系统的可靠性，为进一步提高光纤陀螺的技术等级奠定了夯实基础，该方法结构简洁、技术高尖，可极大地提高光纤陀螺的可靠性高。

[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种光电信号的捡拾放大装置，包括：光电二极管、跨阻放大器、模拟开关、后级放大滤波、以及单端转差分模块。

[0007] 作为优选，包括以下步骤：A.光电转换：光电二极管，完成光电转换；
B.光电电流的拾取放大：跨阻放大器，转换成电压信号，完成光电电流的拾取放大；
C.去除脉冲信号：模拟开关，去掉由陀螺调制产生的脉冲信号，避免该脉冲信号使后级运放进入饱和状态；
D.信号放大：后级放大滤波，对信号进行放大和滤波；
E.信号输出：单端转差分模块，转换成双端差分信号输出。

[0008] 作为优选，所述光电二极管上安装有限流电阻。

[0009] 作为优选，所述光电二极管外接滤波电容。

[0010] 作为优选，所述跨阻放大器，完成拾取来自光电二极管的微安级电流信号，并将其转换为电压信号。

[0011] 作为优选，所述后级放大滤波是一个运算放大器。

[0012] 作为优选，所述单端转差分模块是一个全差分运算放大器。

[0013] 作为优选，所述模拟开关完成去除对来自跨阻放大器的由陀螺调制产生的尖脉冲干扰信号。

[0014] 本发明的有益效果：本发明提供了一种对光电信号地捡拾、放大、去尖、滤波、单端转双端处理，将诸多功能集成为一颗芯片，极大地提高了系统的可靠性，为进一步提高光纤陀螺系统的技术等级并奠定了夯实基础。该方法结构简洁、技术高尖，可极大地提高光纤陀螺的可靠性高。

[0015] 附图说明：为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

[0016] 图1为本发明的顶层拓扑结构示意图；图2为本发明的光电二极管的逻辑结构原理示意图。

[0017] 图中：1、光电二极管；101、限流电阻；102、滤波电容；2、跨阻放大器；3、模拟开关；4、后级放大滤波；5、单端转差分模块。

[0018] 具体实施方式：如图1-2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种光电信号的捡拾放大装置，包括：光电二极管1、跨阻放大器2、模拟开关3、后级放大滤波4、以及单端转差分模块5。

[0019] 其中，包括以下步骤：A.光电转换：光电二极管1，完成光电转换；
B.光电电流的拾取放大：跨阻放大器2，转换成电压信号，完成光电电流的拾取放大；
C.去除脉冲信号：模拟开关3，去掉由陀螺调制产生的脉冲信号，避免该脉冲信号使后级运放进入饱和状态；
D.信号放大：后级放大滤波4，对信号进行放大和滤波；
E.信号输出：单端转差分模块5，转换成双端差分信号输出。

[0020] 其中，所述光电二极管1上安装有限流电阻101。

[0021] 其中，所述光电二极管1外接滤波电容102。

[0022] 其中，所述跨阻放大器2，完成拾取来自光电二极管1的微安级电流信号，并将其转换为电压信号，滤波掉来自光电二极管1的大噪声干扰信号，对有用的信号进行放大，输出发送到下一级电路模块模拟开关3。

[0023] 其中，所述后级放大滤波4是一个运算放大器，完成对来自电路模块模拟开关3的信号进行放大和滤波。

[0024] 其中，所述单端转差分模块5，是一个全差分运算放大器，对来自后级放大滤波4的单端信号转换为双端差分信号。

[0025] 其中，所述模拟开关3完成去除对来自跨阻放大器2的由陀螺调制产生的尖脉冲干扰信号，以避免该脉冲信号使后级运放进入饱和状态。

[0026] 具体的：本发明首先通过光电二极管1完成光电转换，然后跨阻放大器2转换成电压信号完成光电电流的拾取放大，继而模拟开关3去掉由陀螺调制产生的脉冲信号，避免该脉冲信号使后级运放进入饱和状态，最后后级放大滤波4对信号进行放大和滤波，通过单端转差分模块5转换成双端差分信号输出。

[0027] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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