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一种弹光调制光电转换放大电路

阅读：1027发布：2020-07-23

专利汇可以提供一种弹光调制光电转换放大电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种弹光调制光电转换放大电路，适用于通信领域。电路由电源电路、光电转换放大电路、带通滤波电路组成。该电路实现了对探测器输出的微弱高速信号的提取，并能够将其放大至670mV左右，为后续光谱反演提供可靠数据，电路结构紧凑，体积小，具有较好的噪声特性和较高的带宽。，下面是一种弹光调制光电转换放大电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述的弹光调制光电转换放大电路由电源电路、光电转换放大电路、带通滤波电路组成。
2.根据权利要求1所述的一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述弹光调制光电转换放大电路中，干涉光经光电转换电路转换成的微弱电信号由放大电路初步放大，再由滤波电路进行处理，在滤波的同时又进一步对信号进行放大，有效地降低了电路的噪声，也使电路具有较高的带宽。
3.根据权利要求1所述的一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述的电源电路中，整个电路由单一+9V直流电源供电，通过调节精密可调电阻R3和R4，由LM317，LM337，C1，C10，C4，C7，R1，R6，R3，R4，D1，D2组成的稳压电路将±9V 电压转换为±5V电压输出。
4. 根据权利要求1所述的一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述的放大器S9012,S9013和无源器件R2,R3,C2, C3,C8，C9组成的两路有源滤波电路，滤波电路引起输出电压稍微下降，通过调节电阻R3和R4使输出电压最终达到±5V。
5.根据权利要求1所述的一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述光电转换放大电路中，信号最大频率与光程差和高压谐振电路的谐振频率呈正相关，光程差的不断提高使得探测的电信号的频率变得极高。
6.根据权利要求1所述的一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述光电转换放大电路选用了具有较宽频带的低噪声放大器AD8072作为电路的运放，电容C12起到相位补偿，防止电路自激震荡的作用，抑制了噪声干扰。
7.根据权利要求1所述的一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述带通滤波电路为频带为100 kHz～3.5 MHz的有源带通滤波电路，选用具有较高带宽的AD8072作为滤波电路的放大器，C11、C14、C15、R7、R18, U4B组成截频为100 kHz的二阶巴特沃斯高通滤波器。
8.根据权利要求1所述的一种弹光调制光电转换放大电路，其特征是：所述带通滤波电路中，C13、C19、C20、R8、R11、R12、R13、R14、Rl5、R20、R21、U5A、U5B组成截频为3.5 MHz的四阶巴特沃斯低通滤波器，电容C17起隔离直流成分的作用。

说明书全文

一种弹光调制光电转换放大电路

所属技术领域

[0001] 本发明涉及一种弹光调制光电转换放大电路，适用于通信领域。

背景技术

[0002] 光电技术是将传统的光学技术与现代电子技术与计算机技术相结合的一种高新技术，以光电转换电路为核心的光电检测技术已经被广泛地应用到军事、工业、农业、环境科学、医疗和航天等诸多领域。所谓的光电转换是以光电二极管为基础器件，通过将照射于二极管上光通量的改变量转化为相应的光电流，再经过前置放大、主放大等后续电路进一步优化有用信号。由此可见，任何光电检测系统中，光电转换电路的设计都是重中之重。

[0003] 目前，科学研究、环境监测、军事应用、安全生产等方面对光谱测量的速度、分辨率、光谱范围提出了越来越苛刻的要求，用弹光调制干涉具代替机械扫描或空间扫描的干涉具，能够有效改善现有傅里叶变换光谱仪速度慢、光谱分辨率低、光谱范围窄的缺点，实现光谱数据的高速获取。通过提高弹光调制干涉具调制的光程差可以提高弹光调制傅里叶变换光谱仪的分辨率，同时光程差的提高也会使探测器接收到干涉光后输出的电信号的频率变得极高。另外，由于弹光晶体的驱动部分用到了高压谐振电路，电磁干扰对光电转换电路产生很大影响，再加上其他不确定性因素对电路的干扰，对光电转换电路的噪声特性也提出了较高要求。因此在弹光调制光电转换放大电路的设计中着重考虑电路噪声特性和信号带宽的问题，对调制光电转换放大电路的研究，具有较强的实用意义。

发明内容

[0004] 本发明提供一种弹光调制光电转换放大电路，该电路实现了对探测器输出的微弱高速信号的提取，并能够将其放大至670mV左右，为后续光谱反演提供可靠数据，电路结构紧凑，体积小，具有较好的噪声特性和较高的带宽。

[0005] 本发明所采用的技术方案是。

[0006] 弹光调制光电转换放大电路由电源电路、光电转换放大电路、带通滤波电路组成。

[0007] 所述弹光调制光电转换放大电路中，干涉光经光电转换电路转换成的微弱电信号由放大电路初步放大，再由滤波电路进行处理，在滤波的同时又进一步对信号进行放大，有效地降低了电路的噪声，也使电路具有较高的带宽。

[0008] 所述电源电路中，整个电路由单一+9V直流电源供电。电荷泵电压反转器ME7660和电容C5及C6将+9V的输人电压转换为-9V的电压输出，由于没有用到电感而降低了电路的损耗、面积和电磁干扰。通过调节精密可调电阻R3和R4，由LM317，LM337，C1，C10，C4，C7，R1，R6，R3，R4，D1，D2组成的稳压电路将±9V电压转换为±5V电压输出。放大器S9012,S9013和无源器件R2,R3,C2, C3,C8，C9组成的两路有源滤波电路。滤波电路引起输出电压稍微下降，通过调节电阻R3和R4使输出电压最终达到±5V。

[0009] 所述光电转换放大电路中，信号最大频率与光程差和高压谐振电路的谐振频率呈正相关，光程差的不断提高使得探测的电信号的频率变得极高，因此在设计中选用了具有较宽频带的低噪声放大器AD8072作为电路的运放。电容C12起到相位补偿，防止电路自激震荡的作用，抑制了噪声干扰。

[0010] 所述带通滤波电路为频带为100 kHz～3.5 MHz的有源带通滤波电路。选用具有较高带宽的AD8072作为滤波电路的放大器，C11、C14、C15、R7、R18, U4B组成截频为100 kHz的二阶巴特沃斯高通滤波器，C13、C19、C20、R8、R11、R12、R13、R14、Rl5、R20、R21、U5A、U5B组成截频为3.5 MHz的四阶巴特沃斯低通滤波器，电容C17起隔离直流成分的作用。二阶高通滤波器和四阶低通滤波器组成的带通滤波电路在对前级输出信号滤波的同时对信号进行放大。

[0011] 本发明的有益效果是：该电路实现了对探测器输出的微弱高速信号的提取，并能够将其放大至670mV左右，为后续光谱反演提供可靠数据，电路结构紧凑，体积小，具有较好的噪声特性和较高的带宽。附图说明

[0012] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0013] 图1是本发明的电路结构框图。

[0014] 图2是本发明的电源电路。

[0015] 图3是本发明的光电转换放大电路。

[0016] 图4是本发明的带通滤波电路。

具体实施方式

[0017] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0018] 如图1，弹光调制光电转换放大电路中，干涉光经光电转换电路转换成的微弱电信号由放大电路初步放大，再由滤波电路进行处理，在滤波的同时又进一步对信号进行放大，有效地降低了电路的噪声，也使电路具有较高的带宽。

[0019] 如图2, 电源电路中，整个电路由单一+9V直流电源供电。电荷泵电压反转器ME7660和电容C5及C6将+9V的输人电压转换为-9V的电压输出，由于没有用到电感而降低了电路的损耗、面积和电磁干扰。通过调节精密可调电阻R3和R4，由LM317，LM337，C1，C10，C4，C7，R1，R6，R3，R4，D1，D2组成的稳压电路将±9V电压转换为±5V电压输出。放大器S9012,S9013和无源器件R2,R3,C2, C3,C8，C9组成的两路有源滤波电路。滤波电路引起输出电压稍微下降，通过调节电阻R3和R4使输出电压最终达到±5V。

[0020] 如图3，光电转换放大电路中，信号最大频率与光程差和高压谐振电路的谐振频率呈正相关，光程差的不断提高使得探测的电信号的频率变得极高，因此在设计中选用了具有较宽频带的低噪声放大器AD8072作为电路的运放。电容C12起到相位补偿，防止电路自激震荡的作用，抑制了噪声干扰。

[0021] 如图4，带通滤波电路为频带为100 kHz～3.5 MHz的有源带通滤波电路。选用具有较高带宽的AD8072作为滤波电路的放大器，C11、C14、C15、R7、R18, U4B组成截频为100 kHz的二阶巴特沃斯高通滤波器，C13、C19、C20、R8、R11、R12、R13、R14、Rl5、R20、R21、U5A、U5B组成截频为3.5 MHz的四阶巴特沃斯低通滤波器，电容C17起隔离直流成分的作用。二阶高通滤波器和四阶低通滤波器组成的带通滤波电路在对前级输出信号滤波的同时对信号进行放大。

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