激光条码扫描信号放大处理电路及激光条码扫描设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种激光条码扫描信号放大处理电路及激光条码扫描设备，该激光条码扫描设备包括激光条码扫描信号放大处理电路，所述激光条码扫描信号放大处理电路包括光电转换电路和多级信号放大整形电路，其中所述光电转换电路包括用于接收光源信号的硅光电池光电接收器，所述硅光电池光电接收器的输出端与所述多级信号放大整形电路连接的输入端连接，以供所述多级信号放大整形电路将所述硅光电池光电接收器输出的光信号转成模拟电信号，并将所述模拟电信号进行放大和整形得到数字脉冲信号。本发明可提高激光条码扫描信号识别频率，快速接收信号。
【专利说明】
激光条码扫描信号放大处理电路及激光条码扫描设备
技术领域
[0001] 本发明设及激光条码扫描技术领域，尤其设及一种激光条码扫描信号放大处理电 路及激光条码扫描设备。
【背景技术】
[0002] 激光条码扫描设备因其独有的高扫描速度、宽扫描范围、高读码准确率等突出优 点而得到广泛使用。大多数情况下，激光条码扫描设备都是长时间连续使用，为了使用者的 安全，要求激光源射出能量较小，最后接收到的能量也极弱。由于接收到的能量较弱，为了 提高读码的准确率，通常设置激光反馈信号识别率低的传感器进行光电转换，从而导致接 收的信号较慢。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的是提供一种新型激光条码扫描信号放大处理电路及应用该电 路的激光条码扫描设备，旨在提高激光条码扫描信号识别频率，快速接收信号。
[0004] 为实现上述目的，本发明提出的激光条码扫描信号放大处理电路，包括光电转换 电路和多级信号放大整形电路，其中所述光电转换电路包括用于接收光源信号的娃光电池 光电接收器，所述娃光电池光电接收器的输出端与所述多级信号放大整形电路连接的输入 端连接，W供所述多级信号放大整形电路将所述娃光电池光电接收器输出的光信号转为模 拟电信号，并将所述模拟电信号进行放大和整形得到数字脉冲信号。
[0005] 优选地，所述多级信号放大整形电路包括初级信号放大电路、第二级信号放大整 形电路和第Ξ级信号放大整形电路，其中所述初级信号放大电路的输入端与所述娃光电池 光电接收器的输出端连接，输出端与所述第二级信号放大整形电路的输入端连接;所述第 二级信号放大整形电路的输出端与所述第Ξ级信号放大整形电路的输入端连接;所述娃光 电池光电接收器输出的光信号经过所述初级信号放大电路把光信号转成模拟电信号进行 一次信号放大后把光信号转成模拟电信号，输出至所述第二级信号放大整形电路进行二次 信号放大并整形，所述第Ξ级信号放大整形电路对二次信号放大整形的信号进行Ξ次信号 放大并整形W得到数字脉冲信号。
[0006] 优选地，所述初级信号放大电路包括由多个双晶体管电路连接形成的电流放大电 路。
[0007] 优选地，所述第二级信号放大整形电路包括由多个双晶体管电路、多个Ξ极管电 路连接和整形滤波电容连接形成的信号放大电路。
[000引优选地，所述第Ξ级信号放大整形电路包括由多个双晶体管电路和多个Ξ极管电 路连接形成的信号放大电路W及由运算放大器构成的整形电路。
[0009]优选地，所述激光条码扫描信号放大处理电路还包括用于控制所述光电转换电路 和所述多级信号放大整形电路与外部电路建立连接的连接器，所述连接器包括与外接电源 接地端连接的模拟接地端;所述多级信号放大整形电路包括数字接地端，所述模拟接地端 与所述数字接地端之间连接有ο欧姆的隔离电阻。
[0010] 优选地，所述激光条码扫描信号放大处理电路还包括用于扫描设备休眠时唤醒反 馈信号的红外检测电路，所述红外检测电路的接地端通过0欧姆电阻与所述模拟接地端连 接。
[0011] 优选地，所述激光条码扫描信号放大处理电路还包括用于检测电机转速的电机测 速电路，所述电机测速电路的接地端与所述红外检测电路的接地端连接。
[0012] 本发明还提供一种激光条码扫描设备，所述激光条码扫描设备包括激光条码扫描 信号放大处理电路，所述激光条码扫描信号放大处理电路包括光电转换电路和多级信号放 大整形电路，其中所述光电转换电路包括用于接收光源信号的娃光电池光电接收器，所述 娃光电池光电接收器的输出端与所述多级信号放大整形电路连接的输入端连接，W供所述 多级信号放大整形电路将所述娃光电池光电接收器输出的光信号转成模拟电信号，并将所 述模拟电信号放大和整形得到数字脉冲信号。
[0013] 本发明技术方案中，通过光电转换电路中的娃光电池将接收到的条码扫描光信号 转换成电模拟信号后输出至多级信号放大整形电路中，通过放大和整形转换为可识别的数 字脉冲信号，从而提高信号识别频率，快速接收信号。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W 根据运些附图示出的结构获得其他的附图。
[0015] 图1为本发明激光条码扫描信号放大处理电路的电路框图；
[0016] 图2为本发明激光条码扫描信号放大处理电路中娃光电池光电接收器的电路原理 图；
[0017] 图3为本发明激光条码扫描信号放大处理电路中连接器的电路原理图；
[0018] 图4为本发明激光条码信号放大处理电路中光电转换电路及初级放大电路的电路 原理图；
[0019] 图5为本发明激光条码扫描信号放大处理电路中第二级放大整形电路的电路原理 图；
[0020] 图6为本发明激光条码扫描信号放大处理电路中第Ξ级放大整形电路的电路原理 图。
[0021] 附图标号说明：
[0022]
[0024] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，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 他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……）仅用 于解释在某一特定姿态(如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该 特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0027] 另外，在本发明中如设及"第一"、"第二"等的描述仅用于描述目的，而不能理解为 指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、 "第二"的特征可W明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含 义是至少两个，例如两个，Ξ个等，除非另有明确具体的限定。
[0028] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"连接"、"固定"等应做广义理解， 例如，"固定"可W是固定连接，也可W是可拆卸连接，或成一体;可W是机械连接，也可W是 电连接;可W是直接相连，也可W通过中间媒介间接相连，可W是两个元件内部的连通或两 个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可W根据 具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029] 另外，本发明各个实施例之间的技术方案可W相互结合，但是必须是W本领域普 通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为运种 技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0030] 参考图1，本发明提出一种激光条码扫描信号放大处理电路，包括光电转换电路10 和多级信号放大整形电路20,其中所述光电转换电路10包括用于接收光源信号的娃光电池 光电接收器D10,所述娃光电池光电接收器D10的输出端与所述多级信号放大整形电路20连 接的输入端连接，W供所述多级信号放大整形电路20将所述娃光电池光电接收器D10输出 的光信号转成模拟电信号，并将所述模拟电信号进行放大和整形得到数字脉冲信号。
[0031] 上述娃光电池光电接收器D10可W根据实际需要进行设置，例如，在本实施例中， 可W参照图2,上述娃光电池光电接收器D10包括娃光电池 D11及双晶体管电路，所述娃光电 池 D11接收到光信号产生光生电流，所述光生电流通过双晶体管电路U26、U27及U28进行电 流放大后通过P3输出至多级放大电路20进一步放大和整形，并将模拟电信号转换得到数字 脉冲信号。
[0032] 本实施例中，上述娃光电池 D11是直接把光能转换成电能的半导体器件，所述娃光 电池 D11包括大面积的PN结，其中娃光电池 D11的PN结在受到光照时，娃光电池 D11中激发出 光生电子一空穴对，在内电场的作用下，光生电子在N区的集结使N区带负电，光生电子在P 区的集结使P区带正电，P区和N区之间产生光生电动势，娃光电池 D11回路产生光生电流。另 一方面通过多级放大电路20对娃光电池 D11产生的光信号进行转成模拟电信号，并放大和 整形得到完整的数字脉冲信号，增大了信号电流及频率的放大倍数，此种方案提高了识别 频率，同时因信号完整度高，方便了数字脉冲信号传输至解码电路解码，提高了识别度。
[0033] 本发明技术方案中，通过光电转换电路中的娃光电池光电接收器D10将光信号转 换成电信号后输出至多级信号放大整形电路中，通过放大整形转换为可识别的数字脉冲信 号，从而提高信号识别频率，快速接收信号。
[0034] 请一并参照图3至图6,所述多级信号放大整形电路20包括初级信号放大电路21、 第二级信号放大整形电路22和第Ξ级信号放大整形电路23,其中所述初级信号放大电路21 的输入端与所述娃光电池光电接收器D10的输出端连接，输出端与所述第二级信号放大整 形电路22的输入端连接;所述第二级信号放大整形电路22的输出端与所述第Ξ级信号放大 整形电路23的输入端连接;所述娃光电池光电接收器D10输出的光信号经过所述初级信号 放大电路21进行一次信号放大后把光信号转成模拟电信号，输出至所述第二级信号放大整 形电路22进行二次信号放大并整形，所述第Ξ级信号放大整形电路23对二次信号放大整形 的信号进行Ξ次信号放大并整形W得到数字脉冲信号。通过Ξ级放大电路依次连接，将电 流放大、信号放大、信号整形，形成了递进式信号放大步骤，各级电路作用效果分明。
[0035] 优选地，所述初级信号放大电路21包括由多个双晶体管电路连接形成的电流放大 电路(未标记）。所述电流放大电路包括8个双晶体管电路，其中第一双晶体管电路U1的第Ξ 端与第四端连接后作为所述电流放大电路的输入端与所述娃光电池光电接收器D10的输出 端连接，通过娃光电池光电接收器D10产生的光生电流经过第一双晶体管电路U1、第二双晶 体管电路U2及第Ξ双晶体管电路U3放大后由所述第Ξ双晶体管电路U3第一端经过滤波电 容C6连接至第五双晶体管电路呪的第五端，所述第五双晶体管电路U5的第一端、所述第屯 双晶体管电路U7的第四端连接后与滑动变阻器RV1的第一端连接，所述第五双晶体管电路 呪的第二端与所述滑动变阻器RV1的第二端连接。第六双晶体管电路U6的第一端、第二端和 第八双晶体管电路U8的第六端分别通过电阻接固定电源V+，当滑动变阻器RV1的阻值变小 时，电流增大，所述初级放大电路20电流增益变大。所述第六双晶体管电路U6的第六端和所 述第四双晶体管电路U4的第四端作为初级放大电路21的输出端与所述第二级电路22的输 入端连接。
[0036] 优选地，所述第二级信号放大整形电路22包括由多个双晶体管电路、多个Ξ极管 电路连接和整形滤波电容连接形成的信号放大电路。所述整形滤波电容具有隔直流、通交 流的作用，能将整流后的电压中多次谐波滤除，输出干净的直流电压。
[0037] 优选地，所述第Ξ级信号放大整形电路23包括由多个双晶体管电路和多个Ξ极管 电路连接形成的信号放大电路W及由运算放大器A构成的整形电路。运算放大器是具有很 高放大倍数的电路单元，利用其对信号放大能很好地解决普通Ξ极管电路信号放大倍数不 够且电路复杂的问题，减少了 Ξ极管电路或双晶体管的使用，使用方便，同时通过运算放大 器与Ξ极管放大电路相结合，增加了电路的灵活度。在本实施例中，上述运算放大器A采用 的元器件可W根据实际需要进行设置，优选地，所述运算放大器A采用SGM8632低噪声运算 放大器。
[0038] 本实施例中，由于上述初级信号放大电路21、第二级信号放大整形电路22和第Ξ 级信号放大整形电路23采用分立元件进行布局设置。目前放大电路特别是前置放大电路常 采用集成运放进行信号放大，但集成运放的体电阻比分立元件大得多，电路结构相似的集 成运放的噪声比分立元件大2-5倍，因此采用分立元件进行布局设置可W使得电路具有更 低的噪声电压。
[0039] 进一步地，请一并结合参照图2,优选地，所述激光条码扫描信号放大处理电路还 包括用于控制所述光电转换电路10和所述多级信号放大整形电路20与外部电路（图未示） 建立连接的连接器50,所述连接器50包括与外接电源接地端连接的模拟接地端;所述多级 信号放大整形电路20包括数字接地端，所述模拟接地端与所述数字接地端之间连接有0欧 姆的隔离电阻。所述连接器50用于光电转换电路10与多级信号放大整形电路20与外部电路 建立连接，外部电路包括除光电转换电路10和多级放大电路20W外的用于激光条码扫描的 其他电路，可W是处理器电路，可W是解码电路。所述连接器接收到处理器电路的控制信 号，相应的控制电路启动。本实施例中所述多级放大电路将所述光电转换电路10生成的模 拟信号整形放大后输出数字脉冲信号，所述连接器通过处理器电路的控制命令将多级信号 放大整形电路20输出的数字脉冲信号传输给解码电路进行解码;所述连接器50的第一引脚 端与第二引脚端连接后分别通过0欧姆电阻与所述模拟接地端及所述数字接地端连接，0欧 姆隔离电阻相当于很窄的电流通路，有效限制了多级放大电路20与其他电路间的环路电 流，抑制了电流噪声，解决了数字接地端和模拟接地端单点接地的问题，不会构成地线回 路，避免造成电位的偏移。
[0040] 具体地，所述激光条码扫描信号放大处理电路还包括用于检测是否存在扫描物体 的红外检测电路30,所述红外检测电路30的接地端通过0欧姆电阻与所述模拟接地端连接。 所述红外检测电路30包括红外接收电路31与红外发射电路32,所述红外发射电路32发出红 外线，所述红外接收电路31接收红外信号，用于扫描设备休眠时唤醒反馈信号。
[0041] 具体地，所述激光条码扫描信号放大处理电路还包括用于检测电机转速的电机测 速电路40,所述电机测速电路的接地端与所述红外检测电路的接地端连接。所述电机测速 电路40包括霍尔元件（图未示），通过霍尔元件感应电机四面镜组上的磁铁（图未示)反馈电 机转速，控制电机转速。所述连接器50的第Ξ引脚端接固定电源V+，第四引脚端接霍尔元件 控制信号CNP1，第五引脚端接红外接收控制信号CNP2,第六引脚端接红外发射控制信号 CNP3;当所述连接器50接收到电机转速控制信号CNP1，所述霍尔元件启动；当连接器50接收 到红外接收控制信号CNP2,所述红外接收电路31中的红外接收头（图未示）启动；当所述连 接器50接收到红外发射控制信号CNP3,所述红外发射电路32中的红外发光二极管（图未示） 发出红外线。
[0042] 本实施例中，上述CNP1、CNP2、CNP3均来自处理器电路的输入/输出接口，其他实施 例可根据实际需要接其他外部电路或其他接口进行设置。
[0043] 优选地，所述固定电源V+的电压为5V。
[0044] 本发明中部分电路端口与其他电路端口短接，例如:所述初级放大电路21的第四 双晶体管电路U4的第四端通过20-3短接，最终与第Ξ级放大电路23的第二十双晶体管电路 U20的第Ξ端连接，形成20-3网络，实现信号传输，在此不一一寶述。
[0045] 本发明还提出一种激光条码扫描设备，所述激光条码扫描设备包括激光条码扫描 信号放大处理电路，该激光条码扫描信号放大处理电路包括光电转换电路10和多级信号放 大整形电路20,其中所述光电转换电路10包括用于接收光源信号的娃光电池光电接收器 D10,所述娃光电池光电接收器D10的输出端与所述多级信号放大整形电路20连接的输入端 连接，W供所述多级信号放大整形电路20将所述娃光电池光电接收器D10输出的光信号转 为模拟电信号，并所述模拟电信号放大和整形得到数字脉冲信号。娃光电池光电接收器D10 是直接把光能转换成电能的半导体器件，在把光信号转换成电信号过程中产生的电流信号 极为微小，波形频率也不规范，通过多级放大电路对其电流信号进行放大和整形得到完整 的数字脉冲信号，此种方案提高了识别频率，同时因信号完整度高，方便了数字脉冲信号传 输至解码电路解码，提高了识别度。
[0046] W上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本 发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用 在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，包括光电转换电路和多级信号 放大整形电路，其中所述光电转换电路包括用于接收光源信号的硅光电池光电接收器，所 述硅光电池光电接收器的输出端与所述多级信号放大整形电路连接的输入端连接，以供所 述多级信号放大整形电路将所述硅光电池光电接收器输出的光信号转为模拟电信号，并将 所述模拟电信号进行放大和整形得到数字脉冲信号。2. 如权利要求1所述的激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，所述多级信号放 大整形电路包括初级信号放大电路、第二级信号放大整形电路和第三级信号放大整形电 路，其中所述初级信号放大电路的输入端与所述娃光电池光电接收器的输出端连接，输出 端与所述第二级信号放大整形电路的输入端连接;所述第二级信号放大整形电路的输出端 与所述第三级信号放大整形电路的输入端连接;所述硅光电池光电接收器输出的光信号经 过所述初级信号放大电路把光信号转成模拟电信号进行一次信号放大后把光信号转成模 拟电信号，输出至所述第二级信号放大整形电路进行二次信号放大并整形，所述第三级信 号放大整形电路对二次信号放大整形的信号进行三次信号放大并整形以得到数字脉冲信 号。3. 如权利要求2所述的激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，所述初级信号放 大电路包括由多个双晶体管电路连接形成的电流放大电路。4. 如权利要求2所述的激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，所述第二级信号 放大整形电路包括由多个双晶体管电路、多个三极管电路连接和整形滤波电容连接形成的 信号放大电路。5. 如权利要求2所述的激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，所述第三级信号 放大整形电路包括由多个双晶体管电路和多个三极管电路连接形成的信号放大电路以及 由运算放大器构成的整形电路。6. 如权利要求1所述的激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，所述激光条码扫 描信号放大处理电路还包括用于控制所述光电转换电路和所述多级信号放大整形电路与 外部电路建立连接的连接器，所述连接器包括与外接电源接地端连接的模拟接地端;所述 多级信号放大整形电路包括数字接地端，所述模拟接地端与所述数字接地端之间连接有0 欧姆的隔离电阻。7. 如权利要求1至6中任一项所述的激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，所 述激光条码扫描信号放大处理电路还包括用于扫描设备休眠时唤醒反馈信号的红外检测 电路，所述红外检测电路的接地端通过0欧姆电阻与所述模拟接地端连接。8. 如权利要求1至6中任一项所述的激光条码扫描信号放大处理电路，其特征在于，所 述激光条码扫描信号放大处理电路还包括用于检测电机转速的传感器电路，所述电机测速 电路的接地端与所述红外检测电路的接地端连接。9. 一种激光条码扫描设备，其特征在于，所述激光条码扫描设备是包括如权利要求1至 8任一项所述激光条码扫描信号放大处理电路。
【文档编号】G06K7/10GK106066983SQ201610543806
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年7月11日
【发明人】周竟云
【申请人】深圳市兴通物联科技有限公司