本发明涉及的是一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，可用于光学编码器等具有光电二极管且输出信号易受划痕尘埃影响的光电探测系统，属于光电探测领域。
背景技术：
1、光电编码器常常配合光源与码盘构成一套系统，将被测机械装置的位移量转化为pd(光电二极管)所能够探测到的光信号，再通过pd本身的光电转化特性，获得对应的电信号，从而间接反映机械位移量。
2、在光电探测技术领域中，接收像元中常用的光电探测器有光电二极管(photodiode)，雪崩光电二极管(avalanche photon diode)以及单光子雪崩二极管(single photon avalanche diode)等；几种器件最主要的区别在于对输入信号的增益不同，以单光子雪崩二极管的增益最高，雪崩光电二极管次之而光电二极管的增益是几种器件中最低的；但相对而言光电二极由于其价格低廉，所以也是最常用到的光电器件。
3、在实际使用过程中，光电编码器中的pd阵列(1)会根据使用情况输出正弦或方波供系统测量；但是由于使用环境中常常会产生不可避免的尘埃或在使用过程中出现划痕，pd阵列(1)的输出会收到这些环境因素影响，从而削弱输出信号，对测量造成不利的影响。
4、为了减少环境因素，例如划痕或尘埃的影响，国内外研究人员对在各种方向上做出了一定的研究：周子云，于海等人曾提出一种光电编码器动态误差评估系统(doi：10.3788/irla201746.0617002)，用于实时校正系统光电编码器在使用过程中产生的误差，这种方法利用现代谱估计原理，利用计算机分析来纠正信号中的误差；安徽沃巴弗电子科技有限公司的白宇曾公布过一种高可靠性的光电编码器信号产生电路(cn202123371763.1)，为光电编码器添加了电源输入端口模块和输出接口模块，使其具有输入电压范围宽、抗浪涌、防反接等功能，可以适应5v，12v,24v等不同电平输出要求，输出差分脉冲的方式使编码器得抗干扰能力也得到了增强；但是这些解决方法中仍然存在一些问题，例如使用计算器调节光电编码器的信号的话，不利于产品的集成安装；添加多个模块到编码器的电路设计中，也可能在生产成本上产生一些浪费。
5、为解决以上问题，本发明公开了一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，可用在光学编码器或其它具有pd阵列(1)且易受划痕或尘埃干扰的光电传感器，采用一条输出支路(2)和一条反馈支路(3)的设计方案，通过增益调节逻辑电路(4)，调节两条支路中的增益，从而保持输出支路(2)信号输出强度的稳定性，从而减弱实际使用过程中划痕或尘埃对光电编码器输出的影响。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，这种设计方法主要考虑的要素包括：
2、1.系统中主要有两条支路，其中一条作为输出支路(2)为外部系统提供输出，另一条为内部提供反馈调节；
3、2.具有可调阻值的可变电阻，可以用来调节系统的增益，用来弥补由环境因素引起的信号衰减；
4、3.反馈支路(3)上有一比较系统，可以将该系统的输入与一参考信号作对比，从而输出一个控制信号来调节可调阻值的可变电阻；
5、4.具有多个由光电二极管所组成的pd阵列(1)。
6、5.可变电阻由多个电阻串联而成，每个电阻都具有一个短路开关，这些短路开关受反馈支路(3)的比较器输出控制。
7、本发明是按如下所属原理实现其功能：
8、当光源将光照投射到pd阵列(1)时，pd阵列(1)中的每个光电二极管都会发生光电效应，将接收到的光信号转化为电信号向电路系统中输出，其输出强度与光电二极管的光敏面面积成正比，光敏面面积越大则输出信号强度越高；反之光敏面面积越小则信号输出强度越弱。
9、当pd阵列(1)表面具有划痕或尘埃时，这些环境因素都会对光电二极管的光敏面面积造成影响，使光电信号的输出强度减弱，在光电编码器中多个pd阵列(1)的输出信号是需要相互参考的，如果其中一个信号突然减弱，则可能会对信号间的参考分析有所影响，所以需要校正这些环境因素带来的影响。
10、系统中具有两条支路，输出支路(2)和反馈支路(3)，在输出支路(2)上具有电阻r1，一个并联有可变电阻g1的tia1，将信号转化为电压信号后，输出支路(2)会经过buffer向外部进行输出。
11、系统中具有两条支路，输出支路(2)和反馈支路(3)，在反馈支路(3)上具有电阻r2，一个并联有可变电阻g2的tia2，将信号转化为电压信号后，反馈支路(3)会输入到一个增益调整逻辑电路(4)中，增益调整逻辑电路(4)通过对比反馈支路(3)的输入和一个参考信号，输出控制与之相连的可变电阻g1中的各个短路开关。
12、可变电阻g1是由多个电阻相互串联形成的，且每个电阻都具有一个短路开关，当所有短路开关断开时，相当于所有电阻都接入到了电路中，g1的电阻即为所有电阻阻值之和；当有一部分的短路开关收到增益调整逻辑电路的控制闭合时，被短路的电阻相当于没有接入电路，g1的阻值相当于其它电阻阻值之和。g1和g2的阻值决定了两条支路上电压信号强度，其中输出支路(2)的输出电压v01和参考支路(3)tia放大过后的信号强度v02遵循如下公式：
13、
14、
15、其中vcm是两条支路的共模电压，ic是pd阵列的光电流输出，v01和v02分别是输出支路(2)和反馈支路(3)中两个tia的电压输出。
1.一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，其特征是：该系统适用于光电编码器等具有pd阵列(1)的光电探测器，pd阵列(1)由若干个光电二极管组成，其输出信号为对应的若干个光电二极管输出之和；当pd阵列(1)的封装表面在使用过程中沾染了尘埃或产生了划痕时，投射到光电二极管上的光强就会变弱，从而降低系统性能；通过使用了一条反馈支路(3)，对输出支路(2)上的信号进行动态调节补偿，从而使系统获得抗划痕尘埃的能力。
2.根据权利要求1所述的一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，其特征是：该系统适用于光电编码器等具有pd阵列(1)的光电探测器，其pd阵列(1)由若干个光电二极管组成；也可由若干个雪崩光电二极管或是单光子雪崩二极管等其它光电器件构成；pd阵列(1)由若干个光电器件相互并联而形成，因而整个pd阵列(1)的输出为这些光电器件输出之和。
3.根据权利要求1所述的一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，其特征是：具有一条输出支路(2)，输出支路(2)中具有一个电阻r1且具有一个并联了电阻g1的跨阻放大器tia，输入信号经过tia进行缩放后，才得以输出。
4.根据权利要求1所述的一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，其特征是：具有一条反馈支路(3)，反馈支路(3)上的的输入首先会经过一个电阻r2，然后经过一个并联了电阻g2的跨阻放大器tia，经缩放后的信号会经过一个具有参考信号的增益调整逻辑电路(4)，可以通过反馈信号和参考信号的差异来调节输出支路(2)上电阻g1和g2的阻值，从而调节输出支路(2)上的增益。
5.根据权利要求3所述的一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，其特征是：具有一条输出支路(2)，输出支路(2)中具有一个电阻r1且具有一个并联了电阻g1的跨阻放大器tia，电阻g1具有可变的阻值，因为g1是由多个阻值不同的电阻相互串联形成的，且每个电阻都具有一个可控的短路开关，当所有的短路开关都断开时，所有的电阻都接入了电路中；当某些短路开关闭合时，对应的电阻被短路，也就相当于没有被接入电路中，g1的阻值变为其它电阻串联之和，视为g1的阻值发生了改变。
6.根据权利要求4所述的一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，其特征是：具有一条输出支路(2)，输出支路(2)中具有一个电阻r2且具有一个并联了电阻g2的跨阻放大器tia，电阻g2具有可变的阻值，因为g2是由多个阻值不同的电阻相互串联形成的，且每个电阻都具有一个可控的短路开关，当所有的短路开关都断开时，所有的电阻都接入了电路中；当某些短路开关闭合时，对应的电阻被短路，也就相当于没有被接入电路中，g2的阻值变为其它电阻串联之和，视为g2的阻值发生了改变。
7.根据权利要求1所述的一种抗划痕尘埃的pd信号校正系统，其特征是：当g1和g2的阻值发生了改变时，每条支路上的增益会发生改变，输出支路(2)由于划痕或尘埃引起的输出削弱会恢复至正常水平。