一种CCD滤波采集电路的制作方法

本技术涉及电路设计，特别涉及一种ccd滤波采集电路。

背景技术：

1、在光谱分析设备中，ccd转换芯片是光电转换的核心器件，它接受光信号，转换输出对应的模拟电信号，目前大部分是使用模数转换芯片采集单端模拟电信号。

2、现有的光谱仪电路设计存在测量精度低、信号噪声大等问题，难以满足高性能、低噪声的光谱测量要求，该方法只能通过滤波电路滤除高频噪声，对于电路中产生的其他噪声如：光子噪声、暗噪声、读取噪声等不能有效滤除，本实用新型的ccd滤波采集电路设计可以降低电路上的噪声，从而提高信噪比，具有更好的应用前景和商业价值。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提供了一种ccd滤波采集电路，解决了现有的ccd滤波采集电路在实际使用时，不能滤除模拟电信号上附加的高频噪声以及线路传输过程中的其他噪声干扰，如光子噪声、暗噪声、读取噪声等，导致产品信噪比低的问题。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、一种ccd滤波采集电路，包括rc二阶有源低通滤波电路、分压电路、单端转差分电路；

4、rc二阶有源低通滤波电路，包括运放芯片u1，运放芯片u1的同相输入端连接滤波单元，输出端连接分压电路；

5、分压电路，输入端与rc二阶有源低通滤波电路连接，输出端连接单端转差分电路；

6、单端转差分电路，包括差分运放芯片u2，所述差分运放芯片u2的负输入端通过电阻r5连接分压电路输出端，差分运放芯片u2的正输入端连接于电阻r7与电阻r8之间，电阻r7的另一端接地，电阻r8的另一端连接差分运放芯片u2的负输出端；所述负输入端与差分运放芯片u2的正输出端之间连接有电阻r6。

7、进一步的，所述rc二阶有源低通滤波电路的滤波单元包括电阻r1、r2以及电容c1、c2；原始模拟信号通过电阻r1、r2连接运放芯片u1的同相输入端，电容c1的一端连接同相输入端，另一端接地；电容c2的一端连接于电阻r1、r2之间，另一端连接运放芯片u1的输出端。

8、进一步的，所述运放芯片u1的输出端还连接运放芯片u1的反相输入端。

9、进一步的，所述电阻r1、r2以及电容c1、c2的阻值和容值为可调节，用于实现不同的低通截止频率，满足不同输出频率的ccd的滤波需求；

10、低通截止频率fc的计算满足如下公式：

11、

12、即截止频率与电阻与电容值的乘积的根号值成反比。

13、进一步的，所述分压电路中电阻r3，r4的阻值可以调节；

14、输出电压vout与电阻r3,r4的关系满足如下公式：

15、

16、其中vccd_out为ccd器件的原始输出电压.当r3的阻值不变，增大r4的阻值，输出电压vout增加，反之减小。

17、进一步的，所述rc二阶有源滤波电路可采用1-3个。

18、进一步的，所述分压电路包括电阻r3和电阻r4。

19、与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

20、1、本实用新型由于采用rc二阶有源滤波电路以及单端转差分电路，相比一阶滤波电路能够以更高的速度降低不需要的干扰信号的功率，相比单端电路更能抵抗不需要的共模噪声干扰，从而提高最终输出信号的信噪比。

21、2、通过调整电阻、电容的阻值和容值可以实现不同的低通截止频率，满足不同输出频率的ccd的滤波需求。

22、3、所述分压电路的输入与rc二阶有源低通滤波电路的输出相连，通过调整电阻的数值，实现不同电压输出。

技术特征：

1.一种ccd滤波采集电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的ccd滤波采集电路，其特征在于：所述rc二阶有源低通滤波电路的滤波单元包括电阻r1、r2以及电容c1、c2；原始模拟信号通过电阻r1、r2连接运放芯片u1的同相输入端，电容c1的一端连接同相输入端，另一端接地；电容c2的一端连接于电阻r1、r2之间，另一端连接运放芯片u1的输出端。

3.根据权利要求1所述的ccd滤波采集电路，其特征在于：所述运放芯片u1的输出端还连接运放芯片u1的反相输入端。

4.根据权利要求1所述的ccd滤波采集电路，其特征在于：所述电阻r1、r2以及电容c1、c2的阻值和容值能够调节。

5.根据权利要求1所述的ccd滤波采集电路，其特征在于：所述分压电路中电阻r3，r4的阻值可以调节。

6.根据权利要求1所述的ccd滤波采集电路，其特征在于：所述rc二阶有源滤波电路可采用1-3个。

7.根据权利要求1所述的ccd滤波采集电路，其特征在于：所述分压电路包括电阻r3和电阻r4。

技术总结
本技术提供了一种CCD滤波采集电路，包括RC二阶有源低通滤波电路，原始模拟信号通过电阻R1，R2连接U1运放芯片的同相输入端，输出端连接分压电路；分压电路，输出端连接单端转差分电路；单端转差分电路，U2差分运放芯片的负输入端通过电阻R5连接分压电路输出端，本技术由于采用RC二阶有源滤波电路以及单端转差分电路，相比一阶滤波电路能够以更快降低不需要的干扰信号的功率，相比单端电路更能抵抗不需要的共模噪声干扰，提高最终输出信号的信噪比，其次通过调整电阻、电容的阻值和容值可以实现不同的低通截止频率，满足不同输出频率的CCD的滤波需求，可以通过调节分压电路中电阻的数值，实现不同电压输出。

技术研发人员：孙小龙,李晓春
受保护的技术使用者：长沙麓邦光电科技有限公司
技术研发日：20230328
技术公布日：2024/1/13