一种放大增益自动调节的光信号采样电路的制作方法

本技术涉及光信号采样电路，尤其涉及一种放大增益自动调节的光信号采样电路。

背景技术：

1、传统的放大电路，由于放大增益单一固定，若测量的光信号太弱，则放大后得到的电信号偏小，容易受到噪声干扰，导致数据不稳；若测量的光信号太强，则放大后的电信号容易超过ad采样模块的检测上限，导致数据失真，所以测量范围比较狭窄。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种放大增益自动调节的光信号采样电路，能够通过自动调整二级放大电路的放大增益，使得放大后的信号大小适中，从而保证数据的准确稳定。

2、本实用新型所采用的第一技术方案是：包括光电转化模块、一级夸阻放大模块、二级可变增益的放大模块、低通滤波模块和ad转换模块，所述光电转化模块的输入端接收待测光信号，所述光电转化模块的输出端与所述一级夸阻放大模块的输入端连接，所述一级夸阻放大模块的输出端与所述二级可变增益的放大模块的输入端连接，所述二级可变增益的放大模块的输出端与所述低通滤波模块的输入端连接，所述低通滤波模块的输出端与所述ad转换模块的输入端连接，所述ad转换模块的输出端输出所述待测光信号的数字信号。

3、进一步，所述光电转化模块包括硅光电池d1，所述硅光电池d1的正极端与所述一级夸阻放大模块连接于第一连接点，所述第一连接点接地，所述硅光电池d1的负极端与所述一级夸阻放大模块连接。

4、进一步，所述一级夸阻放大模块包括电阻r2、电容c1、电容c2和放大器u3，其中，所述电阻r2的第一端、所述电容c1的第一端和所述光电转化模块中的所述硅光电池d1的负极端连接，所述电阻r2的第二端、所述电容c1的第二端、所述放大器u3的第一引脚和所述二级可变增益的放大模块连接，所述放大器u3的第四引脚与所述硅光电池d1的负极端连接，所述放大器u3的第三引脚与所述硅光电池d1的正极端连接，所述放大器u3的第五引脚与所述电容c2的第一端连接并接高电平，所述放大器u3的第二引脚、所述电容c2的第二端均接地。

5、进一步，所述二级可变增益的放大模块包括电阻r1、电阻r3、电阻r4、电容c5、模拟开关u1和放大器u2，其中，所述放大器u2的第三引脚与所述一级夸阻放大模块中的所述放大器u3的第一引脚连接，所述放大器u2的第四引脚、所述电阻r4的第二端、所述电阻r1的第一端和所述电阻r3的第一端连接，所述电阻r1的第二端与所述模拟开关u1的第一引脚连接，所述电阻r3的第二端和所述模拟开关u1的第二引脚连接，所述放大器u2的第五引脚与所述电容c5的第一端连接并接高电平，所述放大器u2的第一引脚、所述模拟开关u1的第四引脚和所述低通滤波模块连接，所述模拟开关u1的第三引脚接收第一控制器电信号，所述电阻r4的第一端、所述放大器u2的第二引脚和所述电容c5的第二端均接地。

6、进一步，所述低通滤波模块包括电阻r5和电容c3，其中，所述电阻r5的第一端与所述二级可变增益的放大模块中的所述放大器u2的第一引脚连接，所述电阻r5的第二端、所述电容c3的第一端和所述ad转换模块连接，所述电容c3的第二端接地。

7、进一步，所述ad转换模块包括电容c4和ad转换芯片u4，其中，所述ad转换芯片u4的第四引脚与所述低通滤波模块中的所述电容c3的第一端连接，所述ad转换芯片u4的第一引脚接收第二控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第十引脚接收第三控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第九引脚接收第四控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第二引脚接收第五控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第八引脚与所述电容c4的第一端连接并接高电平，所述电容c4的第二端、所述ad转换芯片u4的第五引脚和所述ad转换芯片u4的第三引脚均接地。

8、进一步，所述ad转换芯片u4的型号为ads1118idgsr。

9、本实用新型的有益效果是：通过一级跨阻放大模块能动态调整放大增益，当检测到光信号太弱或太强时，自动调整二级放大电路的放大增益，使得放大后的信号大小适中，既不受到噪声的干扰又不至于失真，在拓宽测量范围的同时，又能保证数据的准确稳定。

技术特征：

1.一种放大增益自动调节的光信号采样电路，其特征在于，包括光电转化模块、一级夸阻放大模块、二级可变增益的放大模块、低通滤波模块和ad转换模块，所述光电转化模块的输入端接收待测光信号，所述光电转化模块的输出端与所述一级夸阻放大模块的输入端连接，所述一级夸阻放大模块的输出端与所述二级可变增益的放大模块的输入端连接，所述二级可变增益的放大模块的输出端与所述低通滤波模块的输入端连接，所述低通滤波模块的输出端与所述ad转换模块的输入端连接，所述ad转换模块的输出端输出所述待测光信号的数字信号。

2.根据权利要求1所述一种放大增益自动调节的光信号采样电路，其特征在于，所述光电转化模块包括硅光电池d1，所述硅光电池d1的正极端与所述一级夸阻放大模块连接于第一连接点，所述第一连接点接地，所述硅光电池d1的负极端与所述一级夸阻放大模块连接。

3.根据权利要求2所述一种放大增益自动调节的光信号采样电路，其特征在于，所述一级夸阻放大模块包括电阻r2、电容c1、电容c2和放大器u3，其中，所述电阻r2的第一端、所述电容c1的第一端和所述光电转化模块中的所述硅光电池d1的负极端连接，所述电阻r2的第二端、所述电容c1的第二端、所述放大器u3的第一引脚和所述二级可变增益的放大模块连接，所述放大器u3的第四引脚与所述硅光电池d1的负极端连接，所述放大器u3的第三引脚与所述硅光电池d1的正极端连接，所述放大器u3的第五引脚与所述电容c2的第一端连接并接高电平，所述放大器u3的第二引脚、所述电容c2的第二端均接地。

4.根据权利要求3所述一种放大增益自动调节的光信号采样电路，其特征在于，所述二级可变增益的放大模块包括电阻r1、电阻r3、电阻r4、电容c5、模拟开关u1和放大器u2，其中，所述放大器u2的第三引脚与所述一级夸阻放大模块中的所述放大器u3的第一引脚连接，所述放大器u2的第四引脚、所述电阻r4的第二端、所述电阻r1的第一端和所述电阻r3的第一端连接，所述电阻r1的第二端与所述模拟开关u1的第一引脚连接，所述电阻r3的第二端和所述模拟开关u1的第二引脚连接，所述放大器u2的第五引脚与所述电容c5的第一端连接并接高电平，所述放大器u2的第一引脚、所述模拟开关u1的第四引脚和所述低通滤波模块连接，所述模拟开关u1的第三引脚接收第一控制器电信号，所述电阻r4的第一端、所述放大器u2的第二引脚和所述电容c5的第二端均接地。

5.根据权利要求4所述一种放大增益自动调节的光信号采样电路，其特征在于，所述低通滤波模块包括电阻r5和电容c3，其中，所述电阻r5的第一端与所述二级可变增益的放大模块中的所述放大器u2的第一引脚连接，所述电阻r5的第二端、所述电容c3的第一端和所述ad转换模块连接，所述电容c3的第二端接地。

6.根据权利要求5所述一种放大增益自动调节的光信号采样电路，其特征在于，所述ad转换模块包括电容c4和ad转换芯片u4，其中，所述ad转换芯片u4的第四引脚与所述低通滤波模块中的所述电容c3的第一端连接，所述ad转换芯片u4的第一引脚接收第二控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第十引脚接收第三控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第九引脚接收第四控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第二引脚接收第五控制器电信号，所述ad转换芯片u4的第八引脚与所述电容c4的第一端连接并接高电平，所述电容c4的第二端、所述ad转换芯片u4的第五引脚和所述ad转换芯片u4的第三引脚均接地。

7.根据权利要求6所述一种放大增益自动调节的光信号采样电路，其特征在于，所述ad转换芯片u4的型号为ads1118idgsr。

技术总结
本技术公开了一种放大增益自动调节的光信号采样电路，包括光电转化模块、一级夸阻放大模块、二级可变增益的放大模块、低通滤波模块和AD转换模块，光电转化模块接收待测光信号，光电转化模块的输出端与一级夸阻放大模块的输入端连接，一级夸阻放大模块的输出端与二级可变增益的放大模块的输入端连接，二级可变增益的放大模块的输出端与低通滤波模块的输入端连接，低通滤波模块的输出端与AD转换模块的输入端连接，AD转换模块输出数字信号。本技术能够通过自动调整二级放大电路的放大增益，使得放大后的信号大小适中，从而保证数据的准确稳定。本技术作为一种放大增益自动调节的光信号采样电路，可广泛应用于光信号采样电路技术领域。

技术研发人员：李云鹏,蒋德琼
受保护的技术使用者：标格达精密仪器（广州）有限公司
技术研发日：20230912
技术公布日：2024/4/17