用于图像处理系统的差分运算放大电路和图像处理系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于图像处理系统的差分运算放大电路和图像处理系统，其中差分运算放大电路包括：第一输入电阻和第二输入电阻；差分运算放大器，第一输入端通过第一输入电阻与热成像传感器的输出端连接；第二输入端通过第二输入电阻与基准电压电路连接，基准电压电路用于提供固定的基准电压；第一反馈电阻，连接在差分运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；第二反馈电阻，连接在差分运算放大器的第二输入端和第二输出端之间。本实用新型专利技术使单端变化的电信号，变为双端变化的差分信号，提高了信号的动态范围，满足后端高速差分AD采样的输入要求，提高信号的抗干扰能力，提高了抗噪声和抗电磁干扰的能力，从硬件上保证了图像采集的质量。

Differential operation amplifier circuit and image processing system for image processing system

The utility model discloses a differential operation amplifying circuit and an image processing system for an image processing system, wherein the differential operation amplifying circuit includes: a first input resistance and a second input resistance; a differential operation amplifier, wherein the first input end is connected with the output end of the thermal imaging sensor through the first input resistance; the second input end is connected with the reference voltage through the second input resistance The first feedback resistor is connected between the first input end and the first output end of the differential operational amplifier; the second feedback resistor is connected between the second input end and the second output end of the differential operational amplifier. The utility model changes the single terminal changed electric signal into the double terminal changed differential signal, improves the dynamic range of the signal, meets the input requirements of the back-end high-speed differential AD sampling, improves the anti-interference ability of the signal, improves the anti noise and anti electromagnetic interference ability, and guarantees the quality of image acquisition from the hardware.

【技术实现步骤摘要】
用于图像处理系统的差分运算放大电路和图像处理系统
本技术涉及信号处理
，具体涉及一种用于图像处理系统的差分运算放大电路和图像处理系统。
技术介绍
图像采集通常包括可见光图像的采集和红外图像的采集。可见光图像通常采用市面上比较常用的摄像机来采集，而红外图像的采集通常采用热成像传感器（或者成为红外热成像传感器）。红外热成像传感器作为图像处理系统中的前端信息采集部件，作为把光学信号（红外光信号）转换为电信号的重要部件，其采集到的电信号往往存在共模噪声及干扰，而这些共模噪声及干扰会极大地影响信号的传输以及后期成像的处理，使得信号传输质量低，最终导致成像效果差。
技术实现思路
本技术要解决现有技术中热成像传感器采集到的电信号存在共模噪声以及干扰，降低信号传输质量以及影响成像效果的问题，从而提供一种用于图像处理系统的差分运算放大电路和图像处理系统。本技术的一方面，提供了一种用于图像处理系统的差分运算放大电路，包括：第一输入电阻和第二输入电阻；差分运算放大器，第一输入端通过所述第一输入电阻与热成像传感器的输出端连接；第二输入端通过所述第二输入电阻与基准电压电路连接，所述基准电压电路用于提供固定的基准电压；第一反馈电阻，连接在所述差分运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；第二反馈电阻，连接在所述差分运算放大器的第二输入端和第二输出端之间。可选地，所述基准电压电路包括：稳压源芯片，输入端与初始电源连接，用于将所述初始电源进行稳压，得到次级电压；低通滤波电路，与所述稳压源的输出端连接，用于对所述次级电压进行滤波处理得到的所述基准电压。可选地，所述第一输入端为所述差分运算放大器的正输入端，所述第二输入端为所述差分运算放大器的负输入端。可选地，所述第一输出端为所述差分运算放大器的负输出端；所述第二输出端为所述差分运算放大器的正输出端。可选地，所述第一输入电阻与所述第二输入电阻的值相等；所述第一反馈电阻与所述第二反馈电阻的值相等。可选地，所述差分运算放大器的输出端与AD转换器连接。可选地，所述AD转换器的输入电压范围为-1～1V，所述基准电压为2.5V，所述热成像传感器的输出电压为0～5V，所述第一输入电阻与所述第一反馈电阻的比值为0.4。可选地，所述第一输入电阻的阻值为200欧姆，所述第一反馈电阻为499欧姆，所述第一输入电阻与所述第一反馈电阻的阻值精度为1%。可选地，还包括：电源正极，与供电电源的正极连接；电源负极，与供电电源的负极连接。本技术实施例的另一方面提供了一种图像处理系统，包括：热成像传感器，用于采集红外光信号，并转化为电信号；差分运算放大电路，单输入端与所述热成像传感器连接，用于对所述电信号转化为差分信号；AD转换器，输入端与所述差分运算放大电路的输出端连接，用于将所述差分信号转换为数字信号。本技术实施例中，差分运算放大器的输入端为单端输入的情况，差分运算放大器其中一端为单端输入变化的电信号，也即是热成像传感器的输出电信号，另一端使用基准电压保持电压高可靠的稳定，因而总体的差分运算放大器输入的变化范围为-V到+V的变化，类似差分输入的情况，保持采样信号的高质量传输。现有技术中在进行差分运算放大器的使用过程中，通常是对输入端的电阻、电容的选用进行改进。而本技术实施例中关键点之一在于将差分运算放大器的一端采用基准稳压，而另一端作为信号的动态输入，从而保证整个输入类似差分输入，保证输入信号的信号完整性，抗干扰能力；差分运算放大器作为红外热成像传感器采集的电信号处理部件，使单端变化的电信号，变为双端变化的差分信号，提高了信号的动态范围，满足后端高速差分AD采样的输入要求，提高信号的抗干扰能力，提高了抗噪声和抗电磁干扰的能力，从硬件上保证了图像采集的质量。附图说明为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例中差分运算放大器的基本结构；图2为本技术实施例中差分运算放大电路的电路图；图3为本技术实施例中基准电压电路的示意图；图4为本技术实施例中开环增益量和相位与频率的关系的示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。专利技术人在研究中发现，差分运算放大器能够把电信号转换为差分信号，这样，能够提高信号额抗干扰能力，并且还能保持信号缓冲的作用，结合后端的差分输入的数字转模拟转换器，来一直共模噪声及干扰，将动态范围提高2倍，并通过差分信号提高总体性能。本技术实施例所采用的差分运算放大器的基本结构如图1所示，其信号定义如下：输入电压：Vid为差模输入电压，Vic为共模输入电压。输出电压：Vod为输出电压，Voc为输出共模电压。内部反馈电路，保持输出共模电压Voc=Vocm。具体的基本公式定义如下：差分运算放大器输出的不是单端输出信号而是输出以Vocm为参考的差分信号Vout+、Vout-。输入Vin+、Vin-名义上输入幅度大小相等、相位相反，但当输入单端信号时，一个输入端电压固定，另一端则因其而变化，这种情况可类似差分输入。例如Vin+端电压变化范围为0～5V，而Vin-端电压基准源固定为2.5V，则整个输入端的电压变化范围为-2.5V～2.5V，可类似差分输入。上述差分运算放大器的输出关系式如下：（1）差分输出单端的电压：Vout+=Vocm+Vod/2;Vout-=Vocm-Vod/2;（2）差分运算放大器的闭环传递函数：当开环增益A（s）为无穷大时，实际上运放的开环增益A（s）接近无穷大。所以，理想的差分运算放大器的闭环增益为Rf/Rg，其中Rf为反馈电阻，Rg为输入电阻。其中为反馈因子，具体定义如下：具体地，在实际应用中，本技术实施例提供了一种用于图像处理系统的差分运算放大电路，如图2所示，该电路包括：第一输入电阻RG1和第二输入电阻RG2。差分运算放大器20，第一输入端通过所述第一输入电阻RG1与热成像传感器10的输出端连接；第二输入端通过所述第二输入电阻RG2与基准电压电路3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于图像处理系统的差分运算放大电路，其特征在于，包括：/n第一输入电阻和第二输入电阻；/n差分运算放大器，第一输入端通过所述第一输入电阻与热成像传感器的输出端连接；第二输入端通过所述第二输入电阻与基准电压电路连接，所述基准电压电路用于提供固定的基准电压；/n第一反馈电阻，连接在所述差分运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；/n第二反馈电阻，连接在所述差分运算放大器的第二输入端和第二输出端之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于图像处理系统的差分运算放大电路，其特征在于，包括：
第一输入电阻和第二输入电阻；
差分运算放大器，第一输入端通过所述第一输入电阻与热成像传感器的输出端连接；第二输入端通过所述第二输入电阻与基准电压电路连接，所述基准电压电路用于提供固定的基准电压；
第一反馈电阻，连接在所述差分运算放大器的第一输入端和第一输出端之间；
第二反馈电阻，连接在所述差分运算放大器的第二输入端和第二输出端之间。


2.根据权利要求1所述的差分运算放大电路，其特征在于，所述基准电压电路包括：
稳压源芯片，输入端与初始电源连接，用于将所述初始电源进行稳压，得到次级电压；
低通滤波电路，与所述稳压源的输出端连接，用于对所述次级电压进行滤波处理得到的所述基准电压。


3.根据权利要求1所述的差分运算放大电路，其特征在于，所述第一输入端为所述差分运算放大器的正输入端，所述第二输入端为所述差分运算放大器的负输入端。


4.根据权利要求1所述的差分运算放大电路，其特征在于，所述第一输出端为所述差分运算放大器的负输出端；所述第二输出端为所述差分运算放大器的正输出端。


5.根据权利要求1所述的差分运算放大电路，其特征在于，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周加洋，刘宝龙，权五云，褚博，
申请(专利权)人：哈工大机器人山东智能装备研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37