一种基于PSD探测器的信号处理电路制造技术

本发明专利技术属于集成电路技术领域，具体地涉及一种基于PSD探测器的信号处理电路，包括PSD探测器前置放大电路和AD采集电路，PSD探测器前置放大电路将PSD探测器输出的四路电流信号转换为四路电压信号，并将每路电压信号进行1:1跟随输出，输出为模拟信号；AD采集电路能够同步采集PSD探测器前置放大电路输出的四路模拟信号，并将四路模拟信号转换为数字信号。本发明专利技术提供的一种基于PSD探测器的信号处理电路结构简单，灵敏度高，能确保后续处理器对探测信号进行高精的位置解算，保证测量精度。保证测量精度。保证测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PSD探测器的信号处理电路


[0001]本专利技术属于集成电路
，具体地涉及一种基于PSD探测器的信号处理电路。

技术介绍

[0002]PSD探测器是一种光能/位置转换器件，其响应速度快、分辨率高、成本低，较广泛的应用在位置检测系统中。在一些小角度测量，要求动态性、高精度、高分辨率的场合，其比高清、高帧频CCD(200Hz)有较大的优势。
[0003]目前的PSD探测器处理电路主要有模拟解算电路和数字解算电路，模拟解算电路中PSD探测器将光信号转换为电流信号后，经过多个运算放大器的解算和乘/除法器的运算，解算后的位置信号输出到AD采集电路，供处理电路使用。该方法可以保证解算的动态性和速度，但是由于模拟电路和乘/除法器电路的复杂性和不一致性，不能保证四路信号的一致性，需要后期处理器进行较多的修正，且由于芯片、电阻和电容的个性差异，对于相同原理，不同器件的处理电路，其修正有较大区别，不具有普适性。数字解算电路一般为前置放大后，直接输出到AD采集，处理器进行解算。此类数字电路的电路噪声较大，同时，AD采集为四通道顺序采集，四通道信号之间有较大的采集时间差，对于精度要求较高的场合，该方式误差较大，不易满足测试要求，需要在电路设计中进行优化，解决该问题。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]为了突破PSD探测器的信号处理电路在动态下高精度、高频率测量的局限性，本专利技术提供一种基于PSD探测器的信号处理电路，以实现测量范围：(2～100)角秒、测量精度：1角秒(1～150)Hz的要求，同时硬件电路简洁、可靠性高、使用寿命长。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0008]本专利技术实施例提供一种基于PSD探测器的信号处理电路，包括PSD探测器前置放大电路和AD采集电路，PSD探测器前置放大电路将PSD探测器输出的四路电流信号转换为四路电压信号，并将每路电压信号进行1:1跟随输出，输出为模拟信号。
[0009]AD采集电路能够同步采集PSD探测器前置放大电路输出的四路模拟信号，并将四路模拟信号转换为数字信号。
[0010]可选地，PSD探测器前置放大电路包括PSD探测器U1、由放大器A1～A4组成的前级I/V转换电路、由放大器A5～A6组成的电压跟随电路和电阻R5～R12；PSD探测器U1的四象限输出分别与放大器A1～A4的四路输入相连；电阻R5～R8的两端分别与放大器A1～A4的四路输出和放大器A5～A6的四路输入相连，电阻R9～R12的一端分别与放大器A5～A6的四路输出相连。
[0011]可选地，前级I/V转换电路包括电阻R1～R4和电容C9～C12，电阻R1～R4和电容C9～C12分别与放大器A1～A4的四路输入、四路输出并联，组成低通滤波器和放大器。
[0012]可选地，AD采集电路包括一个四通道AD芯片U2和电容C21～C27，四通道AD芯片U2的四通道输入分别与电阻R9～R12的另一端相连，电容C21、C22和C26两端分别与四通道AD芯片U2的AVCC、AGND引脚相连、且与电源和模拟地相连，电容C23的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚44和引脚45、以及引脚43和引脚46相连，电容C24的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚41和引脚42相连，电容C25、C27的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚39、引脚36和模拟地相连。
[0013]可选地，放大器A1～A4的型号为OPA657，放大器A5～A6的型号为OP227，四通道AD芯片U2的型号为AD7606
‑
4。
[0014]另外，四通道AD芯片U2还与处理器相连，通过处理器控制四通道AD芯片U2对PSD探测器的四路输出进行同步采集，保证采集数据的精度。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016](1)电路结构简单，节约成本，性能可靠，便于维护。
[0017](2)前置放大电路在较为简洁的前提下，对噪声进行了很好地抑制，降低了PSD采集电路的噪声。
[0018](3)四路同步采样，在高速信号同步采样下，提高了四路一致性，提高了动态测量精度。
附图说明
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的PSD探测器前置放大电路的电路原理图。
[0021]图2为本专利技术实施例提供的AD采集电路的电路原理图。
具体实施方式
[0022]下面结合本专利技术实施例中的附图以及具体实施例对本专利技术进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。基于本专利技术中的实施例，本领域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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
[0023]实施例
[0024]如图1
‑
2所示，本专利技术实施例提供一种基于PSD探测器的信号处理电路，包括PSD探测器前置放大电路和AD采集电路，PSD探测器前置放大电路将PSD探测器输出的四路电流信号转换为四路电压信号，并将每路电压信号进行1:1跟随输出，输出为模拟信号；AD采集电路能够同步采集PSD探测器前置放大电路输出的四路模拟信号，并将四路模拟信号转换为数字信号。
[0025]PSD探测器前置放大电路包括PSD探测器U1、放大器A1～A6、电容C1～C20、电阻R1～R12和电感L1～L12；PSD探测器U1的四象限输出直接与放大器A1～A4的输入相连，该放大器将四象限输出的电流信号转换为电压信号；电阻R1～R4与电容C9～C12依次并联，且电阻R1～R4和电容C9～C12分别与放大器A1～A4的输入和输出相连，电阻R5～R8的两端分别与放大器A1～A4的输出和放大器A5～A6的输入相连，电阻R9～R12的两端分别与放大器A5～A6的输出和AD采集电路的四通道输入相连；电容C1～C8的两端分别与放大器A1～A4的电源
脚7、4和模拟地相连，电容C13～C16的两端分别与放大器A5～A6的输入和模拟地相连，电容C17～C20的两端分别与放大器A5～A6的电源脚8、4和模拟地相连；电感L1～L8分别与放大器A1～A4的电源脚和
±
15V相连，电感L9～L12分别与放大器A5～A6的电源脚和
±
15V相连。
[0026]AD采集电路包括一个四通道AD芯片U2和电容C21～C27，电容C21的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚1和引脚2相连、且与5VA和模拟地相连，电容C22的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚48、引脚26和引脚47相连，电容C23的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚44和引脚45、以及引脚43和引脚46相连，电容C24的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚42、引脚40和引脚41相连，电容C25的两端分别与四通道AD芯片U2的引脚39、引脚40和引脚41相连，电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PSD探测器的信号处理电路，包括PSD探测器前置放大电路和AD采集电路，其特征在于：PSD探测器前置放大电路将PSD探测器输出的四路电流信号转换为四路电压信号，并将每路电压信号进行1:1跟随输出，输出为模拟信号；AD采集电路能够同步采集PSD探测器前置放大电路输出的四路模拟信号，并将四路模拟信号转换为数字信号。2.根据权利要求1所述的基于PSD探测器的信号处理电路，其特征在于：PSD探测器前置放大电路包括PSD探测器U1、由放大器A1～A4组成的前级I/V转换电路、由放大器A5～A6组成的电压跟随电路和电阻R5～R12；PSD探测器U1的四象限输出分别与放大器A1～A4的四路输入相连；电阻R5～R8的两端分别与放大器A1～A4的四路输出和放大器A5～A6的四路输入相连，电阻R9～R12的一端分别与放大器A5～A6的四路输出相连。3.根据权利要求2所述的基于PSD探测器的信号处理电路，其特征在于：前级I/V转换电路包括电阻R1～R4和电容C9～C12...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永鹏，段海龙，陈羽，侯安贵，周晓琳，张明，王文艳，张永安，李晶晶，崔洁，王小波，
申请(专利权)人：河南平原光电有限公司，
类型：发明
国别省市：