【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及检测电路，具体来说，涉及一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路。
技术介绍
1、微弱光信号检测在各个领域中发挥着至关重要的作用。在科学研究中，微弱光信号检测可以用于观测天文现象、研究基本物理过程以及探测微观生物活动等。在医疗诊断领域，微弱光信号检测技术可以用于生物成像、荧光显微镜以及光学相干断层扫描等，从而提高疾病的早期发现和治疗效果。在通信领域，微弱光信号检测有助于提高光纤通信的传输速率和传输距离。在环境检测领域，微弱光信号检测可以用于大气污染物监测、水质检测以及生态系统监测等。在军事应用中，微弱光信号检测技术可以用于夜视设备、激光雷达以及遥感侦察等。
2、微弱信号检测通常指的是非常低幅度的电信号或光信号，其强度常常远远低于周围环境噪声的水平。光电倍增管（pmt）是一种高灵敏度的光探测器，能够将微弱的光信号转换成可检测的电信号。pmt的工作原理是利用光电效应将入射光子转换成光电子，然后通过一系列的倍增过程，将光电子的数量放大数百万倍，从而产生可检测的电流信号。pmt具有高灵敏度、快速响应和宽光谱响应等优点，因此在微弱光信号检测领域得到了广泛应用。
3、然而，pmt输出的电信号通常非常微弱，常常位于毫安甚至微安级别，这使得信号容易受到周围环境噪声的干扰。因此，开发一种有效的微弱信号检测电路对于提高信号质量和精度至关重要。
技术实现思路
1、针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，用于灵敏度高、稳定性好
2、为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
3、一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，包括信号连接器、前置放大电路、反相放大电路、全差分接地低通滤波电路、模数转换驱动采集模块、控制器以及基准电源；
4、其中，信号连接器的输入端与光电倍增管的输出端连接，信号连接器的输出端与前置放大电路的输入端连接，前置放大电路的输出端与反相放大电路的输入端连接；前置放大电路的输出与反相放大电路的输出作为差分信号与全差分接地低通滤波电路的输入端连接，全差分接地低通滤波电路的输出端与模数转换驱动采集模块的输入端连接，模数转换驱动采集模块的输出端与控制器连接；基准电源用于整体检测电路的供电，数据采集的结果由控制器进行接收处理。
5、进一步的，信号连接器为4p接口，且连接端子的接口包括三个接地端和一个信号输出端。
6、进一步的，前置放大电路包括跨阻放大器u1、电阻r93、电阻r134、电容c11、电容c12及电容c208；
7、其中，信号连接器的信号引脚rf1串联电阻r93并与跨阻放大器u1的反相输入引脚-in连接，电阻r93与跨阻放大器u1的输出引脚out之间连接有电容c208和电阻r134；反馈电阻r134作为跨阻放大器的反馈电阻，电容r134作为补偿电容，对运放的输入端和反馈电阻等元件本身具有的分布电容进行相应的超前补偿，避免自激振荡，提高电路稳定性；高压地接入同相输入引脚+in；跨阻放大器u1的负电源电压引脚v-和电容c12及电源av5-连接，电容c12作为滤波电容，跨阻放大器u1的正电源电压引脚v+和电容c11及电源av5连接，电容c11作为滤波电容，跨阻放大器u1的保护引脚grd经过特殊布线处理与露铜处理部分接地。
8、进一步的，反相放大电路包括反向运算放大器u2、电阻r5、电阻r34、电阻r94、电容c95、电容c96及电容c97；
9、其中，反向运算放大器u2的输出引脚vout串联电阻r34并与反向运算放大器u2的反向输入引脚-in连接，电阻r34与反向运算放大器u2的输出引脚vout之间连接电阻r94，反馈电阻r94作为反相运算放大器的反馈电阻，与输入端-in的电阻r34构成增益为1，反相输入端信号幅度不变；反向运算放大器u2的正相输入引脚串联电阻r5，电源av5-连接反向运算放大器u2的负电源电压引脚-vs，串联电容c97及模拟接地，电容c97作为滤波电容；反向运算放大器u2的电压补偿引脚ccomp串联电容c95并接入电源av5-，且并联电容c97及模拟接地，通过并联电容滤掉电源线上的高平噪声和波动，减少电压的纹波和干扰；电源av5连接反向运算放大器u2的正电源电压引脚+vs，串联电容c96及模拟地，电容c96作为滤波电容。
10、进一步的，全差分接地低通滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电感l1、电感l2、电感l3及电感l4；
11、其中，跨阻放大器u1的输出引脚out及反向运算放大器u2的正向输入引脚vout两端并联阻抗电阻r1，r1作为上级输入阻抗，能够对信号源保护，提高信号传输效率，控制信号增益和抑制干扰；并联阻抗电阻r2，r2作为下级输出阻抗，能够驱动下游元件并实现有效的信号传输；并联电容c1、并联电容c2、并联电容c3，作为滤波电容，提高信号的稳定特征；两端分别串联电感l1、电感l2、电感l3、电感l4，进一步分隔开高频信号提高地平信号传输的稳定性；同时两端分别并联接入接地电容c4、接地电容c5、接地电容c6、接地电容c7、接地电容c8、接地电容c9，作为滤波电容，进一步将高频噪声引流到地，提高电路的抗干扰性。
12、进一步的，模数转换驱动采集模块包括全差分运算放大电路及adc数据采集电路，其中，全差分运算放大电路用于对滤波后的微弱差分信号进行放大处理，adc数据采集电路用于将模拟信号转换为数字信号。
13、进一步的，全差分运算放大电路包括全差分运算放大器u3、电容c107、电容c108、电容c109、电容c110、电容c111、电容c112、电容c113、电容c114、电容c204、电容c205、电阻r106、电阻r107、电阻r108、电阻r109、电阻r110及电阻r111；
14、其中，全差分运算放大器u3的反馈器件正输出引脚fb+并联电容c107及电阻r108，全差分运算放大器u3的反馈器件负输出引脚fb-并联电容c108及电阻r109，电阻r108以及电阻r109作为反馈电阻，与输入电阻构成增益为1的全差分放大器，电容c107和电容c108作为补偿电容，对运放的输入端和反馈电阻等元件本身具有的分布电容进行相应的超前补偿，避免自激振荡，提高电路稳定性，且全差分运算放大器u3的反馈器件正输出引脚fb+的输出端及反馈器件负输出引脚fb-的输出端之间串联电容c114，电容c114能够削弱高频信号的输入，降低输入端的噪声；全差分接地低通滤波电路的负输出引脚ls_out-串联电阻r106并与全差分运算放大器u3的负向输入引脚及反馈器件正输出端相连接；全差分接地低通滤波电路的正输出引脚l本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，包括信号连接器、前置放大电路、反相放大电路、全差分接地低通滤波电路、模数转换驱动采集模块、控制器以及基准电源；
2.根据权利要求1所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述信号连接器为4p接口，且连接端子的接口包括三个接地端和一个信号输出端。
3.根据权利要求2所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述前置放大电路包括跨阻放大器U1、电阻R93、电阻R134、电容C11、电容C12及电容C208；
4.根据权利要求3所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述反相放大电路包括反向运算放大器U2、电阻R5、电阻R34、电阻R94、电容C95、电容C96及电容C97；
5.根据权利要求4所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述全差分接地低通滤波电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电感L1、电感L2、电感
6.根据权利要求5所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述模数转换驱动采集模块包括全差分运算放大电路及ADC数据采集电路，其中，所述全差分运算放大电路用于对滤波后的微弱差分信号进行放大处理，所述ADC数据采集电路用于将模拟信号转换为数字信号。
7.根据权利要求6所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述全差分运算放大电路包括全差分运算放大器U3、电容C107、电容C108、电容C109、电容C110、电容C111、电容C112、电容C113、电容C114、电容C204、电容C205、电阻R106、电阻R107、电阻R108、电阻R109、电阻R110及电阻R111；
8.根据权利要求7所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述ADC数据采集电路包括模数转换器U4、电阻R112、电阻R114、电阻R115、电阻R116、电容C113、电容C119、电容C120、电容C121、电容C122、电容C123、电容C209、电容C210、电容C211及电容C212；
9.根据权利要求8所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述跨阻放大器U1的型号为ADA4530，所述反向运算放大器U2的型号为AD8021ARZ，所述全差分运算放大器U3的型号为ADA4945，所述模数转换器U4的型号为AD7768。
10.根据权利要求9所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，该基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路在进行微弱信号检测时包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，包括信号连接器、前置放大电路、反相放大电路、全差分接地低通滤波电路、模数转换驱动采集模块、控制器以及基准电源；
2.根据权利要求1所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述信号连接器为4p接口，且连接端子的接口包括三个接地端和一个信号输出端。
3.根据权利要求2所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述前置放大电路包括跨阻放大器u1、电阻r93、电阻r134、电容c11、电容c12及电容c208；
4.根据权利要求3所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述反相放大电路包括反向运算放大器u2、电阻r5、电阻r34、电阻r94、电容c95、电容c96及电容c97；
5.根据权利要求4所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述全差分接地低通滤波电路包括电阻r1、电阻r2、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8、电容c9、电感l1、电感l2、电感l3及电感l4；
6.根据权利要求5所述的一种基于光电倍增管输出端的微弱信号检测电路，其特征在于，所述模数转换驱动采集模块包括全差分运算放大电路及adc数据采集电路，其中，所述全差分运算放大电路用于对滤波后的微弱...
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