[发明专利]一种微弱光信号多级放大电路

说明书

一种微弱光信号多级放大电路，其特征是由光电探测器、前置放大电路、三级运算放大电路、一级放大检测电路组成；光电探测器与前置放大电路连接、前置放大电路分别连接到三级运算放大电路和一级放大检测电路；光电探测器接收到光信号后产生电流，经过前置放大电路后，输出电压信号，并将该信号同时输出到两路运算放大电路上：其中一路经过一级放大检测电路放大后输出直流信号，用于检测光信号直流大小；另一路经过三级运算放大电路放大后输出电压脉冲信号，用于检测光强变化。本发明实现不对微米级别的物质的准确测定，可以有效地抑制干扰，提高信噪比，得到有效的光信号。

技术领域

本发明属于信号放大处理领域，尤其涉及一种微弱光信号多级放大电路。

背景技术

利用光对物质的照射所产生的光强变化(如光的透射、散射、吸收等)来实现测定物质的结构及形态的方法已经广泛用于军事、工业、环境及医疗等领域。但是大多数光信号转换电路只是简单的光信号转化成直流电压信号进行一级或二级放大，且放大的直流信号一般是10mv以上的级别，只需要放大100～500倍左右就可以满足设计需求。微弱交流光信号检测的一般办法是通过光电探测器将微弱的光信号转换成为微弱电信号脉冲，然后再通过电路放大，将这个微弱电信号转变为可处理的电信号。微弱光信号检测的难点在于光电器件接收到的光信号和转换后的电信号都很微弱很容易淹没在各种噪声中，使得通过光电探测器转换后的光信号的信噪比很大。为了得到有效的信号以便于后续软件的分析处理，从而实现对微米级别的物质(比如微粒)的准确测定，设计出低噪声、高精度光电放大电路是非常重要的。

发明内容

本发明提供一种微弱光信号多级放大电路，实现对微弱光信号的有效放大和甄别。该电路能够有效的抑制共模干扰，提高信号的信噪比。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的微弱光信号多级放大电路，由光电探测器、前置放大电路、三级运算放大电路、一级放大检测电路组成。光电探测器与前置放大电路连接、前置放大电路分别连接到三级运算放大电路和一级放大检测电路。光电探测器接收到光信号后产生电流，经过前置放大电路后，输出电压信号，之后将该信号同时输出到两路运算放大电路上，其中一路经过一级放大检测电路放大后输出直流信号，用于检测光信号直流大小；另一路经过三级运算放大电路放大后输出电压脉冲信号，用于检测光强变化。第一级运算放大电路具有隔断直流信号的作用，同时可以将交流信号放大。放大后的交流信号再输出到第二级运算放大电路，经放大后的信号最后输入到第三级运算放大电路，最终经过三级放大电路得到1v～5v有效的脉冲信号。

更进一步说，本发明的技术方案是：

光电探测器U6探测到光信号后，获取到光信号的微弱变化后，将产生一个电流，通过由U3、R9、R11、C19、C11、C12、C13、C20、C21组成的前置放大电路，形成电压信号后，一路进入主要由U1B、R6、R5、C10组成的一级放大检测电路，放大后输出直流信号，用于检测光信号直流大小；另一路进入主要由U1A、R7、R8、R10、R3、C7组成的第一级运算放大电路，放大后的信号再经过主要由U5B、R13、R2、R17、C27组成的第二级运算放大电路，之后再经过主要由U5A、R16、R15、R14、C24、FB2组成的第三级运算放大电路，得到1v～5v有效的脉冲信号。其中，FB2用于滤除高频信号。

本发明的有益效果是可以充分的检测到微米级微粒带来的微弱的光信号变化，得到信噪比大且有效的光信号，以供后续软件分析处理。

附图说明

图1为本发明的电路结构框图。其中In为微粒通过光照后产生的微弱信号的输入端，A1为前置放大电路，A2为一级放大检测电路，A3为第一级运算放大电路，A4为第二级运算放大电路，A5为第三级运算放大电路。S1为经一级放大检测电路输出的直流信号，S2为经过三级运算放大电路输出的光脉冲信号。

图2为本发明的一个实施例的电路图。

具体实施方式