[发明专利]一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路

权利要求书

1.一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，包括四象限探测器，其特征在于：还包括与所述四象限探测器依次连接的电流隔直模块、跨阻放大模块和模拟运算模块；所述四象限探测器将激光信号转换为电流信号，所述电流隔直模块提取出电流信号中包含位移信息的交流分量，所述跨阻放大模块接入所述电流隔直模块的输出信号，将电流信号转换为电压信号并放大后输出，所述模拟运算模块接入所述跨阻放大模块输出的电压信号进行模拟运算和低通滤波，解算出目标的三维动态位移信息；

所述电流隔直模块由可编程电流源芯片U1、可调电阻R1、电阻R2和电容C1组成；所述四象限探测器经光电转换后产生的电流接入所述可编程电流源芯片U1的输入端，所述可调电阻R1与所述电容C1并联后一端连接所述可编程电流源芯片U1的设置端，另一端连接-5V的偏置电压，所述电阻R2一端连接所述可编程电流源芯片U1的输出端，另一端连接-5V的偏置电压。

2.根据权利要求1所述的一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，其特征在于：所述可编程电流源芯片U1输入端的电流I_B1=,其中I_base为所述可编程电流源芯片内部参考电流，通过调节所述可调电阻R1的阻值可以调节所述可编程电流源芯片U1输入端电流I_B1的大小。

3.根据权利要求1所述的一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，其特征在于：所述跨阻放大模块由运算放大器U2、可调电阻R3和电容C2组成；所述可调电阻R3和所述电容C2并联后，一端连接所述运算放大器U2的负输入端，另一端连接所述运算放大器U2的输出端，所述运算放大器U2的正输入端接地，负输入端连接所述可编程电流源芯片U1的输入端。

4.根据权利要求3所述的一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，其特征在于：所述跨阻放大模块的输出V_B=I_B2× R₃，其中I_B2=I_B-I_B1，I_B为四象限探测器单个象限产生的光电流，通过调节所述可调电阻R3的阻值从而调节所述跨阻放大模块的输出增益。

5.根据权利要求1所述的一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，其特征在于：所述模拟运算模块包括X轴模拟运算电路、Y轴模拟运算电路和Z轴模拟运算电路，分别用于解算X轴、Y轴和Z轴三个空间轴上的位移信息。

6.根据权利要求5所述的一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，其特征在于：所述X轴模拟运算电路的输出信号V_X=K_X（V_A+V_B-V_C-V_D），其中K_X为所述X轴模拟运算电路的增益系数；所述X轴模拟运算电路具有低通滤波功能。

7.根据权利要求5所述的一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，其特征在于：所述Y轴模拟运算电路的输出信号V_Y=K_Y（V_A+V_D-V_B-V_C），其中K_Y为所述Y轴模拟运算电路的增益系数；所述Y轴模拟运算电路具有低通滤波功能。

8.根据权利要求5所述的一种用于位移反馈系统的四象限探测器信号调理电路，其特征在于：所述Z轴模拟运算电路的输出信号V_Z=K_Z（V_A+V_B+V_C+V_D），其中K_Z为所述Z轴模拟运算电路的增益系数；所述Z轴模拟运算电路具有低通滤波功能。