[发明专利]一种精密数字光敏集成传感器

权利要求书

1.一种精密数字光敏集成传感器，它包括壳体（5），壳体上窗口（6），壳体腔体（7），壳体下引出脚，其特征是：壳体上窗口(6)包括硅光二极管，硅光二极管与腔体内的处理电路输入端电连接，处理电路获取硅光二极管模拟量光电信号进行处理，将处理的结果通过壳体下引出脚的引出端输出；所述腔体内的处理电路包括：高Q光电直流放大器(1)、动态基准模数转换电路(2-1)、数字控制逻辑电路(2-2)、I²C逻辑接口(3)、电源变换电路(4)；电源变换电路(4)与壳体下引出脚的正负电源端电连接，将壳体下引出脚的正负电源端电源电压转换成高Q光电直流放大器（1）、动态基准模数转换电路（2-1）、数字控制逻辑电路（2-2）、I²C逻辑接口（3）需要的电源电压（V1、V2、V3）供给高Q光电直流放大器(1)、动态基准模数转换电路(2-1)、数字控制逻辑电路(2-2)、I²C逻辑接口(3)；高Q光电直流放大器(1)的输入端与硅光二极管两正负电极端电连接，将接收的光电信号经过高Q光电直流放大器(1)、动态基准模数转换电路(2-1)、数字控制逻辑电路(2-2)进行放大处理成1～12万流明的光强数字信号，经I²C逻辑接口(3)输出，I²C逻辑接口(3)输出与壳体下引出脚电连接。

2.根据权利要求1所述的一种精密数字光敏集成传感器，其特征是：所述的高Q光电直流放大器(1)的输入级经自适应有源电阻(Q1、Q2、Q3、Q4)、T1 N沟道MOS管与T2 NPN三级管复合，复合后输入阻抗高达10⁹Ω以上，T2 NPN三级管的集电极输出端与三极管T3的基极电连接，三极管T3的的发射极接有稳压管T4到电源的负端，三极管T3的集电极经电阻R3与T1N沟道MOS管的漏极连接的电阻R2电连接至壳体下引出脚电源端，三极管T3的集电极输出到电源负端有串接的电阻R4和稳压管T5，此外，T2 NPN三级管基极与T1 N沟道MOS管的源极和电容C1的一端电连接，电容C1的另一端与电源负端电连接，硅光电二极管正极与Q2的正极、Q3的负极、Q4的栅极电连接，在Q4 N沟道MOS管的源极与地之间串有防自激的R1电阻，工作时，在三极管T3级的激励下，整个电压放大倍数大于1000倍，在弱光1流明的光强下，R1上的电压经复合放大与T3激励，其输出约为0.2mV，在强光10万流明的光强下，其输出约为200mV；压摆率高达 2000V/S，建立时间可达 100 ns。

3.根据权利要求1所述的一种精密数字光敏集成传感器，其特征是：所述的硅光二极管G1的正极与Q2的正极、Q3的负极、Q4的栅极电连接，Q4的源极与T1的栅极相连接，Q1的负极与Q2的正极及G4的漏极电连接，Q1的正极连于V1电源为G4、硅光二极管G1提供直流偏置；Q4的源极与R1的一端连于T1的栅极，T1的漏极与T2的集电极相连，并通过R2接于电源V1,T1的源极连于T2的基极，T2的集电极接于T3的基极，T3的发射极连接T4稳压管的正极，T3的集电极通过R3接于电源V1；R4通过T5稳压管的限幅放大后，输出至 AD转换单元的输入级。

4.根据权利要求2所述的一种精密数字光敏集成传感器，其特征是：所述的电容C1的用于滤除光电噪声及防止电路自激。

5.根据权利要求1所述的一种精密数字光敏集成传感器，其特征是：所述高精度动态基准模数转换(2-1)包括18位比较电路和18路动态电压基准电路，来自高Q光电直流放大器(1)的输出电压信号经采样保持电路后，分别连接至18位比较电路的第1位～第18位，18路动态电压基准电路的动态输出JV1～JV18也分别连接到18位比较电路的基准端，电源变换电路(4)包括产生的基准源V2和数字控制逻辑电路(2-2)电源V3, 基准源V2供给18路动态电压基准电路，在数字控制逻辑电路(2-2)控制下输出动态的JV1～JV18到比较电路的第1位～第18位基准端，在数字控制逻辑电路(2-2)控制下分别输出与动态的JV1～JV18相对应的数字信号B1～B18值。