[发明专利]一种基于PSD的激光语音还原的方法及电路

摘要

本发明公开了一种基于PSD的激光语音还原的方法及电路，包括SD光电转换电路模块的设计；流压变换电路模块的设计；差分放大电路模块的设计。该电路包括用于间接得到玻璃振动振幅的相对值并产生强弱变化的电流信号的PSD光电转换电路模块；用于对PSD光电转换电路模块输出的两路微弱电流信号分别进行流压转换的流压变换电路模块，连接PSD光电转换电路模块；用于将两路信号进行差分同时主放大以及滤波的差分放大电路模块，连接流压变换电路模块，使得信号幅值达到3V左右，便于后端信号的采集，实现激光语音信号的还原。本发明通过流压变换电路模块利用RC网络结合AD704实现信号的滤波，提高了信号质量；通过采用AD8274，完成了两路电压信号的差分放大。

主权项

一种基于PSD的激光语音还原的方法，其特征在于，该基于PSD的激光语音还原的方法包括以下步骤：设计PSD光电转换电路模块；设计流压变换电路模块；设计差分放大电路模块；PSD光电转换电路模块采用位置光电传感器输出两路电流送入到流压变换电路模块，其中PSD参数确定包括：根据Rf的参考值50K，以及输出电压VO＝‑IORf，选择PSD的光电流参数Io为100μA；流压变换电路模块设计的具体步骤为：第一步，完成运算放大器和电源电压的选择；第二步，完成流压变换电路的基本设计和噪声计算；第三步，对基本设计进行优化；第四步，确定流压变换电路的总体设计电路；第一步的具体步骤为：运算放大器的选择：选用双电源供电的运算放大器，选用AD704作为主运算放大器，电源电压的确定：根据共模输入电压限制与电源电压的曲线，将电源电压取为常用的±12V；第二步的流压变换电路的基本设计的具体步骤为：PSD输出的电流进入运算放大器的反相输入端，同相输入端接地；反馈电阻Rf和反馈电容Cf构成并联电路，该电路一端接于运算放大器的反相输入端，另一端接于运算放大器输出端；总体电路中：反馈电阻Rf的确定：Rf选用50K的电阻；反馈电容Cf的确定：Cf取值为10pF，并用温度补偿型的陶瓷电容；第二步的噪声的计算方法为：从三个方面考虑噪声源：运算放大器的噪声电压密度：EN；IN为运算放大器的输入电流密度，电压降等于电阻Rf与运算放大器的噪声电流密度之积：EI＝IN·Rf；电阻Rf的温度噪声：使用的AD704的反馈电阻Rf＝50KΩ，频率带宽BW＝DC～800KHz，各噪声电压密度计算如下：EN=14nV/HzEI=IN·Rf=5pA×Hz×0.05MΩ=2.5nV/HzER≈0.05MΩ8=0.12nV/Hz]]>所以，总输入噪声电压密度为故，输出噪声电压GN为流压变换电路的电压增益；第三步：对具体设计进行优化；PSD输出的电流进入运算放大器的反相输入端，运算放大器的同相输入端接地；Cc为滤波电容，接于运算放大器的反相输入端与输出端之间；运算放大器输出端经电阻Rc接下一级放大电路输入端和电容CL一端，电容CL的另一端接地；使Rc≈Ro，Ro是运算放大器的等效输出阻抗，AD704的输出阻抗Ro≈50Ω，则求解知CL＝5000pF；流压变换电路模块的设计步骤：选用AD704作为主放大电路，同时完成两路电流信号I‑V转换、加法与减法；本设计步骤中的AD704中的一个为减法电路输出是V1＝VI1‑VI2，另一个为加法电路输出是V2＝VI1+VI2；VI1和VI2为PSD输出的两路电流经转化后的电压；差分放大电路模块的设计步骤为：采用一个差分放大器AD8274将流压变换电路模块输出的两路电压信号进行差分放大。