专利名称：一种滤除光噪声信号的电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以在光信号的测量中滤除噪声的电路，属于计算机应用领域。
背景技术：
如今，随着光技术的迅猛发展，其用途也日益广泛，如荧光检测，激光测距，光传感器等。因此对于光检测也愈加受到重视，要求检测更加准确，方便，在光信号的检测中，通常检测信号里包含有很大的背景光信号，而背景噪声是影响信号性能的重要因素，但是背景光信号具有很宽的频率范围，用普通滤波片的方法去除噪声效果不理想，锁相放大器虽然能够满足测量要求，但是价格昂贵且体型较大。
发明内容为解决上述问题，本实用新型提供了一种滤除光噪声信号的电路，主要由锁相环电路、斩波器电路、光电转换电路、滤波放大电路组成，其特征在于， 所述锁相环电路，主要由锁相环芯片及其外围电路构成的鉴相器电路、环路滤波
电路和压控振荡电路组成，该锁相环电路分别与斩波器电路、滤波放大电路以及信号输出
端电连接，主要用于输入信号与参考信号的对比、滤波，最终以无光噪声的信号输出； 所述斩波器电路，分别与信号输入端、鉴相器电路电连接，主要用于接收输入信
号，并对信号进行幅度调制，最后将调幅信号作为参考信号输入锁相环电路； 所述光电转换电路，分别与信号输入端、滤波放大电路电连接，主要用于光信号与
电信号的转换，并将转换后的电信号输入滤波放大电路； 所述滤波放大电路，分别与光电转换电路、鉴相器电路电连接，主要用放大输入信号。 本实用新型主要通过斩波器电路对光信号进行调制，使所要测的光信号与斩波器电路的输出信号频率相同，斩波器电路的输出信号为一个占相比50%的方波，最后，作为参考信号接入锁相环芯片的PDIN端；同时，将输入的光信号通过光电转换电路进行转换后，再经由放大器、RC滤波电路组成的滤波放大电路对信号进行放大，并初步滤除噪声，然后进入锁相环芯片的信号输入端，在鉴相器电路中，由于输入信号与参考信号相互作用，输入信号中只有与参考信号频率相同的信号成为直流信号，经过环路滤波后，只有该信号输出，从而信号中光噪声的滤除。 本实用新型所提供的一种滤除光噪声信号的电路，设计简单，实现方便，在很好节约成本的同时，极有效的滤除光信号中的背景噪声，对于更好的进行光检测提供了极有利的条件。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中 图1是本发明电路结构框图；[0012] 图2是本发明电路原理图。
具体实施方式
如图l所示，该电路主要由锁相环电路、斩波器电路、光电转换电路、滤波放大电 路组成，并且锁相环电路，主要由锁相环芯片及其外围电路构成的鉴相器电路、环路滤波电 路和压控振荡电路组成，该电路部分分别与斩波器电路、滤波放大电路以及信号输出端电 连接，主要用于输入信号与参考信号的对比、滤波，最终以无光噪声的信号输出；斩波器电 路，分别与信号输入端、鉴相器电路电连接，主要用于接收输入信号，并对信号进行幅度调 制，最后将调幅信号作为参考信号输入锁相环电路；光电转换电路，分别与信号输入端、滤 波放大电路电连接，主要用于光信号与电信号的转换，并将转换后的电信号输入滤波放大 电路；滤波放大电路，分别与光电转换电路、鉴相器电路电连接，主要用放大输入信号。 如图2所示，给出了实现该实用新型的一个电路原理图。对于一束所要检测的光 信号，先用斩波器对其进行幅度调制。其输出为50 %占相比的方波信号，其频率与经过调制 后的光信号频率相同，将该方波信号与锁相环芯片的PDIN引脚连接在一起，经过幅度调制 后的光信号与光电转换器P相连，先转换成电信号，再通过电容C4、电阻R7与运算放大器 LM358相连接，将信号进行放大，然后与电阻Rl、电容Cl组成的RC滤波电路相连，初步滤除 信号中的噪声，再将该信号与锁相环芯片的信号输入引脚in连接在一起。 本实施方式中的锁相环芯片采用匪74HC4046AN芯片，该芯片内嵌有鉴相器电路 和压控振荡电路。其中，in为信号输入引脚，PDIN与PDOUT分别为内嵌鉴相器电路的输入 引脚与输出引脚，VCOIN与VCOOUT分别为内嵌压控振荡电路的输入引脚与输出引脚。鉴相 器电路的作用是将由输入in引脚的输入信号与输入PDIN的信号进行比较，并将比较结果 转化为误差电压，该电压是两个信号相位差的函数。 经过鉴相器作用后，信号从鉴相器PDOUT引脚输出，并与电阻R2、电阻R3、电容C2 组成的环路滤波电路相连，滤去信号中的交流成分，再与压控振荡电路的输入VCOIN引脚 相连接，其输出通过电容C1与运算放大器的输入端相连接构成电压取样反馈电路。当整个 环路处于锁定时，输入信号中只有与斩波器调制信号频率相同的信号才能得到输出。
权利要求一种滤除光噪声信号的电路，主要由锁相环电路、斩波器电路、光电转换电路、滤波放大电路组成，其特征在于，所述锁相环电路，主要由锁相环芯片及其外围电路构成的鉴相器电路、环路滤波电路和压控振荡电路组成，所述锁相环电路分别与斩波器电路、滤波放大电路以及信号输出端电连接，主要用于进行输入信号与参考信号的对比、滤波，最终以消除背景噪声的信号输出；所述斩波器电路，分别与信号输入端、鉴相器电路电连接，主要用于接收输入信号，并对信号进行幅度调制，最后将调幅信号作为参考信号输入锁相环电路；所述光电转换电路，分别与信号输入端、滤波放大电路电连接，主要用于光信号与电信号的转换，并将转换后的电信号输入滤波放大电路；所述滤波放大电路，分别与光电转换电路、鉴相器电路电连接，主要用放大输入信号。
专利摘要本实用新型涉及一种方法，可以在光信号的测量中滤除噪声，使测量更准确。该方法包含一个斩波器，一个锁相环电路，利用斩波器的输出信号作为调制信号，利用锁相环的良好窄带特性，捕捉到输入信号中与参考信号同频的信号，去除噪声。本实用新型的实施制作简单，价格便宜，大大降低了成本。
文档编号G01D3/032GK201503272SQ20092017878
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者孔繁亮 申请人:深圳市神舟电脑股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
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