[实用新型]一种基于PSD的激光语音电路

说明书

技术领域

本实用新型属于激光语音还原技术领域，尤其涉及一种基于PSD的激光语音电路。

背景技术

现有的激光语音还原系统电路多采用离散型位置探测器采集激光位置信号。现有技术具有精度低，处理电流信号少，缺乏滤波或滤波不够彻底的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种基于PSD的激光语音电路，旨在解决现有技术存在的精度低，处理电流信号少，缺乏滤波或滤波不够彻底的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种基于PSD的激光语音还原的方法，该基于PSD的激光语音还原的方法包括以下步骤：

PSD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。

进一步，PSD光电转换电路模块的设计的具体步骤为：

噪声分析模型；

PSD参数的确定。

进一步，噪声分析模型的具体方法为：

Io为光电流，ID为暗电流，Rie为极间电阻，Cj为结电容，互相并联后接地，构成PSD模型，连接等效噪声输入电容的运算放大器in；

Rf为反馈电阻，Cf为反馈电容，组成的并联电路一端接于PSD和等效噪声输入电容的运算放大器in之间，另一端接于运放输出端；

in为等效噪声输入电容的运算放大器，连接等效噪声输入电压的运算放大器En后接地，与反馈电阻Rf，反馈电容Cf构成流压转换电路模型；

Vo为输出电压。

进一步，PSD参数的确定的具体方法为：

输出电压V_o=-I_s·R_f，为了保证PSD测量精度，必须使两路信号输出尽可能一致，因此电阻采用高精度的无色环电阻，由于PSD的内阻较大（S3931内阻约为50K），在电路中Rf的取值不能太大，Rf的取值过大时，容易产生振荡，在此Rf选用典型值50K，使信号放大到mV级，确定反馈电阻Rf；

同时在电路的设计中，还要在反馈回路上加上电容，小电容称为移相电容，防止运放自激的一般取0点几皮法到几十皮法，由于在此系统中运放是工作在音频300HZ到3400HZ之间的，也可以起到滤波滤除高频噪声，取值根据：防止振荡R_f和运放的输入电容及杂散电容形成极点，如果该极点在运放使用的频率范围内就可能使运放产生振荡；加入C_f后，C_f和R_f产生零点，用来抵消极点，在这里C_f取值为10pF，并用温度补偿型的陶瓷电容，确定反馈电容Cf。

进一步，流压变换电路模块设计的具体步骤为：

第一步，完成运放和电源电压的选择；

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。

进一步，第一步的具体步骤为：

运放的选择：

对于光电传感的微弱信号处理，必须选择低噪声低偏置电流，输入阻抗大的运放，根据OP07，AD823，AD704的参数，由于对该系统是交流信号进行处理，应选用双电源供电的运放，选用AD704作为主运放，因为它只有1/20的OP07输入偏置电流,且不需要常用平衡电阻，典型噪声为OP07的1/5,这使得AD704可用具有更高的源阻抗，AD704集成式差分输出缓冲放大器，可将单端输入信号转换为具有高输出驱动能力的一对平衡输出信号；

电源电压的确定：

输出信号进行测试，其振幅约为4.6V_pp,所以即使考虑到运放内部晶体管的损耗，电源电压有5V足够了，不过还应该考虑到运放用电源（AD704Vs：±2.5V到±18V，典型值为±13.5V），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。

进一步，第二步的流压变换电路的基本设计的具体步骤为：

输入电流进入运放的反相输入端，同相输入端接地；

反馈电阻Rf，反馈电容Cf构成并联电路接于运放输出端与反相输入端之间，

总体电路中：

反馈电阻Rf的确定：