[发明专利]一种增益自适应的高速型零差检测系统

权利要求书

1.一种增益自适应的高速型零差检测系统，其特征在于，包括：

分束器，对输入的任意线偏振光分解为两束，一路输出水平偏振光，另一路输出垂直偏振光，使得两束光垂直入射到两个光电探测器；

两个光电探测器，分别接收水平偏振光和垂直偏振光，将光信号转换为电流信号，再对两个电流信号进行差分输出；

I-V转换电路，将经两个光电探测器得到的差分电流信号转换为电压信号，同时加以放大；

双隔离缓冲电路，内部有两个独立的电路模块，其一模块功能为隔离信号采集及控制电路对主信号处理电路的影响，其二模块功能为隔离主信号处理电路的后级对前级的影响；

信号采集及控制电路，通过双隔离缓冲电路对主信号处理电路进行信号采集并进行逻辑处理，输出控制信号给增益自适应电路，同时输出控制信号给PCI6111E多功能同步采集卡；

增益自适应电路，从信号采集及控制电路得到控制信号，以建立增益通道对信号进行处理；

固定增益宽动态范围电路，为主信号处理电路的信号提供一个固定的增益，使得信号线性放大；

PCI6111E多功能同步采集卡，分别与信号采集及控制电路、固定增益宽动态范围电路连接，对控制信号进行检测、显示、保存、数值运算；

所述分束器是偏振分束器，其集成在整个零差检测系统PCB电路板上，使得分束器所形成的两束光路最优地、固定地入射到两个光电探测器探测窗口，不会受到外界的干扰而发生改变。

2.根据权利要求1所述的一种增益自适应的高速型零差检测系统，其特征在于，所述增益自适应电路，能够从信号采集及控制电路得到预放大信号，建立增益通道对信号进行处理；所述增益自适应电路能够随着双隔离缓冲电路得到的电压水平来自动提供增益通道，提高测量电路精度。

3.根据权利要求1所述的一种增益自适应的高速型零差检测系统，其特征在于，所述I-V转换电路的增益公式为：

其中，A_I-V为I-V转换电路的增益；R_f为跨接于输出端口和输入负端口的反馈电阻；I_L为光电流。

4.根据权利要求1所述的一种增益自适应的高速型零差检测系统，其特征在于，所述增益自适应电路的增益公式为：

A_variety(dB)＝40*V_control+10

其中，A_variety(dB)为增益自适应电路的增益；V_control为信号采集及控制电路的输出电压，此电压输入给增益自适应电路。

5.根据权利要求1所述的一种增益自适应的高速型零差检测系统，其特征在于，所述固定增益宽动态范围电路的增益公式为：

其中，A_end为固定增益宽动态范围电路的增益；R_{f_end}为跨接于输出端口和输入负端口的反馈电阻；R_end为连接输入负端口和前级信号输出的电阻。

6.根据权利要求1所述的一种增益自适应的高速型零差检测系统，其特征在于，所述零差检测系统的增益公式为：

A＝A_I-V*A_variety(dB)*A_end

其中，A为整个电路的增益；A_I-V为I-V转换电路的增益；A_variety(dB)为增益自适应电路的增益；A_end为固定增益宽动态范围电路的增益。