[发明专利]一种光电转换输出信号补偿方法装置

说明书

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，具体涉及一种光电转换输出信号补偿装置。

背景技术

光电转换是将光学参量转换为电参量的过程。由于光电转换器件自身的特点和限制，传感器领域常见的光电转换器的输出带宽从几百赫兹到几百兆赫兹不等，而且输出波形多以正弦波为主。由正弦波的傅里叶级数公式可以知道，正弦波有着丰富的高次谐波分量，如果想要准确地还原正弦波，必需要较好地还原高次谐波部分，至少要完整地还原三次谐波以上才能保证信号的完整性。在实际情况下，常见的光电转换模块的输出电信号的带宽是十分有限的，这点就限制了接收端对输出电信号的正确接收和采样。

现有的采样技术只是对光电转换模块的输出电信号进行简单的采样，在这种情况下，即使采样本身是精准的，也不能改变信号本身是不完整和准确的实事，采样出来的数字信号也是不准确的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够提高光电转换精度的光电转换输出信号补偿装置。

本发明是这样实现的：

一种光电转换输出信号补偿装置，包括高通滤波器、A/D转换器、数字信号补偿器和加法器；高通滤波器接收来自光电模块输出的正弦信号，判断光电模块输出的信号的基本频率，根据光电模块输出的信号的基本频率设定截止频率，对光电模块输出的信号进行滤波，滤除低频噪声，并将其发送给A/D转换器；A/D转换器对来自高通滤波器的信号进行A/D转换，实现对信号的采样，并将采样后的信号发送给数字信号补偿器；数字信号补偿器对接收到的信号进行运算，并将计算得到的信号补偿量进行数模换，得到补偿信号，并将该信号发送给加法器；加法器接收存储来自光电模块输出的信号和来自数字信号补偿器得补偿信号，它将光电模块输出的信号和由其处理得到的补偿信号累加。

如上所述的低频噪声为接收到的光电模块输出信号中频率在上述基本频率以下的信号。

如上所述的采样频率不低于光电模块输出信号基本频率的两倍。

如上所述的采样频率为光电模块输出信号基本频率的两倍或三倍。

如上所述的数字信号补偿器根据接收到的信号，分别计算出信号中基本频率的二次、三次高频分量的值A2和A3，采用下式计算信号补偿量：

A＝α×A2+β×A3；              (1)

式中，α和β分别为信号中基本频率的二次、三次高频分量的值对应的加权系数；α的取值范围为[0，0.4]，β取值范围为[0.4，1]。

如上所述的数字信号补偿器，α为0、0.2或0.4；β为0.4、0.8或1。

如上所述的数字信号补偿器采用DSP配套D/A转换器实现，DSP通过傅里叶卷积算法计算出基本频率的二次、三次高频分量的值。

本发明的有益效果在于：

本发明采用信号补偿器和加法器，实现了对信号的自适应补偿，解决了光电转换模块输出带宽的不足而带来的光电转换信号精度低的问题，提高了光电模块输出信号的质量。补偿后的光电模块输出信号具有更好的眼图，从而保证了接收到的正弦波的完整性，让后续的采样和信号处理更准确、真实。

附图说明

图1是本发明的一种光电转换输出信号补偿装置的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种光电转换输出信号补偿装置进一步的详细描述：

一种光电转换输出信号补偿装置，包括高通滤波器、A/D转换器、数字信号补偿器和加法器。高通滤波器接收来自光电模块输出的正弦信号，判断光电模块输出的信号的基本频率，根据光电模块输出的信号的基本频率设定截止频率，对光电模块输出的信号进行滤波，滤除低频噪声，并将其发送给A/D转换器。高通滤波器可采用现有技术实现，所述的低频噪声为接收到的光电模块输出信号中频率在上述基本频率以下的信号。A/D转换器对来自高通滤波器的信号进行A/D转换，实现对信号的采样，并将采样后的信号发送给数字信号补偿器；采样频率不低于光电模块输出信号基本频率的两倍；一般采样频率可为光电模块输出信号基本频率的两倍或三倍。A/D转换器为成熟产品，可根据实际需要选择。数字信号补偿器对接收到的信号进行运算，分别计算出信号中基本频率的二次、三次高频分量的值A2和A3，采用下式计算信号补偿量A：

A＝α×A2+β×A3；              (1)

式中，α和β分别为信号中基本频率的二次、三次高频分量的值对应的加权系数；α的取值范围为[0，0.4]，一般取0、0.2或0.4；β取值范围为[0.4，1]，一般取0.4、0.8或1。