[发明专利]一种差分滤光补偿电路及其实现方法

权利要求书

1.一种差分滤光补偿电路，其特征在于，包括将光信号转换成电信号的一个光电二极管GD1，输入端与该光电二极管GD1连接的光电信号转换电路，与光电信号转换电路的输出端相连的放大电路，与放大电路输出端相连的差分运放电路，其中该放大电路共有两个输出端，一个输出端与差分运放电路相连，另一个输出端与其输入端之间还连接有背景光采样保持电路。

2.根据权利要求1所述的一种差分滤光补偿电路，其特征在于，所述光电信号转换电路包括由电阻R1、电阻R3和电阻R4组成的T型网络和正输入端与所述光电二极管GD1正输入端相连、负输入端与光电二极管GD1输出端相连的运放芯片U1，该运放芯片U1的正输入端和光电二极管GD1的输入端之间还连接有相互并联的电阻R15和电容C1，且电阻R1的一端分别与电阻R3的一端和电阻R4的一端相连，电阻R3的另一端接地，电阻R1的另一端接运放芯片U1的负输入端，电阻R4的另一端接运放芯片U1的输出端，运放芯片U1的输出端与放大电路相连。

3.根据权利要求2所述的一种差分滤光补偿电路，其特征在于，所述放大电路包括正输入端与运放芯片U1输出端相连的包含两个运算放大器的运放芯片U2和单刀三掷开关S1，该运放芯片U2的负输入端通过电阻R6接地，同时运放芯片U2的第一负输入端与单刀三掷开关S1的输入端相连、第二输出端与差分运放电路相连，且所述背景光采样保持电路连接在该运放芯片U2的第二正输入端和第一输出端之间，该第一输出端连接背景光采样保持电路的输出端，该单刀三掷开关的三个输出端分别串联有电阻R8、电阻R9和电阻R10的一端，电阻R8、电阻R9和电阻R10的另一端两两相连。

4.根据权利要求3所述的一种差分滤光补偿电路，其特征在于，所述背景光采样保持电路包括连接在运放芯片U2的第二正输入端和第一输出端之间并依次串联的电子开关K1、电阻R7、二极管D2，一端与二极管D2的负极相连、另一端接地的高绝缘电容C2，二极管D2的负极还与运放芯片U2第二正输入端相连，该运放芯片U2的第二负输入端连接第二输出端，电子开关K1受CNT控制。

5.根据权利要求4所述的一种差分滤光补偿电路，其特征在于，所述差分运放电路包括负输入端与运放芯片U2第二输出端相连的运放芯片U3、连接在运放芯片U3的负输入端和输出端之间的电阻R14和一端与高绝缘电容C2相连的电阻R13，所述电阻R13的另一端连接运放芯片U3的正输入端，该运放芯片U3的正输入端与电阻R8另一端之间还连接有电阻R12，该运放芯片U3负输入端和运放芯片U2的第二输出端之间还连接有电阻R11。

6.根据权利要求3～5任一项所述的一种差分滤光补偿电路，其特征在于，所述运放芯片U1的输出端与运放芯片U2的正输入端之间还连接有电阻R5。

7.一种差分滤光补偿电路的实现方法，其特征在于，主要通过以下步骤实现：

（a）采集背景光信号，并通过CNT控制电子开关K1闭合，高绝缘电容C2进行充电；

（b）高绝缘电容C2充电完成后断开电子开关K1并对背景光信号进行放大，与此同时采集光源信号；

（c）光源信号照射在光电二极管上产生电流信号；

（d）该电流信号在光电信号转换电路上被转换成电压信号；

（e）放大电路放大电压信号，并输出放大后的电压信号；

（f）放大后的电压信号和放大后的背景光信号通过差分运放电路进行信号差分，并通过运放芯片U3的输出端将信号差分后的电压信号和背景光信号分别输出。

8.根据权利要求7所述的一种差分滤光补偿电路的实现方法，其特征在于，所述步骤（c）中光电信号转换电路在转换电流信号时，通过T型网络的配合降低偏置效应。