[发明专利]基于数字电阻的光电信号采样电路及其配置方法

说明书

本发明提供了一种基于数字电阻的光电信号采样电路，包括分别耦接于第一参考电压和电源地之间的红外接收单元一和红外接收单元二，同相输入端耦接红外接收单元一电压输出端的第一比较器，同相输入端耦接红外接收单元二电压输出端的第二比较器，以及分别耦接第一比较器和第二比较器反相输入端的参考电压输出单元，所述参考电压输出单元包括耦接参考电压源的分压电路和跟随比较器，以及耦接分压电路的MCU，所述分压电路包括串接的分压电阻和数字电位器。本发明的方案通过采样红外接收单元实际的输出电压，并经计算来设置数字电位器阻值，进而调整回路分压，能够准确设定参考电压，使得采样结果更加稳定准确。

技术领域

本发明涉及信号采样技术领域，具体涉及一种基于数字电阻的光电信号采样电路及其配置方法。

背景技术

在智能电度表或燃气膜式表中，通常是在计量轴上安装如附图1所示的黑白转盘。信号采集端配置光收发管装置，发射管定期发射光信号，光信号照射在黑白转盘上，黑色吸收光信号，白色反射光信号，反射到光接收管，经过信号回路控制，芯片检测到高低变化的电平信号，进而判断圆盘的旋转圈数。

上述装置运行时，在一些条件下，会对采样造成干扰，如发射和接收管焊接偏差、黑白转盘不平整等问题，每台设备不尽相同。经信号采集端采集后，如不进行处理，这些干扰情况会对采样结果造成干扰。为此，信号采集端通常是采样比较电路，对采集到的信号进行比较、处理。但这需要采样电路有一个合适的比较电压。如果比较电压选择不当，就会发生干扰信号无法滤除或者所需要的圈数信号也被同时滤除的情况，导致信号采集端工作失常。原本的解决方法是靠人工挑选批量仪器估算平均阻值，固定阻值(参考电压)。但没有考虑仪器的个体差异，仍会导致部分仪器计量异常。

中国专利CN 2305017Y《数控光电采样器》提供了一种无需人工调整的数控光电采样器，用数字/模拟转换电路代替了原来的电位器对光电才样子的比较电压进行自动调整，便于操作。然而，该方案仅限于实现硬件上采用数字/模拟转换电路自动调整，仅设置了满足条件的最大比较电压，防止圆盘上的干扰斑痕被判断为黑色标记造成信号输出。

另外，在理想状态下黑白转盘转动过程中，转动一圈时光信号检测端依次接收到：00-10-11-01-00-10-11-01-00-10-11-01共计12个信号如图2所示。然而，部分仪器会存在各信号分布不均匀的现象(如图3所示)，此时需要缩短检测信号周期，导致整体功耗增加。

发明内容

基于上述背景，本发明提供了一种基于数字电阻的光电信号采样电路及其配置方法，采样了如下技术方案以解决上述问题：

一种基于数字电阻的光电信号采样电路，包括分别耦接于第一参考电压和电源地之间的红外接收单元一和红外接收单元二，同相输入端耦接红外接收单元一电压输出端的第一比较器，同相输入端耦接红外接收单元二电压输出端的第二比较器，以及分别耦接第一比较器和第二比较器反相输入端的参考电压输出单元，其特征在于，所述参考电压输出单元包括耦接参考电压源的分压电路和跟随比较器，以及耦接分压电路的MCU，所述分压电路包括串接的分压电阻和数字电位器，所述MCU的信号输入端分别耦接所述红外接收管一和红外接收管二的电压输出端，用于根据红外接收单元一和红外接收单元二的输出电压，基于预设逻辑设置数字电位器的阻值，进而调节所述跟随比较器的输入电压，所述跟随比较器的输出端向所述第一比较器和第二比较器输出参考电压。

进一步的，该光电信号采样电路还包括红外发射单元，所述红外发射单元包括耦接所述参考电压源的红外发射管。

本发明还包括一种如上所述的基于数字电阻的光电信号采样电路的配置方法，包括如下步骤：

S1、多次采样，分别记录红外接收单元一和红外接收单元二电压输出端的输出电压数据；

S2、分别从记录的红外接收单元一和红外接收单元二的输出电压数据中取最大值和最小值，计算各自的平均值V1、V2；