[发明专利]一种高速双通道同步光信号采样电路

权利要求书

1.一种高速双通道同步光信号采样电路，其特征在于：包括：控制单元，所述控制单元的内包括光电转换电路、增益控制放大电路和ADC采样电路，所述光电转换电路、增益控制放大电路和ADC采样电路均设置有两组,所述光电转换电路之间相互串联且分别通过第一通道和第二通道与增益控制放大电路相连接，所述增益控制放大电路通过第一通道和第二通道与ADC采样电路相连接，两组所述ADC采样电路之间通过串行外设接口相连接，所述增益控制放大电路通过网络连接控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种高速双通道同步光信号采样电路，其特征在于：所述光电转换电路的工作原理包括如下步骤：

步骤1：选用轨至轨放大器OPA140作为光电流转电压的关键性器件；典型失调电压为30uV,偏执电流为0.5pA，失调漂移为0.35uV/℃，超低噪声5.1nV/√Hz，非常适合于应用于光电检测放大器，且性价比颇高；

步骤2：运放OPA140的2脚负输入端接光电池的负极，当光电池接收光照时，产生一个电流，从光电池的负极流向正极，且光照越强，电流越大。由于运放正负输入端虚断，此电流从运放输出端流过高阻，再流入光电池。得出运放输出端电压Vo＝IpdxR。电路中的C23＝1nF起到了抑制高频干扰的作用，若取高阻为1M欧姆，其截至频率约为：f＝1/(2πRC)＝41.9kHz；

步骤3：电路中为保证运放输出端电压始终为正电压，特加入偏执电压调节电路。选取基准芯片输出的DC2.5V高稳定性电压，通过R1和W1进行分压，然后再在1K可调电阻上进行选取0-25mV的电压进行调节，选取合适的偏执电压；

步骤4：电路中使用高速低阻抗四选一数字开关ADG1404，通过MCU的IO口控制开关通道，给电路提供四种高阻选配，调节到合适的放大输出电压，提高仪器设备信噪比。

3.根据权利要求1所述的一种高速双通道同步光信号采样电路，其特征在于：所述增益控制放大电路的工作原理包括如下步骤：

步骤1：选用高精度、超低噪声、零漂移运算放大器OPA189。与四选一数字开关ADG1404搭配四个电阻，根据增益公式：Vo＝Vix(1+R2/R1)，组成四组增益模式，分别为1倍、2倍、4倍、8倍；

步骤2：放OPA189的正向输入端加入简单的RC低通滤波电路，截止频率约为f＝1/(2πRC)＝1.5kHz。

4.根据权利要求1所述的一种高速双通道同步光信号采样电路，其特征在于：所述ADC采样电路使用两片24位高速ADC芯片AD7768-1组成菊花链模式，对两个通道分别同步采样，同步数据输出，两片AD7768-1的工作频率使用同一个16.384MHz的有源晶振产生的时钟源，REF参考电压也是共用一个ADR4525产生的DC2.5V电压基准源。模拟信号输入端分别接入一组RC低通滤波器，与MCU通讯的数据端口有ADC_CS、ADC_SCLK、ADC_DOUT、ADC_SYNC、ADC_RESET、ADC_DRDY，优化减少了MCU的IO口。

5.根据权利要求1所述的一种高速双通道同步光信号采样电路，其特征在于：所述采样电路具有采集双通道光信号数据，且进行数据滤波的功能，同时采样电路所采集的双通道数据支持同步采样和数据同步输出。