为具有周期性的ro阵列，放大器与耦合处理单元集成在印刷电路板PCB中，其中，光电二极管ro通过焊盘连接在PCB上，这样，高速弱信号获取电路体积小，满足集成的需求，具有实现大规模集成化的前景。
[0034]与现有技术相比，本实施方式是是利用N个光电检测单元将检测到的高速可见光信号分别转换成N路电信号，并将这N路电信号分别输出至相应的放大器进行放大，耦合处理单元再将这N路放大的电信号进行处理，获取合并信号，该合并信号与由高速光信号直接转换而来的单路电信号相比，其强度足以满足后续处理电路的需要，使得高速可见光携带的信息可以被准确地接收与处理，降低光强衰落的影响，提高系统的可靠性。
[0035]本发明的第二实施方式涉及一种高速弱信号获取电路，具体如图2所示。第二实施方式为第一实施方式的进一步细化，给出了耦合处理单元对N路电信号的具体合并方式。在本发明第二实施方式中，所有放大器的输出直接并联在一起之后与耦合器相连，耦合处理单元对N路电信号直接合并后的信号进行处理，获取合并信号，电路简单，易于实现。
[0036]需要说明的是，第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。
[0037]本发明第三实施方式涉及一种高速弱信号获取电路，具体如图3所示。第三实施方式为第一实施方式的进一步细化，给出了耦合处理单元对N路电信号的具体合并方式。在本发明的第三实施方式中，耦合处理单元中耦合器为变压器，变压器将所有放大的电信号合并后耦合至模数转换器。利用变压器将电信号进行合并后耦合至模数转换器，可以将电信号中的直流信号过滤掉，只保留携带信息的信号成分，使得信号更洁净，更可靠。
[0038]需要说明的是，第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。
[0039]本发明第四实施方式涉及一种高速弱信号获取电路，具体如图4所示。第四实施方为第一实施方式的进一步细化，给出了耦合处理单元对N路电信号的具体合并方式。在本发明的第四实施方式中，耦合处理单元中包含N个耦合器、N个模数转换器与一个MCU，N个放大器与N个耦合器一一对应地连接，N个耦合器还与N个模数转换器一一对应地连接，N个模数转换器均与MCU相连，该电路利用N个耦合器将N路电信号分别耦合至N个模数转换器进行模数转换，这样，可以有效抑制各路电信号中的噪声，提高合并信号的信噪比，进一步提尚系统的可靠性。
[0040]具体地说，放大器与耦合器一一对应地连接，耦合器还与模数转换器一一对应地连接，N个模数转换器均与MCU连接；耦合器将放大的电信号耦合至模数转换器；模数转换器将接收的信号转换为数字信号，并输出至MCU ;MCU对接收的信号进行处理后获取合并信号。利用N个耦合器分别将N路电信号对应地耦合至N个模数转换器进行模数转换，由于一个模数转换器仅对一个电信号进行模数转换，使得可以有效地抑制各路电信号中的噪声，最终，使得提高了合并信号的信噪比，进一步提高了系统的可靠性。
[0041]需要说明的是，第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。
[0042]本发明第五实施方式涉及一种高速弱信号获取电路，具体如图5所示。第五实施方在第一实施方式的基础上作了进一步改进，主要改进之处在于:在本发明的第五实施方式中，通过选择强度最大的电信号输出至耦合处理单元，进一步减弱了光强衰落的影响，而且，电路简单，易于实现。
[0043]具体地说，本实施方式还包含比较单元与选择器，比较单元对所有经放大器放大的电信号进行比较，并控制选择器选择强度最大的电信号输出至耦合处理单元。
[0044]在本实施方式中，比较单元一端与所有放大器均相连，另一端与选择器相连；选择器还与所有放大器、耦合处理单元均相连；比较单元取所有放大器输出的电信号的直流成分，进行比较后，输出控制信号控制选择器将直流成分的强度最大的电信号输出至耦合处理单元。
[0045]其中，比较单元包含:积分器与比较器；所有放大器、比较器均与积分器相连；积分器获取所有放大的电信号中的直流信号，分别对直流信号进行积分，并将获取的直流信号的平均值输出至比较器；比较器对接收到的所有直流信号的平均值进行比较，根据强度最大的直流信号输出控制信号。
[0046]具体地说，积分器获取N路放大的电信号中的直流信号，并在对各直流信号进行积分后将得出的直流信号的平均值输出至比较器，比较器对接收到的所有直流信号的平均值进行比较，并根据强度最大的直流信号输出控制信号，其中，该控制信号包含强度最大的电信号的信息。通过这种方式产生用于选择强度最大的电信号的控制信号，方法简单，易于实现。
[0047]由于选择器在接收到控制信号后选择强度最大的电信号输出至耦合处理单元进行处理，也就是选择了携带信息的最佳信号，进一步减弱了光强衰落的影响，进一步提高了系统的可靠性；而且，电路简单，易于实现。
[0048]需要说明的是，第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。
[0049]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
【主权项】
1.一种高速弱信号获取电路，其特征在于，包含:N个光电检测单元、N个放大器与耦合处理单元； 其中，N为自然数，且大于或者等于I ; 一个所述光电检测单元仅与一个所述放大器相连；所述耦合处理单元与所有所述放大器均相连； 所述光电检测单元用于将检测到的高速可见光信号转换成电信号，并将所述电信号输出至所述放大器； 所述放大器将所述电信号进行放大，并将放大的所述电信号输出至所述耦合处理单元; 所述耦合处理单元将接收到的电信号进行合并，获取合并信号。
2.根据权利要求1所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，还包含比较单元与选择器; 所述比较单元取所有放大器输出的电信号的直流成分，进行比较后，输出控制信号控制所述选择器将所述直流成分的强度最大的电信号输出至所述耦合处理单元。
3.根据权利要求2所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述比较单元包含:积分器与比较器； 所述积分器获取所有所述放大的电信号中的直流信号，分别对所述直流信号进行积分，并将获取的所述直流信号的平均值输出至所述比较器； 所述比较器对接收到的所有所述直流信号的平均值进行比较，根据强度最大的直流信号输出所述控制信号。
4.根据权利要求1所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述耦合处理单元包含:耦合器、模数转换器与微处理单元MCU ; 所有所述放大器均与所述耦合器相连；所述耦合器经所述模数转换器与所述MCU与相连； 所述耦合器将所有所述放大的电信号均耦合至所述模数转换器；所述模数转换器将接收的信号转换为数字信号，并输出至所述MCU ;所述MCU对接收的信号进行处理后获取所述合并信号。
5.根据权利要求4所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述耦合器为变压器； 所述变压器将所有所述放大的电信号合并后耦合至所述模数转换器。
6.根据权利要求4所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所有所述放大器的输出直接并联在一起之后与所述耦合器相连。
7.根据权利要求4所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述耦合处理单元包含:N个耦合器、N个模数转换器与微处理单元MCU ； 所述放大器与所述耦合器一一对应地连接，所述耦合器还与所述模数转换器一一对应地连接，所述N个模数转换器均与所述MCU连接； 所述耦合器将所述放大的电信号耦合至所述模数转换器；所述模数转换器将接收的信号转换为数字信号，并输出至所述MCU ;所述MCU对接收的信号进行处理后获取所述合并信号。
8.根据权利要求1所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述光电检测单元包含至少一个光电二极管H)。
9.根据权利要求8所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述光电二极管为本征光电二极管PIN。
10.根据权利要求8所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述光电二极管ro通过焊盘连接在印刷电路板PCB上。
11.根据权利要求1所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述N个光电检测单元排列形成具有周期性的光电检测阵列。
12.根据权利要求1所述的高速弱信号获取电路，其特征在于，所述放大器与所述耦合处理单元集成在印刷电路板PCB上。
【专利摘要】本发明涉及电子电路技术，公开了一种高速弱信号获取电路。本发明中，高速弱信号获取电路包含：N个光电检测单元、N个放大器与耦合处理单元；N为自然数，且大于或者等于1；一个光电检测单元仅与一个放大器相连；耦合处理单元与所有放大器均相连；光电检测单元用于将检测到的高速可见光信号转换成电信号，并将电信号输出至放大器；放大器将电信号进行放大，并将放大的电信号输出至耦合处理单元；耦合处理单元将接收到的电信号进行合并，获取合并信号。在本发明中，先将检测到的光信号转换为电信号，对电信号进行放大后再进行合并，获取合并信号，使得高速可见光携带的信息可以被准确地接收与处理，降低光强衰落的影响，提高系统的可靠性。
【IPC分类】H04B10-116, H04B10-60
【公开号】CN104601234
【申请号】CN201410736441
【发明人】纪新明, 窦宏雁
【申请人】复旦大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月4日