[發明專利]一種基于PSD的激光語音還原的方法及電路

有效

• 申請號: 201310247635.7
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN103297089B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 楊祎;呂肖剛;劉芳
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: H04B3/32
• 分類號: H04B3/32;H04B3/46;H03F3/45;G01S17/46
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于PSD的激光語音還原的方法，其特征在于，該基于PSD的激光語音還原的方法包括以下步驟：

設計PSD光電轉換電路模塊；

設計流壓變換電路模塊；

設計差分放大電路模塊。

2.如權利要求1所述的基于PSD的激光語音還原的方法，其特征在于，PSD光電轉換電路模塊的設計的具體步驟為：

噪聲分析模型；

PSD參數的確定。

3.如權利要求2所述的基于PSD的激光語音還原的方法，其特征在于，噪聲分析模型的具體方法為：

Io為光電流，ID為暗電流，Rie為極間電阻，Cj為結電容，互相并聯后接地，構成PSD模型，連接等效噪聲輸入電容的運算放大器in；

Rf為反饋電阻，Cf為反饋電容，組成的并聯電路一端接于PSD和等效噪聲輸入電容的運算放大器in之間，另一端接于運放輸出端；

in為等效噪聲輸入電容的運算放大器，連接等效噪聲輸入電壓的運算放大器En后接地，與反饋電阻Rf，反饋電容Cf構成流壓轉換電路模型；

Vo為輸出電壓。

4.如權利要求2所述的基于PSD的激光語音還原的方法，其特征在于，PSD參數的確定的具體方法為：

輸出電壓V_o=-I_s·R_f，為了保證PSD測量精度，必須使兩路信號輸出盡可能一致，因此電阻采用高精度的無色環電阻，由于PSD的內阻較大（S3931內阻約為50K），在電路中Rf的取值不能太大，Rf的取值過大時，容易產生振蕩，在此Rf選用典型值50K，使信號放大到mV級，確定反饋電阻Rf；

同時在電路的設計中，還要在反饋回路上加上電容，小電容稱為移相電容，防止運放自激的一般取0點幾皮法到幾十皮法，由于在此系統中運放是工作在音頻300HZ到3400HZ之間的，也可以起到濾波濾除高頻噪聲，取值根據：防止振蕩R_f和運放的輸入電容及雜散電容形成極點，如果該極點在運放使用的頻率范圍內就可能使運放產生振蕩；加入C_f后，C_f和R_f產生零點，用來抵消極點，在這里C_f取值為10pF，并用溫度補償型的陶瓷電容，確定反饋電容Cf。

5.如權利要求1所述的基于PSD的激光語音還原的方法，其特征在于，流壓變換電路模塊設計的具體步驟為：

第一步，完成運放和電源電壓的選擇；

第二步，完成流壓變換電路的基本設計和噪聲計算；

第三步，對基本設計進行優化；

第四步，確定流壓變換電路的總體設計電路。

6.如權利要求5所述的基于PSD的激光語音還原的方法，其特征在于，第一步的具體步驟為：

運放的選擇：

對于光電傳感的微弱信號處理，必須選擇低噪聲低偏置電流，輸入阻抗大的運放，根據OP07，AD823，AD704的參數，由于對該系統是交流信號進行處理，應選用雙電源供電的運放，選用AD704作為主運放，因為它只有1/20的OP07輸入偏置電流,且不需要常用平衡電阻，典型噪聲為OP07的1/5,這使得AD704可用具有更高的源阻抗，AD704集成式差分輸出緩沖放大器，可將單端輸入信號轉換為具有高輸出驅動能力的一對平衡輸出信號；

電源電壓的確定：

輸出信號進行測試，其振幅約為4.6V_pp,所以即使考慮到運放內部晶體管的損耗，電源電壓有5V足夠了，不過還應該考慮到運放用電源（AD704Vs：±2.5V到±18V，典型值為±13.5V），根據共模輸入電壓限制與電源電壓的曲線，將電源電壓取為常用的±12V。