[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

技術領域

本發明屬于激光語音還原技術領域，尤其涉及一種基于PSD的激光語音還原的方法及電路。

背景技術

現有的激光語音還原系統電路多采用離散型位置探測器采集激光位置信號?，F有技術具有精度低，處理電流信號少，缺乏濾波或濾波不夠徹底的問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種基于PSD的激光語音還原的方法及電路，旨在解決現有技術存在的精度低，處理電流信號少，缺乏濾波或濾波不夠徹底的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種基于PSD的激光語音還原的方法，該基于PSD的激光語音還原的方法包括以下步驟：

PSD光電轉換電路模塊的設計；

流壓變換電路模塊的設計；

差分放大電路模塊的設計。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，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。

進一步，第二步的流壓變換電路的基本設計的具體步驟為：

輸入電流進入運放的反相輸入端，同相輸入端接地；

反饋電阻Rf，反饋電容Cf構成并聯電路接于運放輸出端與反相輸入端之間，

總體電路中：

反饋電阻Rf的確定：