本實用新型屬于激光陀螺光電檢測電路
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種用于測量激光陀螺角速度的光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路。
背景技術(shù)：
：激光陀螺用于測量激光慣組的角速度，激光陀螺光電檢測電路用于檢測激光陀螺輸出的角速度信號，其主要由光電信號的轉(zhuǎn)換、放大、整形、鑒相、偏頻解調(diào)和計數(shù)等電路組成，其中光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路的主要任務(wù)是把從激光陀螺的激光諧振腔中輸出的微弱的光電流(微安級)信號進行光電轉(zhuǎn)換及放大，成為可測量的電壓信號(伏特級)。目前，激光慣組角速度的測量范圍要求越來越高，部分項目要求角速度測量范圍是原有產(chǎn)品的4～5倍。雖然激光陀螺的角速度檢測范圍能夠滿足新的產(chǎn)品需求，但是由于后續(xù)光電檢測電路的制約，特別是光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路帶寬的制約，使得激光慣組角速度的測量范圍不能滿足目前市場需求。同時，現(xiàn)有的用于測量激光陀螺角速度的光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路由于電源參數(shù)選用不合適，導(dǎo)致功耗偏大，測量精度較低。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于測量激光陀螺角速度的光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路，帶寬大，測量范圍大，功耗小，測量精度高。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種用于測量激光陀螺角速度的光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路，包括第一運算放大器和第二運算放大器，所述第一運算放大器的反相輸入端通過第一電容與激光陀螺的角速度輸出端相連，第一運算放大器的反相輸入端還通過第一電阻與第一運算放大器的輸出端相連，第一運算放大器的同相輸入端接地；所述第一運算放大器的輸出端通過第二電容與第二運算放大器的同相輸入端相連，第二運算放大器的同相輸入端還通過第二電阻接地，第二運算放大器的反相輸入端依次通過第三電阻和第四電阻與第二運算放大器的輸出端相連，第二運算放大器的反相輸入端還直接接地，所述第二運算放大器的輸出端為光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路的輸出端，所述第一運算放大器為AD8047AR，所述第二運算放大器為AD8012AR。AD8047AR和AD8012AR均為新型的運算放大器，其中第一運算放大器AD8047AR是一款單通道、高速、電壓反饋型放大器，能夠提供250MHz帶寬，每個放大器的最大功耗為6.6mA，它主要用于低失真、高速、寬動態(tài)范圍系統(tǒng)，它的電壓噪聲僅為3.8nV/√Hz，0.1％建立時間僅為30ns。第二運算放大器AD8012AR是一款雙通道、低功耗、電流反饋型放大器，能夠提供350MHz帶寬，每個放大器的功耗僅為1.7mA，它主要用于低失真、高速、寬動態(tài)范圍系統(tǒng)，它的電壓噪聲僅為2.5nV/√Hz，0.1％建立時間僅為20ns。通過優(yōu)化電路中的運算放大器，使得光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路的實際帶寬擴大，從而擴大了角速度測量范圍，滿足新的技術(shù)要求，同時還減小了噪聲。進一步地，所述第一運算放大器的正向電源輸入端依次通過第三電容和第四電容與供電電源的正極相連，所述第一運算放大器的正向電源輸入端還直接與供電電源的正極相連；所述第一運算放大器的反向電源輸入端依次通過第五電容和第六電容與供電電源的負極相連，所述第一運算放大器的反向電源輸入端還直接與供電電源的負極相連；所述第二運算放大器的正向電源輸入端依次通過第七電容和第八電容與供電電源的正極相連，所述第二運算放大器的正向電源輸入端還直接與供電電源的正極相連；所述第二運算放大器的反向電源輸入端依次通過第九電容和第十電容與供電電源的負極相連，所述第二運算放大器的反向電源輸入端還直接與供電電源的負極相連。供電電源用于提供工作電量。作為一種優(yōu)選方式，所述供電電源的正極電壓為+5V，所述供電電源的負極電壓為－5V，所述供電電源提供的總電流為18mA。根據(jù)激光陀螺的特性，激光陀螺的主要誤差因數(shù)比例因子及零點漂移都和溫度變化有直接的關(guān)系，而陀螺組件主要溫升來自于激光陀螺本身抖輪散熱和前放電路散熱，通過優(yōu)化光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路中的供電電源，可以減少前放電路整體功耗，從而能夠有效地降低陀螺組件溫升，從而提高陀螺的角速度測量精度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型帶寬大，測量范圍大，噪聲小，功耗小，測量精度高。附圖說明圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，C1為第一電容，C2為第二電容，C3為第三電容，C4為第四電容，C5為第五電容，C6為第六電容，C7為第七電容，C8為第八電容，C9為第九電容，C10為第十電容，N1為第一運算放大器，N2為第二運算放大器，R1為第一電阻，R2為第二電阻，R3為第三電阻，R4為第四電阻。具體實施方式如圖1所示，本實用新型的一實施例包括第一運算放大器N1和第二運算放大器N2，所述第一運算放大器N1的反相輸入端通過第一電容C1與激光陀螺的角速度輸出端相連，第一運算放大器N1的反相輸入端還通過第一電阻R1與第一運算放大器N1的輸出端相連，第一運算放大器N1的同相輸入端接地；所述第一運算放大器N1的輸出端通過第二電容C2與第二運算放大器N2的同相輸入端相連，第二運算放大器N2的同相輸入端還通過第二電阻R2接地，第二運算放大器N2的反相輸入端依次通過第三電阻R3和第四電阻R4與第二運算放大器N2的輸出端相連，第二運算放大器N2的反相輸入端還直接接地，所述第二運算放大器N2的輸出端為光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路的輸出端，其特征在于，所述第一運算放大器N1為AD8047AR，所述第二運算放大器N2為AD8012AR。所述第一運算放大器N1的正向電源輸入端依次通過第三電容C3和第四電容C4與供電電源的正極相連，所述第一運算放大器N1的正向電源輸入端還直接與供電電源的正極相連；所述第一運算放大器N1的反向電源輸入端依次通過第五電容C5和第六電容C6與供電電源的負極相連，所述第一運算放大器N1的反向電源輸入端還直接與供電電源的負極相連；所述第二運算放大器N2的正向電源輸入端依次通過第七電容C7和第八電容C8與供電電源的正極相連，所述第二運算放大器N2的正向電源輸入端還直接與供電電源的正極相連；所述第二運算放大器N2的反向電源輸入端依次通過第九電容C9和第十電容C10與供電電源的負極相連，所述第二運算放大器N2的反向電源輸入端還直接與供電電源的負極相連。所述供電電源的正極電壓為+5V，所述供電電源的負極電壓為－5V，所述供電電源提供的總電流為18mA。下面通過對比實驗說明本實用新型的優(yōu)越性：在現(xiàn)有技術(shù)中，第一運算放大器N1一般選用AD829AR，第二運算放大器N2一般選用AD8620AR；而在本實用新型中，第一運算放大器N1選用AD8047AR，所述第二運算放大器N2選用AD8012AR。表1中列出優(yōu)化前后兩種第一運算放大器N1和第二運算放大器N2的主要參數(shù)。表1在現(xiàn)有技術(shù)中，電路供電電源為±9V，供電電源提供的總電流為23mA；而在本實用新型中，電路供電電源為±5V，供電電源提供的總電流為18mA。表2中示出優(yōu)化前后電路功耗對比。對比項目現(xiàn)有技術(shù)本實用新型供電電源總電流23mA18mA供電電源電壓±9V±5V電路總功耗414mW180mW表2經(jīng)過對比實驗，發(fā)現(xiàn)光電信號轉(zhuǎn)換及放大電路的實際帶寬由原來的1.5MHz擴大到5MHz，最大角速度測量范圍達到1500°/s，電路最大功耗小于等于0.2W。經(jīng)過大量的實驗驗證，本實用新型能保證激光陀螺角速度測量范圍達到最新的項目需求，同時陀螺通道零偏穩(wěn)定性和重復(fù)性、隨即游走系數(shù)、非線性及重復(fù)性等各項技術(shù)指標(biāo)均達到或優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計。本實用新型可以直接運用于高速光電信號轉(zhuǎn)換及前置放大電路系統(tǒng)，如激光陀螺交流信號前置放大、高速微弱光電信號檢測等領(lǐng)域，擁有廣闊的應(yīng)用前景。上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，而不是局限性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3