本发明专利技术提供了一种结构简单、实现方便、能有效避免输出信号存在电压尖峰的脸部识别VCSEL模组差模驱动电路以及该电路的消除干扰电压尖峰的驱动方法。本发明专利技术电路包括脸部识别VCSEL模组、脉冲恒流源、跨阻放大器和差模电路，所述差模电路用于消除所述脸部识别VCSEL模组（VCSEL Module）内存在的寄生电容引起的电压尖峰输出；本发明专利技术方法通过设置的差模电路将脸部识别VCSEL模组本身存在的寄生电容引起的干扰在TIA检测电路所引起的变化进行消除，避免出现电压尖峰的现象，保证检测到的波形无干扰电压尖峰。本发明专利技术可应用于脸部识别技术领域。域。域。
【技术实现步骤摘要】
一种脸部识别VCSEL模组差模驱动电路及消除干扰电压尖峰的驱动方法
[0001]本专利技术涉及脸部识别
，尤其涉及一种脸部识别VCSEL模组差模驱动电路及消除干扰电压尖峰的驱动方法。
技术介绍
[0002]近年来,在智能手机的人脸识别系统和平板电脑终端的空间识别系统中,已采用VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直腔面发射激光器）作为激光光源,这使的VCSEL的应用迅速普及。另外,在其它很多领域,包括运用在工业等领域的AGV和通过手势、形状识别的检查系统的应用也越来越普及,预计未来VCSEL的需求会进一步增长。
[0003]目前，VCSEL模组一般是采用单端驱动的工作模式。如图1所示为VCSEL单端模式驱动电路的原理图。如图1所示，由VCSEL和PD（光电二极管）组成了人脸识别激励和监测模拟前端模组（VCSEL Module）。其中，VCSEL在外置的激光驱动器的脉冲电流驱动下发射激光，而PD负责接收VCSEL发射的光，对光进行反射，并把光转化为电流，通过外置的跨阻放大器TIA, 把电流转化为电压（其中RC是跨导电阻，把检测到的电流转为电压，CC是跨导电容，限制采集电流的带宽），通过分析电压，即可计算出VCSEL和待测物件之间的距离。通过两者之间的距离即可根据需要建立识别到的模型或立体画面。但是，现有的VCSEL模组在工作时，由于VCSEL的输入端与PD的输出端之间、VCSEL的输出端与PD的输出端之间以及PD的输入端与输出端之间均存在寄生电容，这会导致PD的输出端出现电压尖峰，而这会使得整个模组的输出存在干扰信号，其输出电压波形如图2所示，进而造成计算得到的VCSEL和待测物件之间的距离存在误差。为此，需要设计一种能够避免上述干扰信号出现的驱动电路，以保证输出信号的真实性。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、实现方便、能有效避免输出信号存在电压尖峰的脸部识别VCSEL模组差模驱动电路以及该电路的消除干扰电压尖峰的驱动方法。
[0005]本专利技术所述脸部识别VCSEL模组差模驱动电路所采用的技术方案是：该驱动电路包括用于发射激光并检测前端模拟信号的脸部识别VCSEL模组，用于驱动所述脸部识别VCSEL模组中的发光二极管的脉冲恒流源，以及用于将所述脸部识别VCSEL模组输出的电流信号转换成电压信号并输出的跨阻放大器，所述脉冲恒流源与所述发光二极管的输入端相连接，所述跨阻放大器与所述脸部识别VCSEL模组的光电二极管的输出端相连接，该驱动电路还包括差模电路，所述差模电路连接在所述发光二极管的两端，所述差模电路用于消除所述脸部识别VCSEL模组内存在的
寄生电容引起的电压尖峰输出。
[0006]所述差模电路包括依次连接的缓冲器、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和所述第二电阻的阻值相等，在所述第二电阻的两端并联有运算放大器，所述第一电阻、所述第二电阻及所述运算放大器共同构成反向放大器。
[0007]所述跨阻放大器包括相互并联的跨导电容、跨导电阻和低噪音放大器。
[0008]上述脸部识别VCSEL模组差模驱动电路的消除干扰电压尖峰的驱动方法，该方法中，设定所述发光二极管的输入端与所述光电二极管的输出端之间的寄生电容为CXA，所述发光二极管的输出端与所述光电二极管的输出端之间的寄生电容为CXC，以及所述光电二极管的输入端与所述光电二极管的输出端之间的寄生电容为CXP，该方法包括以下步骤：步骤a、设所述缓冲器的正端输入的电流为0且所述发光二极管的输入端的电压VLDA等于所述第一电阻的输入端的电压VBUFF，则有VBUFF=VLDA
ꢀ………………………………………………………………………
(1)；步骤b、由所述第一电阻、所述第二电阻及所述运算放大器组成反向放大器，由于R1=R2，设所述发光二极管的输出端的电压为VLDC，有VBUFF=
‑
VLDC
ꢀ……………………………………………………………………ꢀ
(2)；步骤c、从式（1）和 式（2）可以得出：VLDA=
‑
VLDC
ꢀ………………………………………………………………………
(3)；步骤d、定义电流进入VCSEL时引起的所述发光二极管的输入端的电压变化为1/2*ΔV，设通过寄生电容CXA所引起的所述光电二极管的输出端的电压变化为ΔVX1，则有ΔVX1= 1/2*ΔV * CXA/(CXC+CXP)
……………………………………………
(4)；步骤e、定义电流进入VCSEL时引起的所述发光二极管的输出端的电压变化为
‑
1/2*ΔV；设通过寄生电容CXA所引起的所述光电二极管的输出端的电压变化为ΔVX2，则有ΔVX2=
ꢀ‑
1/2*ΔV * CXC/(CXA+CXP)
……………………………………………
(5)；步骤f、则通过寄生电容CXA和寄生电容CXC所引起的所述光电二极管的输出端（PDC）的总电压变化ΔVX为ΔVX= ΔVX
1 +ΔVX2=0
ꢀ…………………………………………………………
(6)；步骤g、所述脸部识别VCSEL模组的输出端输出信号的干扰电压尖峰被消除。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置差模电路，利用本专利技术方法成功地消除了由于脸部识别VCSEL模组自身存在的寄生电容造成的输出存在电压尖峰的对输出信号的影响，避免了干扰信号对输出电压信号的影响，保证了输出信号的真实性和可靠性。
附图说明
[0010]图1是现有技术的VCSEL单端模式驱动电路的简易原理图；图2是现有技术的VCSEL单端模式驱动电路输出的电压波形图；图3是本专利技术的VCSEL模组差模驱动电路的简易原理图；图4是本专利技术的VCSEL模组差模驱动电路输出的无电压尖峰的波形图。
具体实施方式
[0011]本专利技术的实施例具体如下。
[0012]如图3和图4所示，本专利技术驱动电路包括用于发射激光并检测前端模拟信号的脸部识别VCSEL模组VCSEL Module，用于驱动所述脸部识别VCSEL模组VCSEL Module中的发光二极管VCSEL的脉冲恒流源LDD，以及用于将所述脸部识别VCSEL模组VCSEL Module输出的电流信号转换成电压信号并输出的跨阻放大器TIA，所述脉冲恒流源LDD与所述发光二极管VCSEL的输入端相连接，所述跨阻放大器TIA与所述脸部识别VCSEL模组VCSEL Module的光电二极管PD的输出端相连接。脸部识别VCSEL模组VCSEL Module为人脸识别激励和检测模拟前端模组，其中VCSEL是垂直腔面发射激光器，在外置激光驱动器在脉冲电流驱动下发射激光。通过改变脉冲恒流源LDD驱动电流的周期、电流占空比、电流上升下降，进而输出不同的电流值，满足不同的场景使用要求。光电二极管PD负责接收VCSEL发射本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种脸部识别VCSEL模组差模驱动电路，包括用于发射激光并检测前端模拟信号的脸部识别VCSEL模组（VCSEL Module），用于驱动所述脸部识别VCSEL模组（VCSEL Module）中的发光二极管（VCSEL）的脉冲恒流源（LDD），以及用于将所述脸部识别VCSEL模组（VCSEL Module）输出的电流信号转换成电压信号并输出的跨阻放大器（TIA），所述脉冲恒流源（LDD）与所述发光二极管（VCSEL）的输入端相连接，所述跨阻放大器（TIA）与所述脸部识别VCSEL模组（VCSEL Module）的光电二极管（PD）的输出端相连接，其特征在于：该驱动电路还包括差模电路，所述差模电路连接在所述发光二极管（VCSEL）的两端，所述差模电路用于消除所述脸部识别VCSEL模组（VCSEL Module）内存在的寄生电容引起的电压尖峰输出。2.根据权利要求1所述的一种脸部识别VCSEL模组差模驱动电路，其特征在于：所述差模电路包括依次连接的缓冲器（OP0）、第一电阻（R1）和第二电阻（R2），所述第一电阻（R1）和所述第二电阻（R2）的阻值相等，在所述第二电阻（R2）的两端并联有运算放大器（OP1），所述第一电阻（R1）、所述第二电阻（R2）及所述运算放大器（OP1）共同构成反向放大器。3.根据权利要求2所述的一种脸部识别VCSEL模组差模驱动电路，其特征在于：所述跨阻放大器（TIA）包括相互并联的跨导电容（CC）、跨导电阻（RC）和低噪音放大器（LNA）。4. 一种如权利要求3所述的脸部识别VCSEL模组差模驱动电路的消除干扰电压尖峰的驱动方法，该方法中，设定所述发光二极管（VCSEL）的输入端（LDA）与所述光电二极管（PD）的输出端（PDC）之间的寄生电容为CXA，所述发光二极管（VCSEL）的输出端（LDC）与所述光电二极管（PD）的输出端（PDC）之间的寄生电容为CXC，以及所述光电二极管（PD）的输入端（PDA）与所述光电二极管（PD）的输出端（PDC）之间的寄生电容为CXP，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤a、设所述缓冲器（OP0）的正端输入的电流为...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨文解，朱冰，李学成，王浩，
申请(专利权)人：珠海市运泰利自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。