一种示例装置包括：第一电压源(280)；第一放大器(220)，其具有适于耦合到光电二极管(210)阳极并耦合到第一电压源的非反相输入、适于耦合到光电二极管(210)阴极的反相输入，以及输出；第一电阻器(222)，其耦合到第一放大器反相输入和第一放大器输出；第一电容器(224)，其耦合到第一放大器的反相输入和第一放大器输出；以及不同于第一电压源的第二电压源(294)。存在第二放大器(240)，该第二放大器具有非反相输入、反相输入和输出。该非反相输入耦合到第一放大器(220)的输出，该反相输入耦合到第二电压源(294)，并且存在耦合到第二放大器(240)的反相输入和输出的第二电阻器(242)。(242)。(242)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光电二极管电流放大器的集成失调电压的装置
技术介绍
[0001]光电烟雾检测器系统在被设计成将环境光挡在外面的遮光环境中使用光源和光检测器。光检测器是光电二极管，其输出与入射到光电二极管上的光的强度成比例的电流。光源可以发射红外光、可见光或紫外光。烟雾检测器系统的部件被布置在腔室内，该腔室被设计成排除外部的环境光，但允许足够的空气流动。
[0002]烟雾检测器的光源被定位成与光传感器成一定角度发射准直光。在不存在烟雾颗粒的正常操作期间，因为光会沿直线传播，不会向下弯曲朝向光电二极管检测器，所以来自光源的光不会入射到光电二极管上。但是，如果烟雾进入空气室，烟雾颗粒将散射光束并将部分光偏转到光电检测器上。当光照射到光电检测器时，光电二极管将输出与反射到光电二极管上的光量成比例的电流。
技术实现思路
[0003]提供本
技术实现思路
是为了以简化形式介绍所描述的概念，这些概念将在下面的具体实施方式(包括所提供的附图)中进一步描述。本
技术实现思路
不限制所要求保护的主题的范围。
[0004]所描述的实施例描述了一种装置，该装置包括具有非反相输入、反相输入和输出的第一级放大器。该非反相输入适于耦合到光电二极管的阳极并且耦合到第一级偏置电压源。该反相输入适于耦合到光电二极管的阴极，并且耦合到反馈电阻器的第一端子和反馈电容器的第一端子。该输出耦合到反馈电阻器的第二端子和反馈电容器的第二端子。
[0005]该装置还包括具有非反相输入、反相输入和输出的第二级放大器。该非反相输入耦合到第一级放大器的输出。该反相输入耦合到反馈电阻器的第一端子和第二级偏置电压源。该输出耦合到反馈电阻器的第二端子。
附图说明
[0006]图1示出了现有技术光电烟雾检测器放大器电路的一个示例的框图，该电路具有以接地为基准的两级光放大器。
[0007]图2示出了光电烟雾检测器放大器电路的一个示例的框图，该电路具有如要求保护的具有两个偏置电压基准的两级光放大器。
[0008]各图中相同的附图标记表示相同的元件。在附图和以下描述中阐述了本说明书的一个或多个实施方式的细节。这些图不是按比例绘制的，它们仅用于对描述进行图示说明。阐述了具体细节、关系和方法以提供对说明书的理解。根据说明书和附图以及根据权利要求，其他特征和优点可能是显而易见的。
具体实施方式
[0009]在光电烟雾检测器系统中，从烟雾粒子偏转到光电二极管检测器上的光量很小。结果，在干净的空气条件和存在烟雾的情况之间，来自光电二极管的电流输出的差异通常
在纳安范围内。除了从光电烟雾检测系统将要检测的烟雾颗粒散射的光之外，光电二极管还可能拾取杂散的环境光。这将基线电流添加到光电二极管的输出。在没有杂散环境光的环境中，光电二极管输出的基线信号水平可能低于纳安。
[0010]使用高增益低噪声放大器将这个小光电流转换为电压。在至少一个实施例中，放大器的输出可以耦合到微控制器中的模数转换器(ADC)。可以对微控制器中的数据执行操作以减少环境光的贡献。希望放大器始终工作在线性区域中，当环境光入射到光电二极管上而没有产生基线电流时，在该线性区域中可以检测到亚纳安信号。
[0011]光电流放大器可能出现的一个问题是，即使没有信号输入，光电流放大器的输出也会饱和。这种饱和可能是由于放大器的固有失调电压被放大器增益放大而发生的，这可能导致放大器输出保持在电源轨电压或接地。当放大器的输出饱和时，输入上的小波动将不会在输出上被看到或测量到。
[0012]图1示出了光电烟雾检测器放大器电路100的示例的框图，该电路具有以接地为基准的两级光放大器。由经调节的电流源108供电的发光二极管(LED)102将光发射到烟雾检测器气室中。来自LED 102的光可以是红外光或者可以是可见光。隔离屏障160保护光电二极管110免于直接接收来自LED 102的光。当进入烟雾检测器气室的空气没有烟雾时，来自LED 102的光不具有到达光电二极管110的路径。
[0013]然而，当烟雾进入烟雾检测器气室时，烟雾颗粒162可能飘入隔离屏障160上方的空间中。来自LED 102的一些光从烟雾颗粒162反射开并反射到光电二极管110上，绕过隔离屏障160。烟雾颗粒162的浓度越高，来自LED 102的光就越多地反射到光电二极管110上。结果，光电二极管110发射与隔离屏障160附近的烟雾颗粒162的浓度成比例的电流。因为从烟雾颗粒162反射到光电二极管110上的来自LED 102的光量很小，所以由光电二极管110发射的电流很小。这个小光电流被高增益低噪声放大器转换成电压，使信号可被模数转换器读取。
[0014]光电二极管110的阴极耦合到电阻器112的第一端子、电容器114的第一端子和放大器120的反相输入。光电二极管110的阳极耦合到电阻器112的第二端子、电容器114的第二端子和放大器120的非反相输入。电阻器122和电容器124并联连接，从而在放大器120的反相输入和放大器120的输出之间提供反馈回路。
[0015]还存在并联连接在放大器120的非反相输入和接地之间的电阻器126和电容器128。这为放大器120提供了接地的输入基准电压。
[0016]放大器120的输出耦合到放大器140的非反相输入。电阻器146耦合在放大器140的反相输入和接地之间。可变电阻器142耦合在放大器140的输出和放大器140的反相输入之间的反馈回路中，使放大器140成为可变增益放大器。在至少一个示例中，可变电阻器142的值可以使用控制寄存器来编程。
[0017]放大器140的输出可以耦合到ADC。该放大器输出可以通过低通滤波器耦合到ADC。电阻器148耦合到放大器140的输出并耦合到电容器150，电容器150也耦合到接地，一起构成该低通滤波器。
[0018]放大器120和放大器140两者都以接地为基准，这在某些情况下会导致问题。线性放大器可能具有可能为负的输入失调电压。如果放大器输入以接地为基准，即使没有信号输入，放大器输出也可能在接地处饱和。这会阻碍小输入信号(例如来自光电二极管的纳安
电流)被测量到，因为如果放大器饱和的话输出不会随输入而变化。
[0019]图2示出了具有两个基准的两级光电烟雾检测器放大器电路的一个实施例的框图。出于避免放大器饱和的目的，选择两个基准电压源的电压以降低每个放大器的输入失调电压。
[0020]参考图2，其示出了具有两级光放大器电路200的光电烟雾检测器放大器电路的一个实施例，该两级光放大器电路200具有用于两级的两个单独的基准电压PREF 280和GREF 294。LED 202由经调节的电流源208供电并将光发射到烟雾检测器气室中。光电二极管210输出与入射到其上的光强度成比例的电流。
[0021]由LED 202发射的光可以是红外光或者可以是可见光。隔离屏障260遮挡光电二极管210以免直接接收来自LED 202的光。当进入烟雾检测器的空气没有烟雾时，来自LED 202的光不具有到达光电二极管210的路径。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成电路，其包括：第一电压源；第一放大器，其具有非反相输入、反相输入和输出，所述非反相输入适于耦合到来自光电二极管的阳极的信号并耦合到所述第一电压源，并且所述反相输入适于耦合到所述光电二极管的阴极；第一电阻器，其具有耦合到所述第一放大器的所述反相输入的一个端子和耦合到所述第一放大器的所述输出的另一端子；第一电容器，其具有耦合到所述第一放大器的所述反相输入的一个端子和耦合到所述第一放大器的所述输出的另一端子；第二电压源，其不同于所述第一电压源；第二放大器，其具有非反相输入、反相输入和输出，所述非反相输入耦合到所述第一放大器的所述输出，并且所述反相输入耦合到所述第二电压源；以及第二电阻器，其具有耦合到所述第二放大器的所述反相输入的一个端子和耦合到所述第二放大器的所述输出的另一端子。2.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一电压源通过第三电阻器耦合到所述第一放大器的所述非反相输入，并且所述第二电压源通过第四电阻器耦合到所述第二放大器的所述反相输入。3.根据权利要求2所述的集成电路，其中所述第一电压源由分压器电路生成，所述分压器电路包括第五电阻器和第六电阻器，所述第五电阻器具有耦合到第三电压源的一个端子和耦合到所述第一电压源的另一端子，并且所述第六电阻器具有耦合到所述第一电压源的一个端子和耦合到接地的另一端子。4.根据权利要求3所述的集成电路，其中所述第二电压源由分压器电路生成，所述分压器电路包括第七电阻器和第八电阻器，所述第七电阻器具有耦合到所述第一电压源的一个端子和耦合到所述第二电压源的另一端子，并且所述第八电阻器具有耦合到所述第七电阻器的一个端子和耦合到接地的另一端子。5.根据权利要求4所述的集成电路，其中所述第六电阻器和所述第八电阻器通过晶体管耦合到接地。6.根据权利要求1所述的集成电路，其中第九电阻器耦合在所述第一级放大器的所述反相端子和所述非反相端子之间。7.根据权利要求6所述的集成电路，其中第二电容器耦合在所述第一级放大器的所述反相端子和所述非反相端子之间。8....
【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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