CN116260402A - 光电检测电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光电检测电路，包括：光电检测电路，包括：光敏传感器、第一晶体管、跨阻放大器、第一反馈电阻和低通滤波模块。光敏传感器的第一端与电源连接，光敏传感器的第二端、第一晶体管的第一端、跨阻放大器的第一端和第一反馈电阻的第一端连接于第一公共端，跨阻放大器的第二端外接第一偏置电压，跨阻放大器的第三端、第一反馈电阻的第二端与低通滤波模块的第一端连接于第二公共端，低通滤波模块的第二端与第一晶体管的第二端连接；第一晶体管的第三端接地。本申请提供的光电检测电路无需通过数字电路将低频电流信号转换为数字信号后，将环境光产生的电流信号消除，降低了环路带宽，同时减小了信号链的复杂性，减小了芯片成本。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种光电检测电路。
背景技术
光体积变化描记图法(Photoplethysmography，PPG)是一种借助光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。由于光线透过皮肤组织时，血管的收缩和扩展使得光信号发生一定的变化，当进行PPG检测时，可以通过PPG光电检测电路进行检测，PPG光电检测电路包括光源和光敏二极管，可以利用光源照射活体组织的一侧，进而通过光敏传感器接收透过活体组织后变化后的光信号，再通过光敏传感器产生的电流信号，检测血液容积变化。
传统的PPG光电检测电路在光源的照射活体组织进行检测的过程中，可能会受到环境光的影响，造成测试结果出现偏差。为了消除环境光的影响，可以对传统的PPG光电检测电路进行优化，优化后的电路包括、光源、光敏二极管、跨阻放大器、模数转换器、数字电路和低频电流源组成，PPG光电检测电路的检测原理为光源照射活体组织，光敏传感器接收到光信号后，通过跨阻放大器接收光敏传感器产生的电流信号，并经过模数转换器将模拟电信号转换为数字信号。数字控制电路对数字信号进行分析得出低频电信号(即环境光产生的电信号)，进而控制低频电流源产生反向的低频电流信号，以抵消环境光信号。
然而，传统的光电检测电路中需要将环境光的低频电流信号转换为数字信号以进行反向抵消，存在环路带宽较高的问题。
发明内容
为克服现有技术中存在环路带宽较高的技术问题，提供一种无需将环境光的低频电流信号转换为数字信号以进行反向抵消的光电检测电路。
第一方面，本申请提供一种光电检测电路，包括：光敏传感器、第一晶体管、跨阻放大器、第一反馈电阻和低通滤波模块；光敏传感器的第一端与电源连接，光敏传感器的第二端、第一晶体管的第一端、跨阻放大器的第一端和第一反馈电阻的第一端连接于第一公共端，跨阻放大器的第二端外接第一偏置电压，跨阻放大器的第三端、第一反馈电阻的第二端与低通滤波模块的第一端连接于第二公共端，低通滤波模块的第二端与第一晶体管的第二端连接；第一晶体管的第三端接地；
光敏传感器，用于接收光源发射的测试光信号以及环境光信号，并将测试光信号和环境光信号转换为电流信号，电流信号包括：高频测试电流信号和低频环境电流信号；
跨阻放大器，用于接收电流信号，并将第一反馈电阻两端的基于电流信号产生的电压信号传输至低通滤波模块；电压信号包括基于测试光信号生成的高频电压信号，以及基于环境光信号生成的低频电压信号；
低通滤波模块，用于在接收到第一反馈电阻两端的电压信号后，吸收电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至第一晶体管，以使第一晶体管产生反向的低频电流信号；
跨阻放大器，还用于在接收到第一晶体管产生的反向的低频电流信号后，输出基于测试光信号生成的高频电信号。
在其中一个实施例中，低通滤波模块，包括：误差放大器和第一电容；误差放大器的第一端和跨阻放大器的第三端连接，误差放大器的第二端、第一电容的第一端和第一晶体管的第二端连接于第三公共端，误差放大器的第三端外接第二偏置电压；第一电容的第二端接地；误差放大器、第一电容、第一晶体管、跨阻放大器和第一反馈电阻构成负反馈环路；
第一电容，用于吸收误差放大器传输的高频电压信号；
误差放大器，用于将低频电压信号传输至第一晶体管。
在其中一个实施例中，光电检测电路还包括第二反馈电阻；跨阻放大器为差分跨阻放大器；
第一公共端分别与差分跨阻放大器的第一端和第一反馈电阻的第一端连接，差分跨阻放大器的第二端与第二反馈电阻的第一端连接且外接第一偏置电压；差分跨阻放大器的第三端、第一反馈电阻的第二端和低通滤波模块的第一端连接于第二公共端，差分跨阻放大器的第四端、第二反馈电阻的第二端和低通滤波模块的第三端连接于第二公共端；低通滤波模块的第二端与第一晶体管的第二端连接；第一晶体管的第三端接地。
在其中一个实施例中，第一晶体管为NMOS晶体管；NMOS晶体管的栅极与低通滤波模块的第二端连接；NMOS晶体管的漏极和跨阻放大器的第一端连接；NMOS晶体管的源极接地。
在其中一个实施例中，光电检测电路还包括第二电容，第二电容与第一反馈电阻并联。
第二方面，本申请提供一种光电检测电路，包括：光敏传感器、第二晶体管、跨阻放大器、第一反馈电阻和低通滤波模块；第二晶体管的第一端、跨阻放大器的第一端、第一反馈电阻的第一端和光敏传感器的第一端连接于第四公共端，光敏传感器的第二端接地；跨阻放大器的第二端外接第一偏置电压，跨阻放大器的第三端、第一反馈电阻的第二端和低通滤波模块的第一端连接于第五公共端，低通滤波模块的第二端与第二晶体管的第二端连接，第二晶体管的第三端与电源连接；
光敏传感器，用于接收光源发射的测试光信号以及环境光信号，并将测试光信号和环境光信号转换为电流信号；电流信号包括：高频测试电流信号和低频环境电流信号；
跨阻放大器，用于接收电流信号，并将第一反馈电阻两端的基于电流信号产生的电压信号传输至低通滤波模块；电压信号包括基于测试光信号生成的高频电压信号，以及，基于环境光信号生成的低频电压信号；
低通滤波模块，用于在接收到第一反馈电阻两端的电压信号后，吸收电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至第二晶体管，以使第二晶体管产生反向的低频电流信号；
跨阻放大器，还用于在接收到第二晶体管产生的反向的低频电流信号后，输出基于测试光信号生成的高频电信号。
在其中一个实施例中，低通滤波模块，包括：误差放大器和第一电容；误差放大器的第一端和跨阻放大器的第三端连接，误差放大器的第二端和第一电容的第一端分别与第一晶体管的第二端连接，误差放大器的第三端外接第二偏置电压；第一电容的第二端与电源连接；误差放大器、第一电容、第二晶体管、跨阻放大器和第一反馈电阻构成负反馈环路；
第一电容，用于吸收误差放大器传输的高频电压信号；
误差放大器，用于将低频电压信号传输至第二晶体管。
在其中一个实施例中，光电检测电路还包括第二反馈电阻；跨阻放大器为差分跨阻放大器；第二晶体管的第一端、差分跨阻放大器的第一端、第一反馈电阻的第一端、差分跨阻放大器的第一端和光敏传感器的第一端连接于第四公共端；差分跨阻放大器的第二端与第二反馈电阻的第一端连接且外接第一偏置电压；第二反馈电阻的第二端分别与差分跨阻放大器的第三端以及低通滤波模块的第一端连接；差分跨阻放大器的第四端分别与第一反馈电路的第二端以及低通滤波模块的第三端连接；低通滤波模块的第二端与第二晶体管的第二端连接；第二晶体管的第三端与电源连接。
在其中一个实施例中，第一晶体管为PMOS晶体管；低通滤波模块的第二端连接，PMOS晶体管的漏极与光敏传感器的第一端连接；PMOS晶体管的源极与电源连接。
在其中一个实施例中，光电检测电路还包括第二电容，第二电容与第一反馈电阻并联。
由以上的技术方案可知，本申请提供了一种光电检测电路，包括：光敏传感器、第一晶体管、跨阻放大器、第一反馈电阻和低通滤波模块。由于光敏传感器在接收光源发射的测试光信号以及环境光信号后，将测试光信号和环境光信号转换为高频测试电流信号和低频环境电流信号。跨阻放大器在接收电流信号，并将第一反馈电阻两端的基于电流信号产生的基于测试光信号生成的高频电压信号，以及基于环境光信号生成的低频电压信号传输至低通滤波模块。以使低通滤波模块在接收到第一反馈电阻两端的电压信号后，吸收电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至第一晶体管，以使第一晶体管产生反向的低频电流信号。跨阻放大器在接收到第一晶体管产生的反向的低频电流信号后，输出基于测试光信号生成的高频电信号，无需通过数字电路将低频电流信号转换为数字信号后，将环境光产生的电流信号消除，降低了环路带宽，同时减小了信号链的复杂性，减小了芯片成本。另外，相较于传统的光电检测电路，本申请通过模拟直接反馈，消除环境光，消除环境光的反应速度较快。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为传统光电检测电路装置结构示意图；
图2为本申请的第一实施例中光电检测电路的结构示意图；
图3为本申请的第二实施例中光电检测电路的结构示意图；
图4为本申请的第三实施例中光电检测电路的结构示意图；
图5为本申请的第四实施例中光电检测电路的结构示意图；
图6为本申请的第五实施例中光电检测电路的结构示意图；
图7为本申请的第六实施例中光电检测电路的结构示意图；
图8为本申请的第七实施例中光电检测电路的结构示意图；
图9为本申请的第八实施例中光电检测电路的结构示意图；
图10为本申请的第九实施例中光电检测电路的结构示意图；
图11为本申请的第十实施例中光电检测电路的结构示意图。
附图标记：
10-光电检测电路；
100-光敏传感器；200-第一晶体管；300-跨阻放大器；400-第一反馈电阻；500-低通滤波模块；600-电源；700-第二反馈电阻；800-第二电容；900-第三电容；
210-NMOS晶体管；310-差分跨阻放大器；510-误差放大器；520-第一电容；
20-光电检测电路；
100-光敏传感器；300-跨阻放大器；400-第一反馈电阻；500-低通滤波模块；600-电源；700-第二反馈电阻；800-第二电容；900-第三电容；1000-第二晶体管；
310-差分跨阻放大器；510-误差放大器；520-第一电容；1010-PMOS晶体管。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
光电检测电路方法，可以采用PPG光电检测电路装置实现，在通常使用的PPG光电检测电路装置中，对于环境光的消除一般是靠数字的方法进行的。如图1所示，传统的光电检测电路装置包括：光源a、光敏二极管b、跨阻放大器模块c、模数转换器d、数字电路e和低频电流源f组成，PPG光电检测电路的检测原理为光源照射活体组织，光敏传感器接收到光信号后，通过跨阻放大器接收光敏传感器产生的电流信号，并经过模数转换器将模拟电信号转换为数字信号。数字控制电路对数字信号进行分析得出低频电信号(即环境光产生的电信号)，进而控制低频电流源产生反向的低频电流信号，以抵消环境光信号。然而，传统的光电检测电路装置中需要将环境光的低频电流信号转换为数字信号以进行反向抵消，存在环路带宽较高的问题。因此，如何采用一种无需将将环境光的低频电流信号转换为数字信号以进行反向抵消的光电检测电路，成为了研究方向的方向。
基于此，本申请实施例提供了一种光电检测电路，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合附图对本申请实施例提供的技术方案进行详细的描述。
如图2所示，图2为本申请实施例提供的光电检测电路10，包括光敏传感器100、第一晶体管200、跨阻放大器300、第一反馈电阻400和低通滤波模块500。其中，光敏传感器100的第一端与电源600连接，光敏传感器100的第二端、第一晶体管200的第一端、跨阻放大器300的第一端和第一反馈电阻400的第一端连接于第一公共端，跨阻放大器300的第二端外接第一偏置电压，跨阻放大器300的第三端、第一反馈电阻400的第二端与低通滤波模块500的第一端连接于第二公共端，低通滤波模块500的第二端与第一晶体管500200的第二端连接，第一晶体管200的第三端接地。
其中，第一偏置电压V1用于稳定跨阻放大器300的第一端的电压值。
光敏传感器100，用于接收光源发射的测试光信号以及环境光信号，并将测试光信号和环境光信号转换为电流信号，电流信号包括：高频测试电流信号和低频环境电流信号。
需要说明的是光源可以为LED发出的高频电信号。可选地，可以将频率大于1Khz的电信号作为高频电流信号。不大于1Khz的电信号作为低频电信号。
在进行光电检测的过程中，由于无法完全处于外界避光的测试环境，因此，光敏传感器100可以接收到光源发射的测试光信号以及环境光信号。
跨阻放大器300，用于接收电流信号，并将第一反馈电阻400两端的基于电流信号产生的电压信号传输至低通滤波模块500。其中，电压信号包括基于测试光信号生成的高频电压信号，以及基于环境光信号生成的低频电压信号。
其中，跨阻放大器300可以采用单输入-单输出的跨阻放大器、双输入-单输出的跨阻放大器，以及差分跨阻放大器等，在此不加以限制。
低通滤波模块500，用于在接收到第一反馈电阻400两端的电压信号后，吸收电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至第一晶体管200，以使第一晶体管200产生反向的低频电流信号，以抵消环境光信号对应的低频电流信号。
在一种可选择的实施例中，如图3所示，第一晶体管200可以为NMOS晶体管210。其中，NMOS晶体管210的栅极与低通滤波模块500的第二端连接，NMOS晶体管210的漏极和跨阻放大器300的第一端连接，NMOS晶体管210的源极接地。
跨阻放大器300，还用于在接收到第一晶体管200产生的反向的低频电流信号后，输出基于测试光信号生成的高频电信号。
在本申请实施例中，由于光电检测电路10中包括：光敏传感器100、第一晶体管200、跨阻放大器300、第一反馈电阻400和低通滤波模块500。光敏传感器100在接收光源发射的测试光信号以及环境光信号后，将测试光信号和环境光信号转换为高频测试电流信号和低频环境电流信号。跨阻放大器300在接收电流信号，并将第一反馈电阻400两端的基于电流信号产生的基于测试光信号生成的高频电压信号，以及基于环境光信号生成的低频电压信号传输至低通滤波模块500。以使低通滤波模块500在接收到第一反馈电阻400两端的电压信号后，吸收电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至第一晶体管200，以使第一晶体管200产生反向的低频电流信号。跨阻放大器300在接收到第一晶体管200产生的反向的低频电流信号后，输出基于测试光信号生成的高频电信号，无需通过数字电路将低频电流信号转换为数字信号后，将环境光产生的电流信号消除，降低了环路带宽，同时减小了信号链的复杂性，减小了芯片成本。另外，相较于传统的光电检测电路10，本申请通过模拟直接反馈，消除环境光，消除环境光的反应速度较快。
在一种可选择的实施例中，如图4所示，低通滤波模块500，包括：误差放大器510和第一电容520。其中，误差放大器510的第一端和跨阻放大器300的第三端连接，误差放大器510的第二端、第一电容520的第一端和第一晶体管200的第二端连接于第三公共端，误差放大器510的第三端外接第二偏置电压，第一电容520的第二端接地，误差放大器510、第一电容520、第一晶体管200、跨阻放大器300和第一反馈电阻400构成负反馈环路。
需要说明的是，第二偏置电压V2用于稳定跨阻放大器300的第三端的电压值。
其中，第一电容520，用于吸收误差放大器510传输的高频电压信号。需要说明的是，第一电容520和误差放大器510的输出阻抗形成RC滤波，可以吸收误差放大器510传输的高频电压信号。其中，误差放大器510的输出阻抗与第一电容520的选取与待测的光源产生电信号的频率相关。
其中，误差放大器510，用于将低频电压信号传输至第一晶体管200。
可选地，光电检测电路10，还包括：第二电容800，第二电容800与第一反馈电阻400并联。
在本实施例中，由于低通滤波模块500包括误差放大器510和第一电容520。第一电容520和误差放大器510的输出阻抗形成RC滤波，可以吸收误差放大器510传输的高频电压信号，输入跨阻放大器300的低频率信号被误差放大器510、第一电容520、第一晶体管200、跨阻放大器300和第一反馈电阻400构成的负反馈环路的环路增益进行抑制，使得输出保持在误差放大器510的输入附近，进而可以得到环境光对应的电信号，并使第一晶体管200产生反相的电信号，抵消环境光。
在一种可选择的实施例中，如图5所示，跨阻放大器300为差分跨阻放大器310；光电检测电路10还包括第二反馈电阻700。其中，第一公共端分别与差分跨阻放大器310的第一端和第一反馈电阻400的第一端连接，差分跨阻放大器310的第二端与第二反馈电阻700的第一端连接且外接第一偏置电压。差分跨阻放大器310的第三端、第一反馈电阻400的第二端和低通滤波模块500的第一端连接于第二公共端，差分跨阻放大器310的第四端、第二反馈电阻700的第二端和低通滤波模块500的第三端连接于第二公共端，低通滤波模块500的第二端与第一晶体管200的第二端连接，第一晶体管200的第三端接地。
在本实施例中，通过误差放大器510、第一电容520、第一晶体管200、差分跨阻放大器310和第一反馈电阻400构成的负反馈环路的环路增益进行抑制，使得输出保持在误差放大器510的输入附近，进而可以得到环境光对应的电信号，并使第一晶体管200产生反相的电信号，抵消环境光。
在另一个可选择的实施例中，如图6所示，光电检测电路10，还包括：第二电容800，第二电容800与第一反馈电阻400并联。可选地，光电检测电路10还包括第三电容900，第三电容900与第二反馈电阻700并联。其中，第二电容800，能够稳定第一反馈电阻400的电压。第三电容900，能够稳定第二反馈电阻700的电压。
上述实施例对一种光电检测电路10进行了说明，现以另一种跨阻放大器300300输出到地的应用场景下的光电检测电路20进行说明。在一个可选择的实施例中，如图7所示，光电检测电路20包括：光敏传感器100、第二晶体管1000、跨阻放大器300、第一反馈电阻400和低通滤波模块500。
其中，第二晶体管1000的第一端、跨阻放大器300的第一端、第一反馈电阻400的第一端和光敏传感器100的第一端连接于第四公共端，光敏传感器100的第二端接地；跨阻放大器300的第二端外接第一偏置电压，跨阻放大器300的第三端、第一反馈电阻400的第二端和低通滤波模块500的第一端连接于第五公共端，低通滤波模块500的第二端与第二晶体管1000的第二端连接，第二晶体管1000的第三端与电源600连接。
光敏传感器100，用于接收光源发射的测试光信号以及环境光信号，并将测试光信号和环境光信号转换为电流信号。电流信号包括：高频测试电流信号和低频环境电流信号。
其中，第一偏置电压V1用于稳定跨阻放大器300的第一端的电压值。
需要说明的是光源可以为LED发出的高频电信号。可选地，可以将频率大于1Khz的电信号作为高频电流信号。不大于1Khz的电信号作为低频电信号。
在进行光电检测的过程中，由于无法完全处于外界避光的测试环境，因此，光敏传感器100可以接收到光源发射的测试光信号以及环境光信号。
跨阻放大器300，用于接收电流信号，并将第一反馈电阻400两端的基于电流信号产生的电压信号传输至低通滤波模块500。其中，电压信号包括基于测试光信号生成的高频电压信号，以及，基于环境光信号生成的低频电压信号。
其中，跨阻放大器300可以采用单输入-单输出的跨阻放大器、双输入-单输出的跨阻放大器，以及差分跨阻放大器等，在此不加以限制。
低通滤波模块500，用于在接收到第一反馈电阻400两端的电压信号后，吸收电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至第二晶体管1000，以使第二晶体管1000产生反向的低频电流信号，以抵消环境光信号对应的低频电流信号。
在一种可选择的实施例中，如图8所示，第一晶体管200为PMOS晶体管1010；低通滤波模块500的第二端连接，PMOS晶体管1010的漏极与光敏传感器100的第一端连接；PMOS晶体管1010的源极与电源600连接。
跨阻放大器300，还用于在接收到第二晶体管1000产生的反向的低频电流信号后，输出基于测试光信号生成的高频电信号。
在本申请实施例中，由于光电检测电路20包括光敏传感器100、第二晶体管1000、跨阻放大器300、第一反馈电阻400和低通滤波模块500，光敏传感器100接收光源发射的测试光信号以及环境光信号，并将测试光信号和环境光信号转换为高频测试电流信号和低频环境电流信号。以使跨阻放大器300在接收电流信号后，将第一反馈电阻400两端的基于电流信号产生的电压信号传输至低通滤波模块500。其中，电压信号包括基于测试光信号生成的高频电压信号，以及，基于环境光信号生成的低频电压信号。进而低通滤波模块500在接收到第一反馈电阻400两端的电压信号后，吸收电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至第二晶体管1000，以使第二晶体管1000产生反向的低频电流信号，进一步地，跨阻放大器300在接收到第二晶体管1000产生的反向的低频电流信号后，输出基于测试光信号生成的高频电信号，无需通过数字电路将低频电流信号转换为数字信号后，将环境光产生的电流信号消除，降低了环路带宽，同时减小了信号链的复杂性，减小了芯片成本。另外，相较于传统的光电检测电路20，本申请通过模拟直接反馈，消除环境光，消除环境光的反应速度较快。
在一种可选择的实施例中，如图9所示，低通滤波模块500，包括：误差放大器510和第一电容520；误差放大器510的第一端和跨阻放大器300的第三端连接，误差放大器510的第二端和第一电容520的第一端分别与第一晶体管200的第二端连接，误差放大器510的第三端外接第二偏置电压；第一电容520的第二端与电源600连接；误差放大器510、第一电容520、第二晶体管1000、跨阻放大器300和第一反馈电阻400构成负反馈环路。
需要说明的是，第二偏置电压V2用于稳定跨阻放大器300的第三端的电压值。
其中，第一电容520，用于吸收误差放大器510传输的高频电压信号。需要说明的是，第一电容520和误差放大器510的输出阻抗形成RC滤波，可以吸收误差放大器510传输的高频电压信号。其中，误差放大器510的输出阻抗与第一电容520的选取与待测的光源产生电信号的频率相关。
误差放大器510，用于将低频电压信号传输至第二晶体管1000。
在本实施例中，由于低通滤波模块500包括误差放大器510和第一电容520。第一电容520和误差放大器510的输出阻抗形成RC滤波，可以吸收误差放大器510传输的高频电压信号，输入跨阻放大器300的低频率信号被误差放大器510、第一电容520、第二晶体管1000、跨阻放大器300和第一反馈电阻400构成的负反馈环路的环路增益进行抑制，使得输出保持在误差放大器510的输入附近，进而可以得到环境光对应的电信号，并使第二晶体管1000产生反相的电信号，抵消环境光。
在另一个可选择的实施例中，如图10所示，光电检测电路20，还包括第二反馈电阻700。跨阻放大器300为差分跨阻放大器310；第二晶体管1000的第一端、差分跨阻放大器310的第一端、第一反馈电阻400的第一端、差分跨阻放大器310的第一端和光敏传感器100的第一端连接于第四公共端，差分跨阻放大器310的第二端与第二反馈电阻700的第一端连接且外接第一偏置电压，第二反馈电阻700的第二端分别与差分跨阻放大器310的第三端以及低通滤波模块500的第一端连接，差分跨阻放大器310的第四端分别与第一反馈电路的第二端以及低通滤波模块500的第三端连接；低通滤波模块500的第二端与第二晶体管1000的第二端连接，第二晶体管1000的第三端与电源600连接。
在本实施例中，通过误差放大器510、第一电容520、第二晶体管1000、差分跨阻放大器310和第一反馈电阻400构成的负反馈环路的环路增益进行抑制，使得输出保持在误差放大器510的输入附近，进而可以得到环境光对应的电信号，并使第二晶体管1000产生反相的电信号，抵消环境光。
在另一个可选择的实施例中，如图11所示，光电检测电路20，还包括：第二电容800，第二电容800与第一反馈电阻400并联。可选地，光电检测电路20还包括第三电容900，第三电容900与第二反馈电阻700并联。其中，第二电容800，能够稳定第一反馈电阻400的电压。第三电容900，能够稳定第二反馈电阻700的电压。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
需要说明的是，本申请实施例提供的光电检测电路也可以应用于烟感探测测试领域中用于消除环境光。
以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种光电检测电路，其特征在于，包括：光敏传感器、第一晶体管、跨阻放大器、第一反馈电阻和低通滤波模块；所述光敏传感器的第一端与电源连接，所述光敏传感器的第二端、第一晶体管的第一端、所述跨阻放大器的第一端和所述第一反馈电阻的第一端连接于第一公共端，所述跨阻放大器的第二端外接第一偏置电压，所述跨阻放大器的第三端、所述第一反馈电阻的第二端与所述低通滤波模块的第一端连接于第二公共端，所述低通滤波模块的第二端与所述第一晶体管的第二端连接；所述第一晶体管的第三端接地；
所述光敏传感器，用于接收光源发射的测试光信号以及环境光信号，并将所述测试光信号和所述环境光信号转换为电流信号，所述电流信号包括：高频测试电流信号和低频环境电流信号；
所述跨阻放大器，用于接收所述电流信号，并将所述第一反馈电阻两端的基于所述电流信号产生的电压信号传输至所述低通滤波模块；所述电压信号包括基于测试光信号生成的高频电压信号，以及基于环境光信号生成的低频电压信号；
所述低通滤波模块，用于在接收到第一反馈电阻两端的电压信号后，吸收所述电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至所述第一晶体管，以使所述第一晶体管产生反向的低频电流信号；
所述跨阻放大器，还用于在接收到所述第一晶体管产生的反向的低频电流信号后，输出基于所述测试光信号生成的高频电信号。
2.根据权利要求1所述的光电检测电路，其特征在于，所述低通滤波模块，包括：误差放大器和第一电容；所述误差放大器的第一端和所述跨阻放大器的第三端连接，所述误差放大器的第二端、所述第一电容的第一端和所述第一晶体管的第二端连接于第三公共端，所述误差放大器的第三端外接第二偏置电压；所述第一电容的第二端接地；所述误差放大器、所述第一电容、所述第一晶体管、所述跨阻放大器和所述第一反馈电阻构成负反馈环路；
所述第一电容，用于吸收所述误差放大器传输的高频电压信号；
所述误差放大器，用于将所述低频电压信号传输至所述第一晶体管。
3.根据权利要求1所述的光电检测电路，其特征在于，还包括第二反馈电阻；所述跨阻放大器为差分跨阻放大器；
所述第一公共端分别与所述差分跨阻放大器的第一端和所述第一反馈电阻的第一端连接，所述差分跨阻放大器的第二端与所述第二反馈电阻的第一端连接且外接第一偏置电压；所述差分跨阻放大器的第三端、所述第一反馈电阻的第二端和所述低通滤波模块的第一端连接于所述第二公共端，所述差分跨阻放大器的第四端、所述第二反馈电阻的第二端和所述低通滤波模块的第三端连接于所述第二公共端；所述低通滤波模块的第二端与所述第一晶体管的第二端连接；所述第一晶体管的第三端接地。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光电检测电路，其特征在于，所述第一晶体管为NMOS晶体管；所述NMOS晶体管的栅极与所述低通滤波模块的第二端连接；所述NMOS晶体管的漏极和所述跨阻放大器的第一端连接；所述NMOS晶体管的源极接地。
5.根据权利要求1-3任一项所述的光电检测电路，其特征在于，还包括：第二电容，所述第二电容与所述第一反馈电阻并联。
6.一种光电检测电路，其特征在于，包括：光敏传感器、第二晶体管、跨阻放大器、第一反馈电阻和低通滤波模块；所述第二晶体管的第一端、所述跨阻放大器的第一端、所述第一反馈电阻的第一端和所述光敏传感器的第一端连接于第四公共端，所述光敏传感器的第二端接地；所述跨阻放大器的第二端外接第一偏置电压，所述跨阻放大器的第三端、所述第一反馈电阻的第二端和所述低通滤波模块的第一端连接于第五公共端，所述低通滤波模块的第二端与所述第二晶体管的第二端连接，所述第二晶体管的第三端与电源连接；
所述光敏传感器，用于接收光源发射的测试光信号以及环境光信号，并将所述测试光信号和所述环境光信号转换为电流信号；所述电流信号包括：高频测试电流信号和低频环境电流信号；
所述跨阻放大器，用于接收所述电流信号，并将所述第一反馈电阻两端的基于所述电流信号产生的电压信号传输至所述低通滤波模块；所述电压信号包括基于测试光信号生成的高频电压信号，以及，基于环境光信号生成的低频电压信号；
所述低通滤波模块，用于在接收到第一反馈电阻两端的电压信号后，吸收所述电压信号中的高频电压信号，并将低频电压信号传输至所述第二晶体管，以使所述第二晶体管产生反向的低频电流信号；
所述跨阻放大器，还用于在接收到所述第二晶体管产生的反向的低频电流信号后，输出基于所述测试光信号生成的高频电信号。
7.根据权利要求6所述的光电检测电路，其特征在于，所述低通滤波模块，包括：误差放大器和第一电容；所述误差放大器的第一端和所述跨阻放大器的第三端连接，所述误差放大器的第二端和所述第一电容的第一端分别与所述第一晶体管的第二端连接，所述误差放大器的第三端外接第二偏置电压；所述第一电容的第二端与所述电源连接；所述误差放大器、所述第一电容、所述第二晶体管、所述跨阻放大器和所述第一反馈电阻构成负反馈环路；
所述第一电容，用于吸收所述误差放大器传输的高频电压信号；
所述误差放大器，用于将所述低频电压信号传输至所述第二晶体管。
8.根据权利要求6所述的光电检测电路，其特征在于，还包括第二反馈电阻；所述跨阻放大器为差分跨阻放大器；所述第二晶体管的第一端、所述差分跨阻放大器的第一端、所述第一反馈电阻的第一端、所述差分跨阻放大器的第一端和所述光敏传感器的第一端连接于第四公共端；所述差分跨阻放大器的第二端与所述第二反馈电阻的第一端连接且外接所述第一偏置电压；所述第二反馈电阻的第二端分别与所述差分跨阻放大器的第三端以及所述低通滤波模块的第一端连接；所述差分跨阻放大器的第四端分别与所述第一反馈电路的第二端以及所述低通滤波模块的第三端连接；所述低通滤波模块的第二端与所述第二晶体管的第二端连接；所述第二晶体管的第三端与所述电源连接。
9.根据权利要求6-8任一项所述的光电检测电路，其特征在于，所述第一晶体管为PMOS晶体管；所述低通滤波模块的第二端连接，所述PMOS晶体管的漏极与所述光敏传感器的第一端连接；所述PMOS晶体管的源极与所述电源连接。
10.根据权利要求6-8任一项所述的光电检测电路，其特征在于，还包括：第二电容，所述第二电容与所述第一反馈电阻并联。
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