本发明涉及光电式传感器信号处理，尤其涉及一种交流小信号放大电路及方法。
背景技术：
1、光电式传感器通常产生的是脉冲小信号，这种信号的特点是强度相对较弱，并且信号的强弱与量程的大小密切相关。当量程较小时，由于光信号的强度相对较强，可能会出现信号饱和的情况。如果不进行适当的信号处理和调整，可能会导致距离设定失败，无法满足对小量程距离的精确测量需求。
2、另一方面，当量程较大时，光信号可能变得相对微弱，需要更高的增益来放大信号。然而，随着增益的增加，背景噪声也会被放大。如果不对噪声进行抑制，它可能会影响到运放输出的直流分量，导致直流分量的失准。此外，每个运放的失调电压都有一定的差异，经过运放放大后，这种差异可能会进一步增大，从而影响到无信号时的运放输出直流分量。
3、另外，失调电压还会受到温度的影响，导致产品存在温漂现象，即随着温度的变化，失调电压也会发生变化。这种温漂现象可能会影响到传感器测量的准确性和稳定性。
4、鉴于此，提供一种交流小信号放大电路及方法，提高通过处理和调整信号，抑制噪声，补偿失调电压，以及减小温漂的影响。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种交流小信号放大电路及方法，提高通过处理和调整信号，抑制噪声，补偿失调电压，以及减小温漂的影响。
2、为了实现上述目的，本发明提供一种交流小信号放大电路，一种交流小信号放大电路，其特征在于，包括光信号转换及放大模块、挡位切换模块、快速切换电路模块、mcu控制模块和发射驱动设定模块；
3、光信号转换及放大模块，包括接收管、电容c1-c3、一级放大器、二级放大器、基准1和基准2；所述接收管接收发射器发射的脉冲信号，所述接收管输出端通过电容c1结合基准1输入一级放大器实现一级放大，一级放大器输出端连接挡位切换模块，将挡位切换模块输出端通过电容c2过滤后结合基准2输入二级放大器实现二级放大；
4、挡位切换模块，包括电阻r1-r4，其中，一级放大器的输出端连接电阻r1的输入端，电阻r1的输出端依次并联电阻r2、r3和r4的一端，电阻r2、r3和r4的另一端连接至mcu控制模块；
5、快速切换电路模块，包括基准3和快速切换电路开关；控制快速切换电路开关是否导通，将基准3与a节点连接在一起实现二级放大后的信号叠加在基准3上，获得有效信号；
6、发射驱动设定模块，包括通过gpio接口控制发射模块发射脉冲信号以及距离设定。
7、mcu控制模块，采集有效信号，有效信号通过a节点后，mcu控制模块控制快速切换电路将基准3与b节点连接在一起，完成一个周期的信号发射、信号转换及放大、读取，依次循环。
8、作为本发明的一种优选技术方案，接收管接收gpio接口控制发射器发射的脉冲信号，将脉冲信号转换为电信号；电信号通过c1电容过滤后的直流信号。
9、作为本发明的一种优选技术方案，所述二级放大器信号为基准2与放大后运放失调电压之和，失调电压会叠加到输出电压上的公式为：
10、vo＝vi*(-rin/rf)+vref+vos*(-rin/rf)；
11、其中：vo表示输出电压，vi表示输入电压，rin表示输入电阻，rf表示反馈电阻，vref表示参考电压，vos表示偏置电压。
12、作为本发明的一种优选技术方案，还包括一滤波电路，所述滤波电路连接于所述快速切换电路模块与所述mcu控制模块之间。
13、作为本发明的一种优选技术方案，mcu控制模块包括adc采样电路、定时器和存储器；
14、adc采样电路，采集有效信号；
15、定时器，基于定时控制发射驱动的脉宽和周期，以控制脉冲光信号的输出；
16、存储器，用于存储历史数据库中关于脉冲光信号转换为小信号的放大运放数据，并基于放大运放数据对应的距离设定信息，根据脉冲光信号和距离设定信息控制发射驱动设定模块。
17、作为本发明的一种优选技术方案，mcu控制模块根据发射驱动设定模块的距离设定控制电阻r2、r3、r4是否导通还是截止，合理配置r1、r2、r3、r4阻值比实现不同挡位的增益，获得增益调节信号.
18、作为本发明的一种优选技术方案，通过mcu控制模块对应的io口控制r2、r3、r4电阻一端浮空或接地，与电阻r1实现分压，可获取8档不同的增益。
19、第二方面，本发明提供交流小信号放大方法，基于第一方面所述的一种交流小信号放大电路，包括以下步骤：
20、mcu控制模块控制发射驱动设定模块，让发射管产生脉冲光信号；
21、当接收管收到脉冲光信号，将脉冲光信号转换为电信号；电信号通过c1电容将信号传递至一级放大器；
22、合理配置r1、r2、r3、r4对应的阻值比，通过mcu控制模块控制r1、r2、r3、r4是否接地或者浮空，电路可实现不同挡位的增益；
23、增益信号传递至c2，将基准1和增益调节的直流分量隔绝，同时接在二级放大器的输入端；
24、经二级放大器后，信号传递至c3，c3将二级放大器的输出直流分量隔绝；
25、快速切换电路导通时，阻抗极低；截止时，阻抗高；
26、当有效信号来之前时，mcu控制模块控制快速切换电路将基准3与a节点连接在一起，此时的有效信号叠加在基准3上；
27、当有效信号通过a节点后，mcu控制模块控制快速切换电路将基准3与b节点连接在一起，完成一个周期的信号发射、信号转换及放大、读取，依次循环。
28、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；
29、所述处理器通过调用所述存储器中存储的计算机程序，执行以实施第一方面所述的一种交流小信号放大电路。
30、第四方面，本发明提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施第一方面所述的一种交流小信号放大电路。
31、本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
32、本发明adc采样时直流分量不受运放的失调电压和运放噪音的影响，可提升传感器的精度和温漂性能。具有8档信号衰减系数，实现多个量程的距离设定，提升量程设定的精度。即使小量程时信号强，也可实现距离设定成功。只是增加几个电阻，成本低，占用空间小。
33、本发明具有信号衰减调节，当信号过强时，进行信号衰减，使之信号不饱和；当信号弱时，保持最大增益，信号不衰减，实现小量程距离的设定，同时电路成本低，占用空间小等优势。增加了快速切换电路、基准和滤波电路，adc采样时直流分量不受运放的失调电压的影响，减少噪音对二级运放输出的影响，可提升传感器的重复精度和温漂性能；
34、本发明具有8档信号衰减系数，实现多个量程的距离设定，提升量程设定的精度。即使小量程时信号强，也可实现距离设定成功。只是增加几个电阻，成本低，占用空间小。
1.一种交流小信号放大电路，其特征在于，包括光信号转换及放大模块、挡位切换模块、快速切换电路模块、mcu控制模块和发射驱动设定模块；
2.根据权利要求1所述的一种交流小信号放大电路，其特征在于，接收管接收gpio接口控制发射器发射的脉冲信号，将脉冲信号转换为电信号；电信号通过c1电容过滤后的直流信号。
3.根据权利要求1所述的一种交流小信号放大电路，其特征在于，所述二级放大器信号为基准2与放大后运放失调电压之和，失调电压会叠加到输出电压上的公式为：
4.根据权利要求1所述的一种交流小信号放大电路，其特征在于，还包括一滤波电路，所述滤波电路连接于所述快速切换电路模块与所述mcu控制模块之间。
5.根据权利要求1所述的一种交流小信号放大电路，其特征在于，mcu控制模块包括adc采样电路、定时器和存储器；
6.根据权利要求1所述的一种交流小信号放大电路，其特征在于，mcu控制模块根据发射驱动设定模块的距离设定控制电阻r2、r3、r4是否导通还是截止，合理配置r1、r2、r3、r4阻值比实现不同挡位的增益，获得增益调节信号。
7.根据权利要求6所述的一种交流小信号放大电路，其特征在于，通过mcu控制模块对应的io口控制r2、r3、r4电阻一端浮空或接地，与电阻r1实现分压，可获取8档不同的增益。
8.交流小信号放大方法，基于权利要求1-7任一项所述的一种交流小信号放大电路，包括以下步骤：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有可供处理器调用的计算机程序；
10.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，其特征在于：包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1-7任意一项所述的一种交流小信号放大电路。
