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遠程光傳感電路設計

星之球激光 來源:電子工程網2012-09-14 我要評論(0 )   

光電 二極管將一種基本物理現象(光)轉換為(wei) 電形式(電流)。設計工程師係統地將光檢測器電流轉換為(wei) 可用電壓,讓光電二極管信號的處理易於(yu) 控製。處理 光傳(chuan) 感 電路問題的...

     光電二極管將一種基本物理現象(光)轉換為(wei) 電形式(電流)。設計工程師係統地將光檢測器電流轉換為(wei) 可用電壓,讓光電二極管信號的處理易於(yu) 控製。處理光傳(chuan) 感電路問題的方法有很多,但我碰到了一個(ge) 特殊問題。如何用一種能夠遠程或者通過一個(ge) 大寄生電容降低光電二極管帶寬和噪聲影響的電路呢。

  典型的光傳(chuan) 感係統電路在前端都有一個(ge) 光電二極管、運算放大器和反饋電阻器/電容器對。本文將以前文中介紹的電路作為(wei) 開始。該電路中,光電二極管、放大器和反饋電容元件限製了電路的帶寬。

  利用一個(ge) 大寄生電容或者在較遠距離,通過光電二極管實施光傳(chuan) 感時,放大器輸入具有較大的輸入電容。這種電容增加會(hui) 增加電路的噪聲增益,除非你增加放大器的反饋電容。如果反饋電容(CF) 增加,則電路的帶寬降低。

  要解決(jue) 這一問題,您可以使用一個(ge) 自舉(ju) 電路(請參見圖1)。具有較低二極管電容的光電二極管並不會(hui) 從(cong) 該電路中受益。單位增益緩衝(chong) 器A2去除了線纜電容以及跨阻抗放大器A1 輸入產(chan) 生的光電二極管寄生電容。

 

  

  圖1脫離跨阻抗設計問題的自舉(ju) 二極管電容和線纜電容

 

  進行這種電路設計時,A2放大器類型的選擇可以稍微放寬一些。隻有四個(ge) 性能規範較為(wei) 重要。這些設計原則包括選擇一個(ge) 低輸入電容、低噪聲、帶寬高於(yu) A1 且低輸出阻抗的放大器。

  這種設計中,A2 的輸入電容是跨阻抗係統AC 傳(chuan) 輸函數中起作用的唯一電容。緩衝(chong) 器輸入電容代替A1 輸入電容、線纜電容和光電二極管寄生電容三者的和。一個(ge) 較好的原則是CA2 << (CA1 + CCA +CPD),其中,CA1和CA2為(wei) 其輸入差動與(yu) 共模電容的和。

  使用這種設計,您可以把一種噪聲問題(A1) 與(yu) 另一種(A2) 互換。單位增益緩衝(chong) 器消除了A1 的噪聲影響。一種較好的原則是讓A2 噪聲<= A1。

  該係統中輸入信號和輸出信號之差碰到線纜/二極管電容後降低。您可以通過選擇比A1 更大帶寬的A2並且讓A2 的輸出阻抗保持在較低水平來維持這種低信號差。A2 增益滾降給帶寬改善設定了上限,從(cong) 而使這些放大器之間的帶寬關(guan) 係等於(yu) A2-BW >> A1-BW。您在平衡CF 和A2 輸入電容時,這種電路要求穩定優(you) 化。

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