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光電檢測技術(shù)

光電檢測技術(shù)

光電檢測電路

  •   光電探測器所接收到的信號一般都非常微弱,而且光探測器輸出的信號往往被深埋在噪聲之中,因此,要對這樣的微弱信號進行處理,一般都要先進行預(yù)處理,以將大部分噪聲濾除掉,并將微弱信號放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣,就需要通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路來輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測信號。

光電檢測技術(shù)光電二極管

  •   工作于該光伏方式下的光電二極管上沒有壓降,故為零偏置。在這種方式中,影響電路性能的關(guān)鍵寄生元件為CPD和RPD,它們將影響光檢測電路的頻率穩(wěn)定性和噪聲性能。CPD是由光電二極管的P型和N型材料間的耗盡層寬度產(chǎn)生的。耗盡層越窄,結(jié)電容的值越大。相反,較寬的耗盡層(如PIN光電二極管)會表現(xiàn)出較寬的頻譜響應(yīng)。硅二極管結(jié)電容的數(shù)值范圍大約在20或25pF到幾千 pF以上。而光電二極管的寄生電阻RPD(也稱作"分流"電阻或"暗"電阻),則與光電二極管的偏置有關(guān)。

      與光伏電壓方式相反,光導(dǎo)方式中的光電二極管則有一個反向偏置電壓加至光傳感元件的兩端。當此電壓加至光檢測器件時,耗盡層的寬度會增加,從而大幅度地減小寄生電容CPD的值。寄生電容值的減小有利于高速工作,然而,線性度和失調(diào)誤差尚未最優(yōu)化。這個問題的折衷設(shè)計將增加二極管的漏電流IL和線性誤差。

光電檢測技術(shù)濾波器設(shè)計

  •   為使電路設(shè)計簡潔并具有良好的信噪比,設(shè)計時還需要用帶通濾波器對信號進行處理。為保證測量的精確性,本設(shè)計在前置放大電路之后加人二階帶通濾波電路,以除去有用信號頻帶以外的噪聲,包括環(huán)境噪聲及由前置放大器引人的噪聲。這里采用的有源帶通濾波器可選通某一頻段內(nèi)的信號,而抑制該頻段以外的信號。f1、f2分別為上下限截止頻率,f0為中心頻率,其頻帶寬度為:B=f2-f1=f0/Q式中,Q為品質(zhì)因數(shù),Q值越大,則隨著頻率的變化,增益衰減越快。這是因為中心頻率一定時,Q值越大,所通過的頻帶越窄,濾波器的選擇性好。 有源濾波器是一種含有半導(dǎo)體三極管、集成運算放大器等有源器件的濾波電路。這種濾波器相對于無源濾波器的特點是體積小、重量輕、價格低、結(jié)構(gòu)牢固、可以集成。由于運算放大器具有輸人阻抗高、輸出阻抗低、高的開環(huán)增益和良好的穩(wěn)定性,且構(gòu)成簡單而且性能優(yōu)良。本設(shè)計選用了去處放大器來進行設(shè)計。

光電檢測技術(shù)小結(jié)

  •   本文研究了光電檢測系統(tǒng)的原理和設(shè)計方法。通過從經(jīng)濟和實用的角度對相關(guān)的光電轉(zhuǎn)換器件和前置放大器進行了選擇和電路設(shè)計,從而確定了關(guān)鍵元器件的參數(shù)。實際使用證明:該設(shè)計可以滿足一般光電檢測場合的需要。
提問者:qwe041 地點:- 瀏覽次數(shù):2028 提問時間:07-10 02:47
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