微弱光信號的光電探測放大電路的設計

4 低噪聲光電二極管放大電路的設計原則
通過(guò)以上的分析，總結出低噪聲光電二極管放大電路設計原則如下：
(1)光電二極管的結電容CD應盡量小，而結電阻RD應盡量大。其中CD對噪聲有著(zhù)重要的影響。而RD一般情況下都做的非常大，有幾百兆歐，故可將其對噪聲的影響忽略。
(2)光電二極管應采取零偏壓工作方式，這樣可減少光電二極管的暗電流，提高檢測精度。但同時(shí)，我們要注意，零偏壓時(shí)，CD比反偏壓工作狀態(tài)下大幾十倍，這又會(huì )增加電路噪聲。
(3)反饋電阻Rf在滿(mǎn)足信號帶寬的前提下應盡量大，這樣有利于提高信噪比。但同時(shí)要注意到，放大器的偏置電流IB-會(huì )在反饋電阻上產(chǎn)生失調電壓，因而Rf也不能太大。
(4)一般需在反饋電阻上并聯(lián)小電容Cs，其取值范圍通常為0～0．5 pF。這樣既可以降低噪聲和消除振蕩，又可以較好的滿(mǎn)足信號帶寬。
(5)在滿(mǎn)足信號帶寬的情況下，應盡量選用帶寬小的運放，這樣更有利于減少噪聲。在選用元器件時(shí)，要選用低噪聲器件。
(6)光電檢測電路必須用金屬外殼來(lái)屏蔽外界電磁干擾，同時(shí)外殼接地，要防止電路板上電源線(xiàn)對反饋環(huán)路和輸入端漏電，產(chǎn)生噪聲或漂移，輸入端引線(xiàn)應采用高絕緣導線(xiàn)，如果需要，可以將放大器裝配在絕緣子上，要嚴格連接，避免電纜振動(dòng)，并盡可能縮短輸入連接線(xiàn)路，反饋電阻不能太大，避免干擾，線(xiàn)路板上的布線(xiàn)要合理，必要時(shí)可將光電二極管和反饋電阻懸浮，與運放直接相連，以減小泄漏電流，提高檢測的靈敏度。光電二極管輸出端到放大器的引線(xiàn)距離要盡量短，并且引線(xiàn)盡量對稱(chēng)，保證阻抗基本匹配，放大器輸入輸出應避免交叉布線(xiàn)，防止相互耦合。

5 結束語(yǔ)
光電二極管放大電路的設計是一件很繁瑣的工作，雖然實(shí)現它的電路看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但由于復雜的噪聲表現形式，信號本身微弱，要設計一個(gè)完善的低噪聲放大電路有一定難度。本文給出了該電路設計的一般原則，分析了該電路的主要噪聲特性，并最終給出優(yōu)化電路及元件的參數表達式，經(jīng)實(shí)驗驗證，取得良好效果，適用于微弱光信號的檢測。