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光電二極管前置放大器的頻率特性

作者: 時(shí)間:2011-08-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

光電二極管前置的頻率特性

  由于光電二極管的輸出電流比較微弱,所以在必需大的輸出電壓eo時(shí),如果光輸出電流ip一定,則應將負載電阻rl變成高電阻。但光電二極管的耦合間電容cd的值為數十pf很大。所以所獲得的頻率幅度f(wàn)b下降為:

  現實(shí)中此電路不能使用。

光電二極管的光輸出電流變換成電壓

  圖1 將光電二極管的光輸出電流變換成電壓

  因此,作為光傳感器用,要擴大其頻帶,使用圖2的op的電流輸人型前置放大器電路很常見(jiàn)。如果是這樣的電路構成,則通過(guò)虛地使電容cd短路,應該能夠寬帶化.

測壁由op放大器組成的光傳感器放大器的頻率特性

  圖2 測壁由op放大器組成的光傳感器放大器的頻率特性

  但是,這是op放大器的開(kāi)環(huán)增益無(wú)限大時(shí)的情況。由于被相位補償的通常的op放大器其高頻域的增益很小,所以實(shí)際的輸人電阻ri上升為:

  此上升方式與線(xiàn)圈l的阻抗一頻率特性ωl相類(lèi)似。因此,如果將此和電容cd并聯(lián)連接,則在電路的頻率特性上會(huì )產(chǎn)生峰值。此峰值的頻率fp為:

  ft是所使用的op放大器的單位增益帶域幅度,fc是電路的截斷頻率。此時(shí)的fc為:

  例如在ft=1mhz的op放大器上,cd=0.01μf、rl=1ookω時(shí)的峰值頻率fp變?yōu)?2.6khz。

  圖3是模擬op放大器的輸人端的光電二極管的耦合電容,故意插入并聯(lián)電容cp時(shí)的頻率特性。即使在cp=0(僅光電二極管的ci和op放大器的輸人電容ci)時(shí),fp為200khz,峰值量在12db以上。

  連接cp時(shí),與靜電容量相對應fp下降,在cp=0.01μf處下降到fp=15.4khz。

模擬光電二極管的連接電容cp被附加時(shí)的頻率特性的變化

  圖3 模擬光電二極管的連接電容cp被附加時(shí)的頻率特性的變化

光電二極管是具有代表性的光電傳感器,被使用于想得到與光量成比例的信號的場(chǎng)合。光電二極管的輸出信號,即電流非常微弱.從光電二極管的輸出電流上,獲得電壓的最簡(jiǎn)單的方法,原理上如圖1所示,將光電二極管和負載電阻rl并聯(lián)連接用eo=ip×rl進(jìn)行電流一電壓的轉換。



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