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如何利用光传感电路来降低光电二极管带宽和噪声影响

2019-08-05 08:19
        

  )。设计工程师系统地将光检测器电流转换为可用电压,让光电二极管信号的处理易于控制。处理光传感问题的方法有很多,但我碰到了一个特殊问题。如何用一种能够远程或者通过一个大寄生

  典型的光传感系统电路在前端都有一个光电二极管、运算放大器和反馈电阻器电容器对。本文将以前文中介绍的电路作为开始。该电路中,光电二极管、放大器和反馈电容元件限制了电路的带宽。

  利用一个大寄生电容或者在较远距离,通过光电二极管实施光传感时,放大器输入具有较大的输入电容。这种电容增加会增加电路的噪声增益,除非你增加放大器的反馈电容。如果反馈电容 (C F) 增加,则电路的带宽降低。

  要解决这一问题,您可以使用一个自举电路(请参见图 1)。具有较低二极管电容的光电二极管并不会从该电路中受益。单位增益缓冲器 A 2去除了线缆电容以及跨阻抗放大器 A1 输入产生的光电二极管寄生电容。

  进行这种电路设计时,A 2放大器类型的选择可以稍微放宽一些。只有四个性能规范较为重要。这些设计原则包括选择一个低输入电容、低噪声、带宽高于 A 1 且低输出阻抗的放大器。

  这种设计中,A 2的输入电容是跨阻抗系统 AC 传输函数中起作用的唯一电容。缓冲器输入电容代替 A 1 输入电容、线缆电容和光电二极管寄生电容三者的和。一个较好的原则是 C A2 《《 (CA1 + CCA +CPD),其中,CA1和 CA2为其输入差动与共模电容的和。

  使用这种设计,您可以把一种噪声问题 (A 1) 与另一种 (A 2) 互换。单位增益缓冲器消除了A 1的噪声影响。一种较好的原则是让A 2 噪声《= A 1。

  该系统中输入信号和输出信号之差碰到线缆/二极管电容后降低。您可以通过选择比 A 1更大带宽的A 2并且让A 2的输出阻抗保持在较低水平来维持这种低信号差。A 2增益滚降给带宽改善设定了上限,从而使这些放大器之间的带宽关系等于A 2-BW 》》 A 1-BW 。您在平衡 C F 和A 2输入电容时,这种电路要求稳定优化。

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