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    [分享]光传感器放大器频率特性解析 [复制链接]

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    离线yy08
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2011-08-22
    光电二极管前置放大器频率特性  " +n\0j;  
    MDqUl:]  
    由于光电二极管的输出电流比较微弱,所以在必需大的输出电压eo时,如果光输出电流ip一定,则应将负载电阻rl变成高电阻。但光电二极管的耦合间电容cd的值为数十pf很大。 ;+W9EbY2  
    @ApX43U(  
    所以所获得的频率幅度fb下降为: {%cm;o[7o  
    r@9qjva  
       9YjO  
    wO&2S-;_K  
    现实中此电路不能使用。 [Dou%\  
    ]Y%U5\$  
    (bBr O74lR  
    图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压 "2FI3M =  
    }M+2 ,#l  
    因此,作为光传感器用放大器,要扩大其频带,使用图2的op放大器的电流输人型前置放大器电路很常见。如果是这样的电路构成,则通过虚地使电容cd短路,应该能够宽带化。 sKU?"|G81G  
    v?S~ =$.  
    ))z1T8  
    图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性   I X]K "hT  
    TA~YCj$  
    但是,这是op放大器的开环增益无限大时的情况。由于被相位补偿的通常的op放大器其高频域的增益很小,所以实际的输人电阻ri上升为: Js( "H  
    .o!z:[IPY  
       HGJfj*JH  
    4X^{aIlshk  
    此上升方式与线圈l的阻抗一频率特性ωl相类似。因此,如果将此和电容cd并联连接,   MaX:o GF,  
    sHwn,4|iY  
    则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: S7 _^E  
    u^{6U(%  
      ~BJ~]~0P`  
    HvSYE[Zt|  
    ft是所使用的op放大器的单位增益带域幅度,fc是电路的截断频率。此时的fc为: _/iw=-T  
    G>q16nS~KP  
    1G6MO  
    pPX~pPIj2  
    例如在ft=1mhz的op放大器上,cd=0.01μf、rl=1ookω时的峰值频率fp变为12.6khz。 ^& R H]q  
    ^twJNm{99  
    14,Pf`5Sz  
    图3是模拟op放大器的输人端的光电二极管的耦合电容,故意插入并联电容cp时的频率特性。即使在cp=0(仅光电二极管的ci和op放大器的输人电容ci)时,fp为200khz,峰值量在12db以上。  连接cp时,与静电容量相对应fp下降,在cp=0.01μf处下降到fp=15.4khz。 nR()ei^X  
    Y=-ILN("  
    :1O1I2L0  
    v1E=P7}\{s  
    图3 模拟光电二极管的连接电容cp被附加时的频率特性的变化  光电二极管是具有代表性的光电传感器,被使用于想得到与光量成比例的信号的场合。光电二极管的输出信号,即电流非常微弱.从光电二极管的输出电流上,获得电压的最简单的方法,原理上如图1所示,将光电二极管和负载电阻rl并联连接用eo=ip×rl进行电流一电压的转换。
     
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