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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  LM:vsG  
    27eooY1  
    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。 F+YZE[h%  
    ~qiJR`Jj  
    所以所获得的频率幅度fb下降为: ity & v 9  
    6dq(T_eG  
       .[]r}[lU  
    Go5J%&E9  
    现实中此电路不能使用。 )Kc<j!8-[  
    m|SUV  
    [+rfAW>p}  
    图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压 7x"R3  
    l.67++_  
    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。 \r/rBa\  
    3@etRd;]Kr  
    k|e7a2Wwt  
    图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性   g;H=6JeG/  
    k0OYJ/  
    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: }~YA5^VQ$  
    qk%;on&`  
       k$4y9{  
    )X1{  
    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,   Y z<3JRw  
    z6KCv(zvB  
    则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: A=$04<nP8!  
    %6|nb:Oa  
      \ ZgE  
    &C `Gg<  
    ft是所使用的op放大器的单位增益带域幅度,fc是电路的截断频率。此时的fc为: I,E?h?6Y  
    QE^$=\l0  
    U\g/2dM  
    "IZa!eUW  
    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。 xs{3pkTYD  
    ()Y~Q(5ji  
    h0(BO*cy  
    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。 .T}Wdn g  
    _~'=C#XI)  
    L ^r#o-H<  
    aZH:#lUlj  
    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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