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yy08 2011-08-22 09:51

光传感器放大器频率特性解析

光电二极管前置放大器的频率特性  YDIG,%uv  
=-0/k;^  
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。 Q0)#8Rcm  
xzdf^Ce  
所以所获得的频率幅度fb下降为: .r|tSfm6  
l3{-z4mw  
[attachment=35659]   `}D,5^9]  
TtK[nP  
现实中此电路不能使用。 '3R`lv   
S){)Z  
[attachment=35660] sZ3KT&  
图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压 u0}vWkn\4  
sv2A-Dld  
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。 l?E{YQq]  
g1;:KzVv  
[attachment=35661] M=8.Bp|Ye  
图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性   v3*_9e  
X@--m6-  
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: fnpYT:%fG  
M  f}~{+  
[attachment=35662]   272q1~&  
%h hfU6[  
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,   ;d@#XIS&-(  
ZFA`s qT  
则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: <]6SN  
/?wtF4  
[attachment=35663]  $r^GE  
cF\;_0u  
ft是所使用的op放大器的单位增益带域幅度,fc是电路的截断频率。此时的fc为: +Te\H  
T tfo^ksw  
[attachment=35664] 1ufp qqk  
S%$ }(  
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。 ^dI424  
?3/qz(bM  
n|6Ic,:[  
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。 ; 8_{e3s  
rbul8(1h  
[attachment=35665] mWv3!i;G<s  
g6y B6vk  
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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