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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  h* 72 f/#  
^[x6p}$  
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。 } ~NM\rm  
*{:Zdg'~E  
所以所获得的频率幅度fb下降为: V15/~  
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[attachment=35659]   &|-jU+r}B  
ZH)Jq^^RI  
现实中此电路不能使用。 A)#w~X4  
~xLo0EV "  
[attachment=35660] %W}YtDf\  
图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压 #<K'RJn  
;fW`#aE  
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。 8vkCmV  
Etn uEU  
[attachment=35661] redMlHM  
图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性   WA6reZ  
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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: d>gQgQ;g  
s6F0&L;N&  
[attachment=35662]   kyi"U A82  
::p%R@?  
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,   A vww @$  
$D='NzE/  
则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: p;qFMzyS9  
)3f<0C>  
[attachment=35663]  tmd{G x}c  
Up1 n0  
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: Tn"@u&P *  
I5*<J n  
[attachment=35664] URbHVPCPb  
+[ng99p  
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。 "8p<NsU   
0.S7uH%"  
2]y Hxo/6  
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。 \JC_"gqt  
C|V5@O?;&  
[attachment=35665] X?YT>+g;  
TNDp{!<|L;  
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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