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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  )U]:9)   
El{r$-}  
由于光电二极管的输出电流比较微弱,所以在必需大的输出电压eo时,如果光输出电流ip一定,则应将负载电阻rl变成高电阻。但光电二极管的耦合间电容cd的值为数十pf很大。 O/(3 87=U  
LNaeB(z"  
所以所获得的频率幅度fb下降为: dV)Y,Yx0${  
q?(A!1(u  
[attachment=35659]   UmYD]  
d3og?{i<}&  
现实中此电路不能使用。 (v]P<3%  
1>hb-OMX  
[attachment=35660] 1k$2LQ  
图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压  ccRlql(  
=Y/}b\9`T  
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。 JR] )xPI`  
PL9<*.U"=  
[attachment=35661] dr.**fGYde  
图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性   mlD%d!.  
$|rCrak;  
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: nT_*EC<.  
*+NGi(N  
[attachment=35662]   #,t2*tM  
K1/ U (A  
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,   L7X7Zt8%  
BQ).`f";d  
则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: "&@gX_%  
(qJIu  
[attachment=35663]  Um/CR!  
_c[|@D  
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: b*cW<vX}~  
lB=(8.  
[attachment=35664] KrJ5"1=  
ThjUiuWe  
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。 sq6>DuBZz  
f#*h^91x  
Tnf&pu#5  
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。 , - QR  
d#E(~t(^  
[attachment=35665] 65'`uuPx  
DxE(9j  
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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