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] KrJ 5"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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