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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 \O*-#} ~\ [F0s!,P 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。 ~P8tUhffK }!"A! ~& 所以所获得的频率幅度fb下降为: 8+a4>8[M -+ SF [attachment=35659] Cjqklb/ /y _O4 现实中此电路不能使用。 Vr6@>@SC hAYTj0GZ [attachment=35660] v,
n$^R 图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压 SM0~fAtE J
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因此,作为光传感器用放大器,要扩大其频带,使用图2的op放大器的电流输人型前置放大器电路很常见。如果是这样的电路构成,则通过虚地使电容cd短路,应该能够宽带化。 sYe?M, 3nT^?;- [attachment=35661] Pz>s6 [ob 图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性 E*.{=W }C r=5{o1" 但是,这是op放大器的开环增益无限大时的情况。由于被相位补偿的通常的op放大器其高频域的增益很小,所以实际的输人电阻ri上升为: Mr;E<Lj ^K ,Sq/y~ [attachment=35662] U1DXeh~V M=1n QF2J 此上升方式与线圈l的阻抗一频率特性ωl相类似。因此,如果将此和电容cd并联连接, rR9|6l
3 C8[&S&<_< 则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: Izhee%c _hRcc"MS` [attachment=35663] Bt>}rYz1 jhXkSj ft是所使用的op放大器的单位增益带域幅度,fc是电路的截断频率。此时的fc为: ';TT4$(m <(-= 'QA [attachment=35664] ),U X4%K= Bg&i63XL$$ 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。 U}6.h&$ 8TGOx%}i qUjmB sB 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。 +=q$ x Ia /tP|b_7O [attachment=35665] ^* J2'X38I :"=ez<t 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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