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　

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。

所以所获得的频率幅度fb下降为：

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现实中此电路不能使用。

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图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压

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。

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图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性　　

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：

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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，　　

则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为：

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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：

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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。

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。

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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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