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弱光检测,弱光检测光电转换电路,弱光检测前置放大电路,弱光检测结果分析  2011/10/3

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  • 弱光检测光电转换电路
  • 弱光检测前置放大电路
  • 弱光检测结果分析
弱光检测

弱光检测光电转换电路

  •   图1为光电检测电路。该检测电路是由放大器A,反馈电阻RF和CF组成,其输出电压为u1=SPRF,其中,S为光电二极管的灵敏度,P为入射光功率。在检测弱光信号时,RF为提高增益,RF的取值应选择尽可能大,放大器的输入偏置电流IB和输入失调电压VB对输出电压的影响分别为IBRF和为光电二极管内阻。可以看出,减小RF可以减少以上影响,但同时会减小电路的增益。解决这个问题需选择偏置电流和失调电压均很低的运算放大器。这里选用0PAlll型高精度运算放大器,其偏置电流约为0.8 pA,输入失调电压约100μV。经过计算,RF的值取在几百MΩ范围内时,上述影响可以近似忽略,能够满足电路的要求。

弱光检测前置放大电路

  •   由于光电转换电路的输出信号通常在mV数量级,且信号常常淹没在噪声中,因此前置放大部分需有较强的滤噪和放大能力。选用精密对数放大电路LOGl00与外围元件构成前置放大电路。图l虚线框内所示电路为LOGl00的简化内部电路,其动态输人范围1 nA~1 mA,满跨度输出误差(FSO)低于0.37%,与精确对数关系最大偏离小于O.1%。同时,内部还集成有激光校准电阻,使得该对数放大器在环境温度变化时仍能保持精确输出。LOGl00有4个选择端,通过不同的连接方式,可以很方便得到不同增益。

弱光检测结果分析

  •   根据LOGl00的输入输出关系,实验中以I2为基准电流,根据运放反向输入结构有中可通过给定基准电压μ2实现。光电检测部分电路的输出电压一般只有mV量级,同时根据LOGl00器件要求,其输入电流要在l nA~l mA,I1,I2的比值要在l05以内。故图1中的输入电阻R11,R21选择在几十kΩ,以保证对数电路输出精确度,根据这些要求,μ2值设定为几mV。

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