[分享]光传感器放大器频率特性解析 [复制链接]

光电二极管前置放大器的频率特性　 ]LY^9eK)>{  
IM|Se4;x  
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。 9M19UP&  
8Y]}Gb!  
所以所获得的频率幅度fb下降为： | )S{(#k  
t-a`.y  
　　 GHqBnE{B  
aliQ6_  
现实中此电路不能使用。 >fhSaeN  
w-8)YJ Y  
KXDz'9_  
图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压 4jPwL|#  
mKMGdN~  
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。 cEtZ}2,j  
+&zb^C`J  
*%]+sU  
图2 测壁由op放大器组成的光传感器放大器的频率特性　　 `,Q<YT ~  
SSo~.)J  
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： FW5*_%J  
tgS+"ugl  
　　 Z@8MhJ  
sd]0Hx[  
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，　　 d"Ml^
rAn  
1XC*|  
则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为： ``/y=k/au  
`mWQWx$V!  
　 k^~@9F5k  
wZ}n3R,   
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： 1'gKZB)TG7  
/ N*HE  
+YkmLD  
@5JL
jCN  
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。 {: Am9B  
D6"~fjHh  
KLj4LOs  
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。 n+:m_2T  
6eW1<p  
/[p?_EX@  
5?S{W  
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。