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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  Xdtyer%  
J,Rp&tavt:  
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。 UOYhz.  
7Z[6_WD3  
所以所获得的频率幅度fb下降为: 9T;DFUM  
*mtS\J  
[attachment=35659]   ]r.95|V*  
M>_ U9g  
现实中此电路不能使用。 G'IRqO *]  
3K{G=WE$  
[attachment=35660] "p\5:<  
图1 将光电二极管的光输出电流变换成电压 w6&p4Jw/H?  
Or<OmxJg  
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。 (F=q/lK$  
dk>qTY+j5  
[attachment=35661] _oAWj]~rO  
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@[ZwTnJ  
L)yc_ d5  
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: ={[9kR i  
!&#5 *  
[attachment=35662]   'Hv=\p4$1  
y^[?F>wB  
此上升方式与线圈l的阻抗一频率特性ωl相类似。因此,如果将此和电容cd并联连接,   w tSX(LN Y  
|!hN!j*)  
则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: C7Ny-rj}IA  
#fT<]j(  
[attachment=35663]  w 21g&  
oxZXY]$y  
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: s ~>0<3{5  
f=paa/k0  
[attachment=35664] _;'<}a  
[5i }C K_=  
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。 RG e2N |  
fV o7wp  
;Q\MH t*  
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。 ;Z!x\{- L  
J. $U_k  
[attachment=35665] ^?R8>97_?  
X[J?  
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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