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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 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$1 y^[?F>wB 此上升方式与线圈l的阻抗一频率特性ωl相类似。因此,如果将此和电容cd并联连接, w
tSX(LNY |!hN!j*) 则在电路的频率特性上会产生峰值。此峰值的频率fp为: C7Ny-rj}IA #fT<]j( [attachment=35663] w
21g& oxZXY]$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。 RGe2N| fVo7wp ;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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