如何利用光傳感電路來降低光電二極管帶寬和噪聲影響
發布時間:2023-01-23 責任編輯:lina
【導讀】光電二極管將一種基本物理現象(光)轉換為電形式(電流)。shejigongchengshixitongdijiangguangjianceqidianliuzhuanhuanweikeyongdianya,rangguangdianerjiguanxinhaodechuliyiyukongzhi。chuliguangchuangandianluwentidefangfayouhenduo,danwopengdaoleyigeteshuwenti。ruheyongyizhongnenggouyuanchenghuozhetongguoyigedajishengdianrongjiangdiguangdianerjiguandaikuanhezaoshengyingxiangdedianlune。
光電二極管將一種基本物理現象(光)轉換為電形式(電流)。shejigongchengshixitongdijiangguangjianceqidianliuzhuanhuanweikeyongdianya,rangguangdianerjiguanxinhaodechuliyiyukongzhi。chuliguangchuangandianluwentidefangfayouhenduo,danwopengdaoleyigeteshuwenti。ruheyongyizhongnenggouyuanchenghuozhetongguoyigedajishengdianrongjiangdiguangdianerjiguandaikuanhezaoshengyingxiangdedianlune。
典型的光傳感係統電路在前端都有一個光電二極管、運算放大器和反饋電阻器/電容器對。本文將以前文中介紹的電路作為開始。該電路中,光電二極管、放大器和反饋電容元件限製了電路的帶寬。
利(li)用(yong)一(yi)個(ge)大(da)寄(ji)生(sheng)電(dian)容(rong)或(huo)者(zhe)在(zai)較(jiao)遠(yuan)距(ju)離(li),通(tong)過(guo)光(guang)電(dian)二(er)極(ji)管(guan)實(shi)施(shi)光(guang)傳(chuan)感(gan)時(shi),放(fang)大(da)器(qi)輸(shu)入(ru)具(ju)有(you)較(jiao)大(da)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)。這(zhe)種(zhong)電(dian)容(rong)增(zeng)加(jia)會(hui)增(zeng)加(jia)電(dian)路(lu)的(de)噪(zao)聲(sheng)增(zeng)益(yi),除(chu)非(fei)你(ni)增(zeng)加(jia)放(fang)大(da)器(qi)的(de)反(fan)饋(kui)電(dian)容(rong)。如(ru)果(guo)反(fan)饋(kui)電(dian)容(rong) (C F) 增加,則電路的帶寬降低。
要解決這一問題,您可以使用一個自舉電路(請參見圖 1)。具有較低二極管電容的光電二極管並不會從該電路中受益。單位增益緩衝器 A 2去除了線纜電容以及跨阻抗放大器 A1 輸入產生的光電二極管寄生電容。
圖1:脫離跨阻抗設計問題的自舉二極管電容和線纜電容。
進行這種電路設計時,A 2放大器類型的選擇可以稍微放寬一些。隻有四個性能規範較為重要。這些設計原則包括選擇一個低輸入電容、低噪聲、帶寬高於 A 1 且低輸出阻抗的放大器。
這種設計中,A 2的輸入電容是跨阻抗係統 AC 傳輸函數中起作用的唯一電容。緩衝器輸入電容代替 A 1 輸入電容、線纜電容和光電二極管寄生電容三者的和。一個較好的原則是 C A2 《《 (CA1 + CCA +CPD),其中,CA1和 CA2為其輸入差動與共模電容的和。
使用這種設計,您可以把一種噪聲問題 (A 1) 與另一種 (A 2) 互換。單位增益緩衝器消除了A 1的噪聲影響。一種較好的原則是讓A 2 噪聲《= A 1。
該係統中輸入信號和輸出信號之差碰到線纜/二極管電容後降低。您可以通過選擇比 A 1更大帶寬的A 2並且讓A 2的輸出阻抗保持在較低水平來維持這種低信號差。A 2增益滾降給帶寬改善設定了上限,從而使這些放大器之間的帶寬關係等於A 2-BW 》》 A 1-BW 。您在平衡 C F 和A 2輸入電容時,這種電路要求穩定優化。
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