微弱光信号检测电路设计与实现.pdfVIP

科技信息 。机械与电子o 20cr7年第27期 微弱光信号检测电路的设计与实现 龚涵1陈浩字2 许昌 中国 北京 (1．许昌学院电气信息工程学院河南 461000；2．北京航空航天大学电子信息工程学院 100083) 【摘要】本文从PIN光伏探测器的特性入手。针对光电检测中放大很弱信号而带来的信噪比和稳定性问题，设计了一种具有电压、电流滤 波和相位补偿功能的低噪声光电信号放大电路。并对电路进行了实验分析和实用化处理。 【关键词】微弱信号；光电检测；前置放大 7rhe and黜蝴i砑廿on fbr D豳ign 0f柚op6c-勘ect—cDet∞吐ngCi唧itwe吐蓟gIlal Go吨h柚ChenHao” ha8ed帅thekt啉ofPIN viewof of 0fcircuit0f 【Abstnln】This paper pho州iode咖nitoring，ifIth。Problemsi伊al的∞i弛蛳ds幽lity detecti佣for a circuitwhicb to—Noi∞柚ddec陀雠theb叩dwidthof∞i∞． ph砷啤lec岫c weal【si印al，wepmposedpm一锄plifier c卸imProvesi印al A circuit0f detectionis tIlef帅ctionsoffilter锄d djscusgionfbcuseson low—rIoi8e锄plifierphotoelectric desi印ed，with phasecompeIlsati叩．0ur 0f circuit．Weals0indic砒et}le need de8i印蛐dexperi呲ntPrime蛐pli6cation fn砒te陪，whjchattenti伽f打pr∽tice舳d印plicatj叩． 【Ke，rwor‘b】week si91lal；PhotodiodeI啪itoring；pre一枷plifi盯 0．引言 · 对于要检测的直流弱信号．频率比较低．主要要求其线性度好，噪 在光电探测领域。大多数探测器需要将接收到的光信号转换成电 声低。所以一般采用暗电流较小的不加偏置电压的光电压模式进行精 流信号，而实际信号处理电路则是以电压作为处理信号的。因此，如何 确测量分析。而对于交流信号而言，出于对响应度的考虑．用于高速情 将电流信号尽量无失真地转变为电压信号是应用工程师关注的焦点。 况下，一般采用光电导模式。所以，对于lollW—100nW的直流信号进 传统电路中应用低噪声电阻来完成这种转换．但是低噪声电阻转换对 行检测时．采用光电压模式。 微弱信号的信噪比损失较大。更为严重的是．这种转换使系统的增益 在对输入微弱光信号检测电路的设计中．对于运算放大器的选择 和带宽形成尖锐的矛盾。因此在设计系统并选择放大器时，经常会陷 直接影响着整个电路的性能．可以说运算放大器的选择对于电路起着 入信噪比、系统带宽、系统增益之间相互矛盾的沼泽中Ⅲ。光信号测量 至关紧要的作用．根据运算放大器本身的参数性能选择合适的用于特 中常常会出现背景噪声或干扰很大而待测信号十分微弱、几乎被噪声 定场合的运算放大器是非常重要的。 通常对运算放大器(0P)的要 淹没的情况。这样就使得通过光电探测器转换后得到的光信号的信噪 求有：①失调电压；②输入偏流；③输入噪声密度；④速率；⑤电源电流 比(S，N)很小，所以，对于微弱信号检测电路的设计变得非常重要。