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高速光电二极管信号调理电子线路图

时期:2022-07-10 00:18 点击数:
本文摘要:图1右图电路是一个高速光电二极管信号调理电路,具备暗电流补偿功能。系统切换来自高速硅PIN光电二极管的电流,并驱动20MSPS模数转换器(ADC)的输出。 该器件人组可获取400nm至1050nm的频谱敏感度和49nA的光电流敏感度、91dB的动态范围以及2MHz的比特率。信号调理电路使用5V电源供电,功耗仅有为40mA,合适便携式高速、高分辨率光强度应用于,如脉搏血氧仪。

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图1右图电路是一个高速光电二极管信号调理电路,具备暗电流补偿功能。系统切换来自高速硅PIN光电二极管的电流,并驱动20MSPS模数转换器(ADC)的输出。

该器件人组可获取400nm至1050nm的频谱敏感度和49nA的光电流敏感度、91dB的动态范围以及2MHz的比特率。信号调理电路使用5V电源供电,功耗仅有为40mA,合适便携式高速、高分辨率光强度应用于,如脉搏血氧仪。  图1.具备暗电流补偿功能的光电二极管前置放大器系统(原理示意图:并未表明所有相连和去耦)  本电路还合适其它应用于,如仿真光隔离器。它还能满足需要更加高带宽和更加低分辨率的应用于,如自适应速度控制系统。

  本电路笔记辩论图1中右图电路的优化设计步骤,以符合特定比特率应用于的拒绝,这些步骤还包括:稳定性计算出来、噪声分析和器件自由选择考虑到因素。  光电二极管归属于低电阻传感器,用作检测光的强度。它没内部增益,但比起其它光检测器,可在更高的光级度下工作。  光电二极管工作时使用零偏置(光伏)模式或偏移偏置(光导)模式。

光伏模式可取得最准确的线性运算,而让二极管工作在光导模式可实现更高的电源速度,但代价是减少线性度。在偏移偏置条件下,不存在少量的电流(称作暗电流),它们甚至在没光照度的情况下也不会流动。可在运算放大器的同互为输出末端用于第二个同类光电二极管避免暗电流误差,如图1右图。

  有三个因素影响光电二极管的响应时间:正处于光电二极管消耗区域内载波的电池收集时间;正处于光电二极管并未消耗区域内载波的电池收集时间;二极管电路人组的RC时间常数  由于结电容各不相同光电二极管的蔓延区以及产生的偏移偏置,使用蔓延区较小的光电二极管并产生较小的偏移偏置才可取得更慢的上升时间。在CN-0272电路笔记中,使用SFH2701PIN光电二极管,其结电容典型值为3pF,0V偏置下的最大值为5pF。1V偏移偏置时的典型电容为2pF,5V偏移偏置时为1.7pF。本电路的测量皆在5V偏移偏置下展开。


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