如何降低光電二極體帶寬和噪聲影響

2020-12-03 電子產品世界

光電二極體將一種基本物理現象(光)轉換為電形式(電流)。設計工程師系統地將光檢測器電流轉換為可用電壓，讓光電二極體信號的處理易於控制。處理光傳感電路問題的方法有很多，但碰到了一個特殊問題。如何用一種能夠遠程或者通過一個大寄生電容降低光電二極體帶寬和噪聲影響的電路呢。

典型的光傳感系統電路在前端都有一個光電二極體、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，光電二極體、放大器和反饋電容元件限制了電路的帶寬。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/326425.htm

利用一個大寄生電容或者在較遠距離，通過光電二極體實施光傳感時，放大器輸入具有較大的輸入電容。這種電容增加會增加電路的噪聲增益，除非你增加放大器的反饋電容。如果反饋電容(CF) 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)。具有較低二極體電容的光電二極體並不會從該電路中受益。單位增益緩衝器A2 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體寄生電容。

圖1 脫離跨阻抗設計問題的自舉二極體電容和線纜電容

進行這種電路設計時，A2 放大器類型的選擇可以稍微放寬一些。只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A1 且低輸出阻抗的放大器。

這種設計中，A2 的輸入電容是跨阻抗系統AC 傳輸函數中起作用的唯一電容。緩衝器輸入電容代替A1 輸入電容、線纜電容和光電二極體寄生電容三者的和。一個較好的原則是CA2 <

使用這種設計，您可以把一種噪聲問題(A1) 與另一種(A2) 互換。單位增益緩衝器消除了A1 的噪聲影響。一種較好的原則是讓A2 噪聲<= A1。

該系統中輸入信號和輸出信號之差碰到線纜/二極體電容後降低。您可以通過選擇比A1 更大帶寬的A2 並且讓A2 的輸出阻抗保持在較低水平來維持這種低信號差。A2 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A2-BW>> A1-BW。您在平衡CF 和A2 輸入電容時，這種電路要求穩定優化。

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