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光電檢測技�(shù)
閱讀�10052時間�2011-01-06 17:07:50

  光電檢測技�(shù)是光�(xué)與電子學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新興的檢測技�(shù)。它主要利用電子技�(shù)對光�(xué)信號進行檢測,并進一步傳遞、儲�、控制、計算和顯示。光電檢測技�(shù)從原理上講可以檢測一切能夠影響光量和光特性的非電量。它可通過光學(xué)系統(tǒng)把待檢測的非電量信息變換成為便于接受的光�(xué)信息,然后用光電探測�件將光學(xué)信息量變換成電量,并進一步經(jīng)過電路放�、處�,以�(dá)到電信號輸出的目的。然后采用電子學(xué)、信息論、計算機及物理學(xué)等方法分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)�,以便于進行相應(yīng)的電路改�,更好地研究被噪聲淹沒的微弱有用信號的特點與相關(guān)性,從而了解非電量的狀�(tài)。微弱信號檢測的目的是從強噪聲中提取有用信號,同時提高檢測系�(tǒng)輸出信號的信噪比�

光電檢測電路

  光電探測器所接收到的信號一般都非常微弱,而且光探測器輸出的信號往往被深埋在噪聲之中,因�,要對這樣的微弱信號進行處理,一般都要先進行�(yù)處理,以將大部分噪聲濾除�,并將微弱信號放大到后續(xù)處理器所要求的電壓幅度。這樣,就需要通過前置放大電路、濾波電路和主放大電路來輸出幅度合適、并已濾除掉大部分噪聲的待檢測信號�

光電二極�

  工作于該光伏方式下的光電二極管上沒有壓降,故為零偏置。在這種方式�,影響電路性能的關(guān)鍵寄生元件為CPD和RPD,它們將影響光檢測電路的頻率�(wěn)定性和噪聲性能。CPD是由光電二極管的P型和N型材料間的耗盡層寬度產(chǎn)生的。耗盡層越�,結(jié)電容的值越�。相�,較寬的耗盡�(如PIN光電二極�)會表�(xiàn)出較寬的頻譜響應(yīng)。硅二極管結(jié)電容的數(shù)值范圍大約在20�25pF到幾� pF以上。而光電二極管的寄生電阻RPD(也稱�"分流"電阻�"�"電阻),則與光電二極管的偏置有�(guān)�

  與光伏電壓方式相�,光�(dǎo)方式中的光電二極管則有一個反向偏置電壓加至光傳感元件的兩�。當(dāng)此電壓加至光檢測器件�,耗盡層的寬度會增加,從而大幅度地減小寄生電容CPD的�。寄生電容值的減小有利于高速工�,然�,線性度和失�(diào)誤差尚未化。這個問題的折衷�(shè)計將增加二極管的漏電流IL和線性誤��

濾波器設(shè)�

  為使電路�(shè)計簡潔并具有良好的信噪比,�(shè)計時還需要用帶通濾波器對信號進行處理。為保證測量的精確性,本設(shè)計在前置放大電路之后加人二階帶通濾波電�,以除去有用信號頻帶以外的噪聲,包括�(huán)境噪聲及由前置放大器引人的噪�。這里采用的有源帶通濾波器可選通某一頻段�(nèi)的信號,而抑制該頻段以外的信�。f1、f2分別為上下限截止頻率,f0為中心頻率,其頻帶寬度為:B=f2-f1=f0/Q式中,Q為品�(zhì)因數(shù),Q值越�,則隨著頻率的變�,增益衰減越快。這是因為中心頻率一定時,Q值越�,所通過的頻帶越�,濾波器的選擇性好� 有源濾波器是一種含有半�(dǎo)體三極管、集成運算放大器等有源器件的濾波電路。這種濾波器相對于無源濾波器的特點是體積小、重量輕、價格低、結(jié)�(gòu)牢固、可以集�。由于運算放大器具有輸人阻抗�、輸出阻抗低、高的開�(huán)增益和良好的�(wěn)定�,且�(gòu)成簡單而且性能�(yōu)�。本�(shè)計選用了去處放大器來進行�(shè)��

小結(jié)

  本文研究了光電檢測系�(tǒng)的原理和�(shè)計方�。通過從經(jīng)濟和實用的角度對相關(guān)的光電轉(zhuǎn)換器件和前置放大器進行了選擇和電路�(shè)�,從而確定了�(guān)鍵元器件的參�(shù)。實際使用證明:該設(shè)計可以滿足一般光電檢測場合的需要�

維庫電子�,電子知�,一查百��

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