长途光传感技能介绍

如何用一种能够长途或许经过一个大寄生电容下降光电二极管带宽和噪声影响的电路呢？

典型的光传感体系电路在前端都有一个光电二极管、运算放大器和反应电阻器/电容器对。本文将以前文中介绍的电路作为开端。该电路中，光电二极管、放大器和反应电容元件约束了电路的带宽。

运用一个大寄生电容或许在较远间隔，经过光电二极管施行光传感时，放大器输入具有较大的输入电容。这种电容添加会添加电路的噪声增益，除非你添加放大器的反应电容。假如反应电容 (C_F) 添加，则电路的带宽下降。

要处理这一问题，您能够运用一个自举电路（请参见图 1）。具有较低二极管电容的光电二极管并不会从该电路中获益。单位增益缓冲器 A₂ 去除了线缆电容以及跨阻抗放大器 A1 输入发生的光电二极管寄生电容。

图 1 脱离跨阻抗规划问题的自举二极管电容和线缆电容

进行这种电路规划时，A₂ 放大器类型的挑选能够略微放宽一些。只要四个功能标准较为重要。这些规划准则包含挑选一个低输入电容、低噪声、带宽高于 A₁ 且低输出阻抗的放大器。

这种规划中，A₂ 的输入电容是跨阻抗体系 AC 传输函数中起作用的仅有电容。缓冲器输入电容替代 A₁ 输入电容、线缆电容和光电二极管寄生电容三者的和。一个较好的准则是 C_A2 << (C_A1 + C_CA +C_PD)，其间，C_A1 和 C_A2 为其输入差动与共模电容的和。

运用这种规划，您能够把一种噪声问题 (A₁) 与另一种 (A₂) 交换。单位增益缓冲器消除了 A₁ 的噪声影响。一种较好的准则是让 A₂ 噪声<= A₁。

该体系中输入信号和输出信号之差碰到线缆/二极管电容后下降。您能够经过挑选比 A₁ 更大带宽的 A₂ 而且让 A₂ 的输出阻抗保持在较低水平来保持这种低信号差。A₂ 增益滚降给带宽改进设定了上限，从而使这些放大器之间的带宽联系等于 A_2-BW >> A_1-BW。您在平衡 C_F 和 A₂ 输入电容时，这种电路要求安稳优化。