光电信号检测电路PPT课件.ppt

《光电信号检测电路PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电信号检测电路PPT课件.ppt（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、关于光电信号检测电路关于光电信号检测电路第一张，PPT共二十五页，创作于2022年6月通常要求性能良好的低噪声放大器作为光检测器件的前通常要求性能良好的低噪声放大器作为光检测器件的前通常要求性能良好的低噪声放大器作为光检测器件的前通常要求性能良好的低噪声放大器作为光检测器件的前置放大器。因此如何设计和应用低噪声放大器，如何将一定置放大器。因此如何设计和应用低噪声放大器，如何将一定置放大器。因此如何设计和应用低噪声放大器，如何将一定置放大器。因此如何设计和应用低噪声放大器，如何将一定偏置状态下的检测器件与前置放大器耦合是必须考虑的重要偏置状态下的检测器件与前置放大器耦合是必须考虑的重要偏置状态下

2、的检测器件与前置放大器耦合是必须考虑的重要偏置状态下的检测器件与前置放大器耦合是必须考虑的重要问题。问题。问题。问题。对前置放大器的要求：对前置放大器的要求：1 1、性能上性能上性能上性能上：低噪声、高增益、低输出阻抗、足够的信号带：低噪声、高增益、低输出阻抗、足够的信号带：低噪声、高增益、低输出阻抗、足够的信号带：低噪声、高增益、低输出阻抗、足够的信号带宽和负载能力，以及良好的线性和抗干扰能力。宽和负载能力，以及良好的线性和抗干扰能力。宽和负载能力，以及良好的线性和抗干扰能力。宽和负载能力，以及良好的线性和抗干扰能力。2 2、结构上：结构上：结构上：结构上：紧凑、靠近检测器件，良好的接地与屏

3、蔽。紧凑、靠近检测器件，良好的接地与屏蔽。紧凑、靠近检测器件，良好的接地与屏蔽。紧凑、靠近检测器件，良好的接地与屏蔽。第二张，PPT共二十五页，创作于2022年6月4.5.1 放大器的噪声1、放大器的噪声模型 将放大器内的所有噪声源折算到输入端，一个阻抗将放大器内的所有噪声源折算到输入端，一个阻抗将放大器内的所有噪声源折算到输入端，一个阻抗将放大器内的所有噪声源折算到输入端，一个阻抗为零的为零的为零的为零的噪声电压源噪声电压源噪声电压源噪声电压源E En n串联在输入端和阻抗为无限大串联在输入端和阻抗为无限大串联在输入端和阻抗为无限大串联在输入端和阻抗为无限大噪声电噪声电噪声电噪声电流源流源流

4、源流源I In n与输入端并联。放大器内部成为一个与输入端并联。放大器内部成为一个与输入端并联。放大器内部成为一个与输入端并联。放大器内部成为一个无噪声放大无噪声放大无噪声放大无噪声放大器器器器。E En n和和和和I In n通过测量得到。这种等效模型称为通过测量得到。这种等效模型称为通过测量得到。这种等效模型称为通过测量得到。这种等效模型称为放大器放大器放大器放大器的的的的E En n-I-In n噪声模型噪声模型噪声模型噪声模型。第三张，PPT共二十五页，创作于2022年6月2、等效输入噪声信号源与放大器组成的系统的噪声源为三个：信号源与放大器组成的系统的噪声源为三个：信号源与放大器组成

5、的系统的噪声源为三个：信号源与放大器组成的系统的噪声源为三个：E En n、I In n和和和和E Et t。用。用。用。用“等效输入噪声等效输入噪声等效输入噪声等效输入噪声E Enini”表示表示表示表示Us为信号源电压为信号源电压Rs为信号源内阻为信号源内阻Et为信号源内阻上的热噪为信号源内阻上的热噪声电压声电压Zi为放大器输入阻抗为放大器输入阻抗Au为放大器电压增益为放大器电压增益Uso、Eno分别为放大器总分别为放大器总输出信号和输出噪声输出信号和输出噪声 无噪声无噪声放大器放大器第四张，PPT共二十五页，创作于2022年6月n n输出电压和输出噪声输出电压和输出噪声输出电压和输出噪声

6、输出电压和输出噪声:At称系统的增益称系统的增益 带入电压表达式得带入电压表达式得 第五张，PPT共二十五页，创作于2022年6月n n等效输入噪声电压为等效输入噪声电压为等效输入噪声电压为等效输入噪声电压为:En,In 可直接测量得到可直接测量得到则可得等效噪声源表达式：则可得等效噪声源表达式：则可得等效噪声源表达式：则可得等效噪声源表达式：第六张，PPT共二十五页，创作于2022年6月n nE Et t是源电阻的热噪声是源电阻的热噪声是源电阻的热噪声是源电阻的热噪声 C为相关系数为相关系数 如果考虑如果考虑如果考虑如果考虑E En n和和和和I In n相关性，引入相关项，等效输入噪声为：

7、相关性，引入相关项，等效输入噪声为：相关性，引入相关项，等效输入噪声为：相关性，引入相关项，等效输入噪声为：第七张，PPT共二十五页，创作于2022年6月3、En和和I In n的测量所以当所以当所以当所以当R Rs s足够大时，足够大时，足够大时，足够大时，E Enini2 2中主要是中主要是中主要是中主要是I In n2 2R Rs s2 2起作用。可得到起作用。可得到起作用。可得到起作用。可得到E En n和和和和I In n的测量方法：的测量方法：的测量方法：的测量方法：放大器输入端短路，即放大器输入端短路，即放大器输入端短路，即放大器输入端短路，即R Rs s=0=0，测得放大器输出

8、端的噪，测得放大器输出端的噪，测得放大器输出端的噪，测得放大器输出端的噪声电压均方根值为声电压均方根值为声电压均方根值为声电压均方根值为A Au uEEn n，用，用，用，用A Au u除之，得除之，得除之，得除之，得E En n。A Au u为放大为放大为放大为放大器电压增益。器电压增益。器电压增益。器电压增益。取一个很大的电阻作为源电阻取一个很大的电阻作为源电阻取一个很大的电阻作为源电阻取一个很大的电阻作为源电阻R Rs s，测得放大器输出端的，测得放大器输出端的，测得放大器输出端的，测得放大器输出端的噪声电压均方根值为噪声电压均方根值为噪声电压均方根值为噪声电压均方根值为A Au uI

9、In nR Rs s，用，用，用，用A Au uRRs s除之，得除之，得除之，得除之，得I In n。第八张，PPT共二十五页，创作于2022年6月4、噪声系数描述放大器的噪声性能噪声系数是描述放大器或其它电路的噪声性能，噪声系数噪声系数是描述放大器或其它电路的噪声性能，噪声系数噪声系数是描述放大器或其它电路的噪声性能，噪声系数噪声系数是描述放大器或其它电路的噪声性能，噪声系数F F的定义为的定义为的定义为的定义为放大器总输出噪声功率与源电阻在放大器输出放大器总输出噪声功率与源电阻在放大器输出放大器总输出噪声功率与源电阻在放大器输出放大器总输出噪声功率与源电阻在放大器输出端的噪声功率之比端的

10、噪声功率之比端的噪声功率之比端的噪声功率之比。可表示为：。可表示为：。可表示为：。可表示为：A Ap p为放大器的功率增益；为放大器的功率增益；为放大器的功率增益；为放大器的功率增益；P Pnini为放大器的输入噪声功率，为放大器的输入噪声功率，为放大器的输入噪声功率，为放大器的输入噪声功率，即源电阻产生的噪声功率；即源电阻产生的噪声功率；即源电阻产生的噪声功率；即源电阻产生的噪声功率；A Ap pPPnini表示了源电阻在放大表示了源电阻在放大表示了源电阻在放大表示了源电阻在放大器输出端产生的噪声功率；器输出端产生的噪声功率；器输出端产生的噪声功率；器输出端产生的噪声功率；P Pnono为放

11、大器输出端总的噪为放大器输出端总的噪为放大器输出端总的噪为放大器输出端总的噪声功率。声功率。声功率。声功率。第九张，PPT共二十五页，创作于2022年6月噪声系数是对放大器引起信噪比恶化程度的量度，一个好噪声系数是对放大器引起信噪比恶化程度的量度，一个好噪声系数是对放大器引起信噪比恶化程度的量度，一个好噪声系数是对放大器引起信噪比恶化程度的量度，一个好的放大器应该是在源热噪声的基础上增加尽可能少的噪声，的放大器应该是在源热噪声的基础上增加尽可能少的噪声，的放大器应该是在源热噪声的基础上增加尽可能少的噪声，的放大器应该是在源热噪声的基础上增加尽可能少的噪声，使噪声系数使噪声系数使噪声系数使噪声系

12、数F F接近于接近于接近于接近于1 1。或者说使放大器的输出信噪比接近。或者说使放大器的输出信噪比接近。或者说使放大器的输出信噪比接近。或者说使放大器的输出信噪比接近于输入信噪比。于输入信噪比。于输入信噪比。于输入信噪比。对式对式对式对式分子分母同除以分子分母同除以分子分母同除以分子分母同除以A Ap p，并应用式，并应用式，并应用式，并应用式和和引入引入引入引入A Ap p（输出信号功率（输出信号功率（输出信号功率（输出信号功率P Psoso与输入信号与输入信号与输入信号与输入信号P Psi si之比）表示式，之比）表示式，之比）表示式，之比）表示式，噪声系数可表示为：噪声系数可表示为：噪声

13、系数可表示为：噪声系数可表示为：第十张，PPT共二十五页，创作于2022年6月可得：可得：可得：可得：式中式中式中式中f f为放大系统的噪声等效带宽为放大系统的噪声等效带宽为放大系统的噪声等效带宽为放大系统的噪声等效带宽噪声系数是功率比，可用分贝表示：噪声系数是功率比，可用分贝表示：噪声系数是功率比，可用分贝表示：噪声系数是功率比，可用分贝表示：注：注：注：注：噪声系数主要是用于比较放大器的噪声系数主要是用于比较放大器的噪声系数主要是用于比较放大器的噪声系数主要是用于比较放大器的噪声性能噪声性能噪声性能噪声性能，不一定是，不一定是，不一定是，不一定是放大器噪声特性的最佳合适标志。因为同一放大器

14、，在源电放大器噪声特性的最佳合适标志。因为同一放大器，在源电放大器噪声特性的最佳合适标志。因为同一放大器，在源电放大器噪声特性的最佳合适标志。因为同一放大器，在源电阻增大，热噪声随之增加，使得噪声系数减小。但放大器本阻增大，热噪声随之增加，使得噪声系数减小。但放大器本阻增大，热噪声随之增加，使得噪声系数减小。但放大器本阻增大，热噪声随之增加，使得噪声系数减小。但放大器本身噪声性能并没改变。这种噪声系数的变小，对放大器本身身噪声性能并没改变。这种噪声系数的变小，对放大器本身身噪声性能并没改变。这种噪声系数的变小，对放大器本身身噪声性能并没改变。这种噪声系数的变小，对放大器本身设计没有意义。只有在

15、源电阻相同的情况下，减小噪声系数设计没有意义。只有在源电阻相同的情况下，减小噪声系数设计没有意义。只有在源电阻相同的情况下，减小噪声系数设计没有意义。只有在源电阻相同的情况下，减小噪声系数才有意义。才有意义。才有意义。才有意义。第十一张，PPT共二十五页，创作于2022年6月5、噪声匹配式式式式表明噪声系数与源电阻表明噪声系数与源电阻表明噪声系数与源电阻表明噪声系数与源电阻R Rs s有关。在其中某个有关。在其中某个有关。在其中某个有关。在其中某个R Rs s值时，值时，值时，值时，噪声系数噪声系数噪声系数噪声系数存在一个最小值存在一个最小值存在一个最小值存在一个最小值，此时放大器在源热噪声基

16、础上噪声增加最小，此时放大器在源热噪声基础上噪声增加最小，此时放大器在源热噪声基础上噪声增加最小，此时放大器在源热噪声基础上噪声增加最小，这个源电阻称做这个源电阻称做这个源电阻称做这个源电阻称做最佳源电阻最佳源电阻最佳源电阻最佳源电阻R R0 0。可得：可得：可得：可得：上式被称为上式被称为上式被称为上式被称为噪声匹配噪声匹配噪声匹配噪声匹配条件，此时得噪声系数最小值为：条件，此时得噪声系数最小值为：条件，此时得噪声系数最小值为：条件，此时得噪声系数最小值为：第十二张，PPT共二十五页，创作于2022年6月4.5.2 前置放大器的低噪声设计在实际多级放大器中，总的噪声系数主要是由第一级噪在实际

17、多级放大器中，总的噪声系数主要是由第一级噪在实际多级放大器中，总的噪声系数主要是由第一级噪在实际多级放大器中，总的噪声系数主要是由第一级噪声系数声系数声系数声系数F F1 1决定。因此在级联放大器设计中，尽量决定。因此在级联放大器设计中，尽量决定。因此在级联放大器设计中，尽量决定。因此在级联放大器设计中，尽量提高提高提高提高第一第一第一第一级的功率增益或电压增益，尽量级的功率增益或电压增益，尽量级的功率增益或电压增益，尽量级的功率增益或电压增益，尽量压低压低压低压低第一级放大器的噪声。第一级放大器的噪声。第一级放大器的噪声。第一级放大器的噪声。低噪声前置放大器的设计要求及步骤：低噪声前置放大器

18、的设计要求及步骤：低噪声前置放大器的设计要求及步骤：低噪声前置放大器的设计要求及步骤：1 1、首先满足放大器间的噪声指标，考虑器件选取和低噪声、首先满足放大器间的噪声指标，考虑器件选取和低噪声、首先满足放大器间的噪声指标，考虑器件选取和低噪声、首先满足放大器间的噪声指标，考虑器件选取和低噪声工作点的确立。注意满足信号源阻抗与放大器间的噪声匹配。工作点的确立。注意满足信号源阻抗与放大器间的噪声匹配。工作点的确立。注意满足信号源阻抗与放大器间的噪声匹配。工作点的确立。注意满足信号源阻抗与放大器间的噪声匹配。2 2、考虑电路组态、级联方式及负反馈等以满足对放大器增、考虑电路组态、级联方式及负反馈等以

19、满足对放大器增、考虑电路组态、级联方式及负反馈等以满足对放大器增、考虑电路组态、级联方式及负反馈等以满足对放大器增益、频率响应、输入输出阻抗等方面的要求。益、频率响应、输入输出阻抗等方面的要求。益、频率响应、输入输出阻抗等方面的要求。益、频率响应、输入输出阻抗等方面的要求。3 3、为获得良好的噪声性能，通常还要采取避免外来、为获得良好的噪声性能，通常还要采取避免外来、为获得良好的噪声性能，通常还要采取避免外来、为获得良好的噪声性能，通常还要采取避免外来干扰的多种措施。干扰的多种措施。干扰的多种措施。干扰的多种措施。第十三张，PPT共二十五页，创作于2022年6月1.噪声匹配的方法噪声匹配的方法

20、要使前置放大器获得最佳噪声性能，必须满足要使前置放大器获得最佳噪声性能，必须满足要使前置放大器获得最佳噪声性能，必须满足要使前置放大器获得最佳噪声性能，必须满足噪声噪声噪声噪声匹配条件匹配条件匹配条件匹配条件，即，即，即，即要求信号源阻抗等于最佳源阻抗要求信号源阻抗等于最佳源阻抗要求信号源阻抗等于最佳源阻抗要求信号源阻抗等于最佳源阻抗。此。此。此。此时放大器的噪声系数最小。实现噪声匹配从几个方时放大器的噪声系数最小。实现噪声匹配从几个方时放大器的噪声系数最小。实现噪声匹配从几个方时放大器的噪声系数最小。实现噪声匹配从几个方面考虑：面考虑：面考虑：面考虑：有源器件的选取有源器件的选取有源器件的选

21、取有源器件的选取 信号源电阻较小信号源电阻较小信号源电阻较小信号源电阻较小（热电偶、光电池）一般选用晶体管（热电偶、光电池）一般选用晶体管（热电偶、光电池）一般选用晶体管（热电偶、光电池）一般选用晶体管构成低噪声前置放大器。因晶体管电流噪声构成低噪声前置放大器。因晶体管电流噪声构成低噪声前置放大器。因晶体管电流噪声构成低噪声前置放大器。因晶体管电流噪声I In n较大，具有较大，具有较大，具有较大，具有较小的最佳源电阻（较小的最佳源电阻（较小的最佳源电阻（较小的最佳源电阻（1001001M1M）。）。）。）。源电阻较大时源电阻较大时源电阻较大时源电阻较大时（热敏电阻），多采用场效应管，因它（热

22、敏电阻），多采用场效应管，因它（热敏电阻），多采用场效应管，因它（热敏电阻），多采用场效应管，因它有较小的电流噪声有较小的电流噪声有较小的电流噪声有较小的电流噪声I In n和较大的最佳源电阻（和较大的最佳源电阻（和较大的最佳源电阻（和较大的最佳源电阻（1k1k10M10M）。）。）。）。运算放大器有和晶体管大致相同的最佳源电阻值，而运算放大器有和晶体管大致相同的最佳源电阻值，而运算放大器有和晶体管大致相同的最佳源电阻值，而运算放大器有和晶体管大致相同的最佳源电阻值，而MOSMOS场效应管的最佳源电阻可达场效应管的最佳源电阻可达场效应管的最佳源电阻可达场效应管的最佳源电阻可达1M10G1M10

23、G。第十四张，PPT共二十五页，创作于2022年6月 有源器件的最佳源电阻有源器件的最佳源电阻有源器件的最佳源电阻有源器件的最佳源电阻R Rs s是频率的函数是频率的函数是频率的函数是频率的函数。随频率的。随频率的。随频率的。随频率的升高，场效应管升高，场效应管升高，场效应管升高，场效应管R R0 0迅速减小，因此结型场效应管在高频迅速减小，因此结型场效应管在高频迅速减小，因此结型场效应管在高频迅速减小，因此结型场效应管在高频（几十兆（几十兆（几十兆（几十兆HzHz）时也仅适于源电阻较小情况。）时也仅适于源电阻较小情况。）时也仅适于源电阻较小情况。）时也仅适于源电阻较小情况。PNPPNP晶体晶

24、体晶体晶体管适于管适于管适于管适于R Rs s小；小；小；小；NPNNPN晶体管适于晶体管适于晶体管适于晶体管适于R Rs s大的情况。大的情况。大的情况。大的情况。第十五张，PPT共二十五页，创作于2022年6月 采用输入变压器实现噪声匹配采用输入变压器实现噪声匹配采用输入变压器实现噪声匹配采用输入变压器实现噪声匹配 这种方法用于解决信号源电阻这种方法用于解决信号源电阻这种方法用于解决信号源电阻这种方法用于解决信号源电阻R Rs s小于最佳源电阻小于最佳源电阻小于最佳源电阻小于最佳源电阻R R0 0时的时的时的时的噪声匹配问题，如采用热电偶检测器件时就是这样。噪声匹配问题，如采用热电偶检测器

25、件时就是这样。噪声匹配问题，如采用热电偶检测器件时就是这样。噪声匹配问题，如采用热电偶检测器件时就是这样。根据变压器的变化关系，对于根据变压器的变化关系，对于理想变压器，次级上的信噪比理想变压器，次级上的信噪比没有变化。而等效源电阻增为没有变化。而等效源电阻增为n2Rs，适当选择，适当选择 n，可实现噪，可实现噪声匹配声匹配,n2Rs=R0。第十六张，PPT共二十五页，创作于2022年6月 利用并联放大器的方法实现噪声匹配利用并联放大器的方法实现噪声匹配 用用用用N N个全同的放大器并联连接。当各放大器的输入阻抗满个全同的放大器并联连接。当各放大器的输入阻抗满个全同的放大器并联连接。当各放大器

26、的输入阻抗满个全同的放大器并联连接。当各放大器的输入阻抗满足：足：足：足：则有：则有：则有：则有：R R0 0为单个放大器的最佳源电阻为单个放大器的最佳源电阻为单个放大器的最佳源电阻为单个放大器的最佳源电阻这种方法主要适用于放大器的最佳源电阻较大时。这种方法主要适用于放大器的最佳源电阻较大时。这种方法主要适用于放大器的最佳源电阻较大时。这种方法主要适用于放大器的最佳源电阻较大时。第十七张，PPT共二十五页，创作于2022年6月 无源器件的选取无源器件的选取无源器件的选取无源器件的选取 无源器件包括无源器件包括无源器件包括无源器件包括电阻、电容、耦合变压器等电阻、电容、耦合变压器等电阻、电容、耦

27、合变压器等电阻、电容、耦合变压器等。低噪声电路中，一般都选用金属膜电阻器和绕线电低噪声电路中，一般都选用金属膜电阻器和绕线电低噪声电路中，一般都选用金属膜电阻器和绕线电低噪声电路中，一般都选用金属膜电阻器和绕线电阻器，因碳质与碳膜电阻的噪声指数较大（一般为十几阻器，因碳质与碳膜电阻的噪声指数较大（一般为十几阻器，因碳质与碳膜电阻的噪声指数较大（一般为十几阻器，因碳质与碳膜电阻的噪声指数较大（一般为十几到几十微伏到几十微伏到几十微伏到几十微伏/伏以上）；而金属膜电阻器可做到小于伏以上）；而金属膜电阻器可做到小于伏以上）；而金属膜电阻器可做到小于伏以上）；而金属膜电阻器可做到小于0.20.20.2

28、0.2 1uV/V1uV/V1uV/V1uV/V左右。左右。左右。左右。电容器的选择：主要用损耗角小的云母电容和瓷介电容来电容器的选择：主要用损耗角小的云母电容和瓷介电容来电容器的选择：主要用损耗角小的云母电容和瓷介电容来电容器的选择：主要用损耗角小的云母电容和瓷介电容来降低噪声。在大容量电容中，则选用漏电流很小的钽电解电容。降低噪声。在大容量电容中，则选用漏电流很小的钽电解电容。降低噪声。在大容量电容中，则选用漏电流很小的钽电解电容。降低噪声。在大容量电容中，则选用漏电流很小的钽电解电容。耦合变压器的构成主要考虑在外加磁场作用下，由耦合变压器的构成主要考虑在外加磁场作用下，由耦合变压器的构成

29、主要考虑在外加磁场作用下，由耦合变压器的构成主要考虑在外加磁场作用下，由于磁化不连续性而表现出的磁起伏噪声和外界干扰引入于磁化不连续性而表现出的磁起伏噪声和外界干扰引入于磁化不连续性而表现出的磁起伏噪声和外界干扰引入于磁化不连续性而表现出的磁起伏噪声和外界干扰引入的噪声，因此要有好的磁屏蔽和静电屏蔽。的噪声，因此要有好的磁屏蔽和静电屏蔽。的噪声，因此要有好的磁屏蔽和静电屏蔽。的噪声，因此要有好的磁屏蔽和静电屏蔽。第十八张，PPT共二十五页，创作于2022年6月2.低噪声放大器的屏蔽与接地低噪声放大器的屏蔽与接地由于地回路电流的存在，在两接地点间存在电位差，形由于地回路电流的存在，在两接地点间存

30、在电位差，形由于地回路电流的存在，在两接地点间存在电位差，形由于地回路电流的存在，在两接地点间存在电位差，形成干扰源，称为成干扰源，称为成干扰源，称为成干扰源，称为差模源差模源差模源差模源。解决方法是改多点接地为单点。解决方法是改多点接地为单点。解决方法是改多点接地为单点。解决方法是改多点接地为单点接地。此种技术称为接地。此种技术称为接地。此种技术称为接地。此种技术称为浮地技术浮地技术浮地技术浮地技术。浮地端再用。浮地端再用。浮地端再用。浮地端再用110k110k的电的电的电的电阻或一个小电容接地，加强对空间电磁场的屏蔽效果。阻或一个小电容接地，加强对空间电磁场的屏蔽效果。阻或一个小电容接地，

31、加强对空间电磁场的屏蔽效果。阻或一个小电容接地，加强对空间电磁场的屏蔽效果。探测器前放探测器前放接地干扰的形成与抑制接地干扰的形成与抑制接地干扰的形成与抑制接地干扰的形成与抑制第十九张，PPT共二十五页，创作于2022年6月为了更好地消除地干扰和空间电磁场干扰，还经常采为了更好地消除地干扰和空间电磁场干扰，还经常采用双屏蔽技术，其中，内屏蔽采用浮空方式以消除地用双屏蔽技术，其中，内屏蔽采用浮空方式以消除地干扰，外层屏蔽采用多点接地以消除电磁场干扰。干扰，外层屏蔽采用多点接地以消除电磁场干扰。探探测测器器R1R2内层屏蔽内层屏蔽外层屏蔽外层屏蔽外屏蔽壳外屏蔽壳内屏蔽壳内屏蔽壳抑制地环流的双屏蔽结

32、构抑制地环流的双屏蔽结构抑制地环流的双屏蔽结构抑制地环流的双屏蔽结构第二十张，PPT共二十五页，创作于2022年6月3.3.低噪声电路对电源电路的要求低噪声电路对电源电路的要求低噪声电路对电源电路的要求低噪声电路对电源电路的要求对电源电路要求具有对电源电路要求具有对电源电路要求具有对电源电路要求具有高的稳定度和良好的共模干扰高的稳定度和良好的共模干扰高的稳定度和良好的共模干扰高的稳定度和良好的共模干扰电压抑制能力电压抑制能力电压抑制能力电压抑制能力。克服变压器共模干扰电压的办法是在初次级间采用良好克服变压器共模干扰电压的办法是在初次级间采用良好克服变压器共模干扰电压的办法是在初次级间采用良好克

33、服变压器共模干扰电压的办法是在初次级间采用良好的静电屏蔽和单端接地，以避免共模干扰电压形成循环通路。的静电屏蔽和单端接地，以避免共模干扰电压形成循环通路。的静电屏蔽和单端接地，以避免共模干扰电压形成循环通路。的静电屏蔽和单端接地，以避免共模干扰电压形成循环通路。一般稳压电源的稳定度为一般稳压电源的稳定度为10-210-4，而低噪声系统要，而低噪声系统要求电源稳定度为求电源稳定度为10-510-6。因此应采取相应措施提高稳。因此应采取相应措施提高稳定电源的稳定度。定电源的稳定度。第二十一张，PPT共二十五页，创作于2022年6月4.5.3 检测器件和放大电路的连接以光电二极管为例，介绍三种与以光

34、电二极管为例，介绍三种与以光电二极管为例，介绍三种与以光电二极管为例，介绍三种与ICIC放大器的典型连接放大器的典型连接放大器的典型连接放大器的典型连接方法：方法：方法：方法：电流放大型电流放大型电流放大型电流放大型光电二极管处于短路工作状态，输出近似理想的短路电光电二极管处于短路工作状态，输出近似理想的短路电光电二极管处于短路工作状态，输出近似理想的短路电光电二极管处于短路工作状态，输出近似理想的短路电流，运算放大器处于电流放大状态，要求输入阻抗非常流，运算放大器处于电流放大状态，要求输入阻抗非常流，运算放大器处于电流放大状态，要求输入阻抗非常流，运算放大器处于电流放大状态，要求输入阻抗非常

35、Z Zi i小小小小输出电压：输出电压：优点：输入阻抗低，响应速度高，噪声低，信噪比高。适优点：输入阻抗低，响应速度高，噪声低，信噪比高。适优点：输入阻抗低，响应速度高，噪声低，信噪比高。适优点：输入阻抗低，响应速度高，噪声低，信噪比高。适用微弱信号检测。用微弱信号检测。用微弱信号检测。用微弱信号检测。式中式中：A为放大器开环放大倍为放大器开环放大倍数，数，Rf为反馈电阻为反馈电阻第二十二张，PPT共二十五页，创作于2022年6月 电压放大型电压放大型电压放大型电压放大型光电二极管与负载电阻并联接于光电二极管与负载电阻并联接于光电二极管与负载电阻并联接于光电二极管与负载电阻并联接于ICIC放大

36、器正端，放大器正端，放大器正端，放大器正端，R RL L取取取取1M1M，光电二极管处于开路工作状态，输出近似理想的开路电压。光电二极管处于开路工作状态，输出近似理想的开路电压。光电二极管处于开路工作状态，输出近似理想的开路电压。光电二极管处于开路工作状态，输出近似理想的开路电压。优点：运放漏电流远小于光电流，优点：运放漏电流远小于光电流，优点：运放漏电流远小于光电流，优点：运放漏电流远小于光电流，具有高输入阻抗。应用于光电开关，具有高输入阻抗。应用于光电开关，具有高输入阻抗。应用于光电开关，具有高输入阻抗。应用于光电开关，温度和频率特性不理想。温度和频率特性不理想。温度和频率特性不理想。温度

37、和频率特性不理想。式中：式中：为该电路的电压为该电路的电压放大倍数放大倍数第二十三张，PPT共二十五页，创作于2022年6月 阻抗变换型阻抗变换型光电二极管具有恒流源特性，内阻大，不宜与负载直接光电二极管具有恒流源特性，内阻大，不宜与负载直接光电二极管具有恒流源特性，内阻大，不宜与负载直接光电二极管具有恒流源特性，内阻大，不宜与负载直接连接。采用阻抗变换器（如场效应管为前级的连接。采用阻抗变换器（如场效应管为前级的连接。采用阻抗变换器（如场效应管为前级的连接。采用阻抗变换器（如场效应管为前级的ICIC运放）将运放）将运放）将运放）将高阻抗电流源变换成低阻抗电压源，可实现信号幅度的最高阻抗电流源

38、变换成低阻抗电压源，可实现信号幅度的最高阻抗电流源变换成低阻抗电压源，可实现信号幅度的最高阻抗电流源变换成低阻抗电压源，可实现信号幅度的最大输出。大输出。大输出。大输出。特点：采用阻抗变换器输出功率提高特点：采用阻抗变换器输出功率提高特点：采用阻抗变换器输出功率提高特点：采用阻抗变换器输出功率提高(R(Rf f/R/RL L)2 2倍。时间特性较差倍。时间特性较差倍。时间特性较差倍。时间特性较差，适用于缓变光信号检测中，可得到很高的功率放大倍数。，适用于缓变光信号检测中，可得到很高的功率放大倍数。，适用于缓变光信号检测中，可得到很高的功率放大倍数。，适用于缓变光信号检测中，可得到很高的功率放大倍数。采用场效应管前级的运放偏置电流很小，适用于光功率很采用场效应管前级的运放偏置电流很小，适用于光功率很采用场效应管前级的运放偏置电流很小，适用于光功率很采用场效应管前级的运放偏置电流很小，适用于光功率很小的场合。小的场合。小的场合。小的场合。电路的输出电压为：电路的输出电压为：负载功率：负载功率：第二十四张，PPT共二十五页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第二十五张，PPT共二十五页，创作于2022年6月10/19/2022