CN108923754A - 一种光电探测器信号放大装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光电探测器信号放大装置，该装置包括光电转换单元、信号放大单元、信号输出单元；入射光进入光电转换单元后被光电转换单元中的Pin型光电探测器转成电信号，光电转换单元中光电探测器正极（PD+）输出的电信号输入到信号放大单元中LM358放大器的反向输入端（In‑），光电探测器的负极（PD‑）接地；经放大器放大后的电信号输入到信号输出单元中，通过信号输出单元的低通滤波电路滤波后输出，从而实现了对微弱信号的放大和探测；该放大装置是一种高增益、低噪声、抗干扰能力强的放大电路模块，通过电阻、电容的与放大芯片的组合设计使得该模块具有高增益、低噪声、信号稳定等特性。
Description
技术领域
本发明涉及到光电探测领域，更具体地说涉及到一种光电探测器信号放大装置。
背景技术
近年来随着技术的进步，光纤通信技术和光纤传感技术的飞速发展以及电信市场的逐步开放，光纤通信和光纤传感技术的应用又一次呈现出蓬勃发展的新局面。光纤通信和光纤传感系统中的重要部件之一就是光接收模块，光接收模块中包含光电探测模块。光电探测模块作为光纤通信系统和光纤传感系统的重要组成部分，相关的设计也显得尤为重要。光电探测模块主要由光电探测器和信号放大电路组成。光电探测模块的放大增益、信噪比、噪声、功耗、体积等参数又对光纤通信和光纤传感系统的影响非常大。为适应现代光纤通信和光纤传感系统在光信号探测方面更进一步高效益、低噪声的要求，同时实现设备小体积、低功耗、使用灵活的需要，就需要对光电探测的信号放大模块进行进一步的创新设计。
发明内容
为了解决现有的光电探测器放大电路存在的不足，本发明提供了一种光电探测器信号放大装置。该放大装置是一种高增益、低噪声、抗干扰能力强的放大电路模块，通过电阻、电容的与放大芯片的组合设计使得该模块具有高增益、低噪声、稳定功能，从而实现了对微弱信号的放大和探测。
本发明的一种光电探测器信号放大装置包括光电转换单元、信号放大单元、信号输出单元；光电转换单元的输入端接被检测光信号，光电转换单元的输出端接信号放大单元的输入端，信号放大单元的输出端接信号输出单元的输入端。
所述的光电转换单元由Pin型光电二极管实现，将光信号转换成电信号。
所述的信号放大单元由LM358放大芯片和电阻电容组合设计实现，将光电探测器输入的电信号放大输出；c1=0.01uf，C2=220pf，C4= 0.1uf；R1=1kΩ，R2=10kΩ。
所述的信号输出单元由RC滤波电路实现，对输出信号进行低通滤波，滤除高频干扰信号；R3=20Ω，C3=20pf。
工作原理：入射光进入光电转换单元后被光电转换单元中的Pin型光电探测器转成电信号，光电转换单元中光电探测器正极（PD+）输出的电信号输入到信号放大单元中LM358放大器的反向输入端（In-），光电探测器的负极（PD-）接地；经放大器放大后的电信号输入到信号输出单元中，通过信号输出单元的低通滤波电路滤波后输出，从而实现了对微弱信号的放大和探测。
本发明的有益效果：通过LM358放大芯片与电阻、电容的组合设计，实现了对微弱信号的高增益、低噪声放大；前置放大电路采用了跨阻连接方式，跨接了一个反馈电阻，增加电路的稳定性，并连反馈电容抑制平滑噪声干扰；不但可减小切换稳定时间加快衰减，而且保证了放大倍数达到了测量准确度的要求；通过RC低通滤波电路实现对信号的低通滤波，滤除高频干扰信号。
附图说明
图1为一种光电探测器信号放大装置电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种光电探测器信号放大装置包括光电转换单元、信号放大单元、信号输出单元；光电转换单元的输入端接被检测光信号，光电转换单元的输出端接信号放大单元的输入端，信号放大单元的输出端接信号输出单元的输入端；所述的光电转换单元由Pin型光电二极管实现，将光信号转换成电信号；所述的信号放大单元由LM358放大芯片和电阻电容组合设计实现，将光电探测器输入的电信号放大输出；c1=0.01uf，C2=220pf，C4= 0.1uf；R1=1kΩ，R2=10kΩ；所述的信号输出单元由RC滤波电路实现，对输出信号进行低通滤波，滤除高频干扰信号；R3=20Ω，C3=20pf。
入射光进入光电转换单元后被光电转换单元中的Pin型光电探测器转成电信号，光电转换单元中光电探测器正极（PD+）输出的电信号输入到信号放大单元中LM358放大器的反向输入端（In-），光电探测器的负极（PD-）接地；经放大器放大后的电信号输入到信号输出单元中，通过信号输出单元的低通滤波电路滤波后输出，从而实现了对微弱信号的放大和探测；信号放大单元由电阻R1、R2，电容C1、C2、C4和放大芯片LM358组成；电阻R2、电容C2与LM358并联，一端与LM358的输出端连接，另一端与LM358的反向输入端连接，构成反馈回路；电容C2作为反馈回路的一部分起到稳定运放、减少噪声、增大带宽和运放超前补偿的作用；电阻R1和LM358的正极相连接，电阻R1和R2构成一个增益环节，其中增益系数A=1+R2/R1；电容C1和电阻R1相并联,电容C1起抑制干扰、储能及滤波作用，同时消除运放输入寄生电容，起到一定的稳定作用。电容C4一端与LM358的电源输入端连接，另一端接地，起到稳定电源电压和滤波的作用，使得输入的电压更加的稳定；信号输出单元由电阻R和电容C组成一个滤波电路，实现对输出信号进行低通滤波；电容C3作为负载电容，起到减少电路中的噪声和滤波的作用。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种光电探测器信号放大装置，其特征在于一种光电探测器信号放大装置包括光电转换单元、信号放大单元、信号输出单元；光电转换单元的输入端接被检测光信号，光电转换单元的输出端接信号放大单元的输入端，信号放大单元的输出端接信号输出单元的输入端；当入射光进入光电转换单元后被光电转换单元中的Pin型光电探测器转成电信号，光电转换单元中光电探测器正极（PD+）输出的电信号输入到信号放大单元中LM358放大器的反向输入端（In-），光电探测器的负极（PD-）接地；经放大器放大后的电信号输入到信号输出单元中，通过信号输出单元的低通滤波电路滤波后输出，从而实现了对微弱信号的放大和探测。
2.根据权利要求1所述的一种光电探测器信号放大装置，其特征在于所述的信号放大单元由电阻R1、R2，电容C1、C2、C4和放大芯片LM358组成；电阻R2、电容C2与LM358并联，一端与LM358的输出端连接，另一端与LM358的反向输入端连接，构成反馈回路；电容C2作为反馈回路的一部分起到稳定运放、减少噪声、增大带宽和运放超前补偿的作用；电阻R1和LM358的正极相连接，电阻R1和R2构成一个增益环节，其中增益系数A=1+R2/R1；电容C1和电阻R1相并联,电容C1起抑制干扰、储能及滤波作用，同时消除运放输入寄生电容，起到一定的稳定作用；电容C4一端与LM358的电源输入端连接，另一端接地，起到稳定电源电压和滤波的作用，使得输入的电压更加的稳定。
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