CN204027698U - 一种具有两级放大功能的光电探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及探测装置技术领域，尤其是一种具有两级放大功能的光电探测器。它包括光电管电路和信号放大电路，信号放大电路包括运算放大器、跨阻放大器和宽带放大器；运算放大器的同相端通过依次串联的二级滤波电阻和分流电感连接光电管电路的输出端，运算放大器的同相端还通过二级滤波电容接地，分流电感还通过并联设置的一级滤波电容和一级滤波电阻接地；跨阻放大器的输出端分别通过串联设置的第一电容和第一电阻与宽带放大器的对应端连接，跨阻放大器的输入端通过耦合电容与光电管电路的输出端连接。本实用新型利用跨阻放大器和带宽放大器实现了整个探测器的交流信号的两级放大，同时，利用运算放大器其周边电路良好的过滤了直流部分中的交流。
Description
技术领域
本实用新型涉及探测装置技术领域，尤其是一种具有两级放大功能的光电探测器。
背景技术
周知，平衡零拍探测技术是一种具有高敏感度，其对入射光振幅、相位均较为敏感的探测技术，被广泛应用于量子噪声测量、光谱测量、外差探测、太赫兹探测等领域。
现有的光电探测器对于信号的探测宽度相对较窄，而且无法对经过调制的微瓦级弱光进行探测；另外，现有的光电探测器的噪音大、抗干扰能力弱、稳定性和可靠性差；以上因素严重限制了光电探测器在实际中的应用。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单，可在增加信号放大倍数的同时也可扩宽探测信号宽度的具有两级放大功能的光电探测器。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种具有两级放大功能的光电探测器，它包括光电管电路，所述光电管电路的输出端连接有信号放大电路，所述信号放大电路包括运算放大器、跨阻放大器和宽带放大器；
所述运算放大器的同相端通过依次串联的二级滤波电阻和分流电感连接光电管电路的输出端，所述运算放大器的同相端还通过二级滤波电容接地，所述分流电感还通过并联设置的一级滤波电容和一级滤波电阻接地；
所述跨阻放大器的输出端分别通过串联设置的第一电容和第一电阻与宽带放大器的对应端连接，所述跨阻放大器的输入端通过耦合电容与光电管电路的输出端连接。
优选地，所述光电管电路包括至少两个PIN型光电二极管。
优选地，所述运算放大器为OP27型放大器，所述跨阻放大器为SA5211型放大器，所述宽带放大器为LMH6702型放大器。
由于采用了上述方案，本实用新型利用跨阻放大器和带宽放大器实现了整个探测器的交流信号的两级放大，同时，利用运算放大器其周边电路良好的过滤了直流部分中的交流；经过测试，可使实现对经过调制的微瓦级弱光进行探测；其结构简单、稳定性及可靠性高，在增加探测器放大倍数的同时，也利于扩宽探测信号的带宽，具有很强的实用性。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1所示，本实施例的具有两级放大功能的光电探测器，它包括光电管电路，光电管电路的输出端连接有信号放大电路。其中，光电管电路由至少两个PIN型光电二极管PD1和PD2以及附加的电感、电容等元件组成，以通过15V的外部电源通电，向信号放大电路输出电流信号；而信号放大电路则包括OP27型运算放大器U3、SA5211型跨阻放大器U1和LMH6702型宽带放大器U2，运算放大器U3的同相端通过依次串联的二级滤波电阻R7和分流电感L2连接光电管电路的输出端，运算放大器U3的同相端还通过二级滤波电容C13接地，分流电感L2还通过并联设置的一级滤波电容C14和一级滤波电阻R9接地；跨阻放大器U1的输出端分别通过串联设置的第一电容C1和第一电阻R1与宽带放大器U2的对应端连接，跨阻放大器U1的输入端通过耦合电容C5与光电管电路的输出端连接。
如此，由光电管电路输出的光电流会被分流电感L2分为交流和直流两部分，其中，直流部分用于监视入射光功率并提供参考，交流部分则将所需要的待测信号或光学噪声放大并输出，而分流电感L2的大小则决定了直流部分的低频响应特性。
为了过滤交流信号，一级滤波电容C14与分流电感L2组成了LC型一级低通滤波器，而二级滤波电阻R7和二级滤波电容C13则构成了RC型的二级低通滤波器，以进一步过滤信号，根据基尔霍夫定律，相减后的电流方向不定，输入直流放大器的电流可能正也可能为负，因此本实施例优选采用双电源供电的OP27型运算放大器U3，以利用其组成比例运算放大电路实现直流功能。
对于交流部分即信号光电流或光学噪声电流，则经耦合电容C5后，由跨阻放大器U1实现一级放大并差分输出，之后，差分信号再经由超低失真的宽带放大器U2所组成的二级差分放大电路输出。
另外，为了保证本实施例的探测器能够稳定可靠的工作，降低探测器的噪声、提高探测器的抗干扰能力，在设计印刷电路板时可优选采用贴片方式，在元件布局时，按照信号流程布置元件，是信号保持一致的方向，尽可能缩短元件之间的引线和连线，从而减小相互间的电磁干扰。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种具有两级放大功能的光电探测器，它包括光电管电路，所述光电管电路的输出端连接有信号放大电路，其特征在于：所述信号放大电路包括运算放大器、跨阻放大器和宽带放大器；
所述运算放大器的同相端通过依次串联的二级滤波电阻和分流电感连接光电管电路的输出端，所述运算放大器的同相端还通过二级滤波电容接地，所述分流电感还通过并联设置的一级滤波电容和一级滤波电阻接地；
所述跨阻放大器的输出端分别通过串联设置的第一电容和第一电阻与宽带放大器的对应端连接，所述跨阻放大器的输入端通过耦合电容与光电管电路的输出端连接。
2.如权利要求1所述的一种具有两级放大功能的光电探测器，其特征在于：所述光电管电路包括至少两个PIN型光电二极管。
3.如权利要求1或2所述的一种具有两级放大功能的光电探测器，其特征在于：所述运算放大器为OP27型放大器，所述跨阻放大器为SA5211型放大器，所述宽带放大器为LMH6702型放大器。
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