CN208924200U - 一种倍数可调的pd放大电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种倍数可调的PD放大电路，包括光电二极管、第一运算放大器、开关选择单元以及运算放大电路，光电二极管一端接地；第一运算放大器的其中一个输入端连接光电二极管的另一端，另一个输入端的输入电压为零；开关选择单元的开关输入端通过第一电阻连接至第一运算放大器的所述其中一个输入端，第一开关选择连接端所述PD放大电路的第一输出端，第二开关选择连接端通过第二电阻连接至第一运算放大器的输出端，控制端用于与控制电路连接；运算放大电路的输入端连接所述运算放大器的输出端连接端所述PD放大电路的第二输出端。本实用新型通过运放与选择开关实现了最多四种放大倍数的PD放大电路，电路简单，成本低廉。

Description

一种倍数可调的PD放大电路

技术领域

本实用新型涉及放大电路领域，更具体地说，涉及一种倍数可调的PD放大电路。

背景技术

光电探测电路是光信号和电信号之间的桥梁，在诸多领域均有比较广泛的应用。在光通信领域中，光电探测电路是获取光信息的重要途径。光电探测电路将光信号转化成能被电路处理的电信号(电流)，再将电流转化成电压，通过电压的变化来获取光的信息(光强、温度等)。光电探测电路中光电二极管(PD)是很重要的组件，通过感受光信号的强弱转来输出相应的电流。通常PD放大电路放大倍数是固定的，这就导致当光信号过强或过弱时，经过PD放大电路处理后的输出信号太大出现饱和或太小无法检测，无法准确的反映所需的光信息。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中PD放大电路的放大倍数固定的技术缺陷，提供一种倍数可调的PD放大电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种一种倍数可调的PD放大电路，包括：

光电二极管，一端接地；

第一运算放大器，其中一个输入端连接光电二极管的另一端，另一个输入端的输入电压为零；

开关选择单元，开关输入端通过第一电阻连接至第一运算放大器的所述其中一个输入端，第一开关选择连接端所述PD放大电路的第一输出端，第二开关选择连接端通过第二电阻连接至第一运算放大器的输出端，控制端用于与控制电路连接，以接受控制电路的控制，选择将开关输入端与第一开关选择连接端连接还是与第二开关选择连接端连接；

运算放大电路，输入端连接第一运算放大器的输出端，输出端连接所述PD放大电路的第二输出端。

优选地，在本实用新型的倍数可调的PD放大电路中，所述运算放大电路的所述输入端与第一运算放大器的输出端之间还连接有阻抗匹配电阻。

优选地，在本实用新型的倍数可调的PD放大电路中，所述运算放大电路为基于第二运算放大器形成的同向放大电路。

优选地，在本实用新型的倍数可调的PD放大电路中，第二运算放大器的同相输入端作为运算放大电路的所述输入端，反相输入端通过第四电阻连接第二运算放大器的输出端，并通过第接地电阻接地。

优选地，在本实用新型的倍数可调的PD放大电路中，第一运算放大器的所述其中一个输入端为反相输入端，第一运算放大器的所述另一个输入端为同相输入端，同相输入端通过输入偏置电阻接地。

实施本实用新型的倍数可调的PD放大电路，具有以下有益效果：本实用新型通过运放与选择开关实现了最多四种放大倍数的PD放大电路，电路简单，成本低廉。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的倍数可调的PD放大电路一实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

参考图1，本实施例的倍数可调的PD放大电路包括：

光电二极管PD，阳极端接地；在本实用新型的另一实施例中，光电二极管PD也可以反接，如此仅仅是电流的流向反向。

第一运算放大器U1A，反相输入端连接光电二极管的阴极，同相输入端的输入电压通过输入偏置电阻R98接地，同相输入端电压为零，输入偏置电阻R9在本实施例中为100K欧姆。在本实用新型的另一实施例中，还可以将图中的第一运算放大器U1A的同相输入端和反相输入端的连接方式对调，此时输入偏置电阻R9可以去掉，反相输入端直接接地。

开关选择单元U14，开关输入端D通过第一电阻R1连接至第一运算放大器U1A的反相输入端，第一开关选择连接端S1作为PD放大电路的第一输出端PD_OUT1，第二开关选择连接端S2通过第二电阻R2连接至第一运算放大器U1A的输出端，控制端IN用于与控制电路(图中未示出)连接，以接受控制电路的控制，选择将开关输入端D与第一开关选择连接端S1连接还是与第二开关选择连接端S2连接。

运算放大电路，输入端连接第一运算放大器的输出端连接端所述PD放大电路的第二输出端。运算放大电路为基于第二运算放大器U1B形成的同向放大电路，第二运算放大器U1B的同相输入端作为运算放大电路的输入端，反相输入端通过第四电阻R4连接第二运算放大器U1B的输出端，并通过第接地电阻R118接地，运算放大电路的输入端与第一运算放大器U1A的输出端之间还连接有阻抗匹配电阻，即第二运算放大器U1B的同相输入端与第一运算放大器U1A的输出端之间串联有图中所示的100R。在本实用新型的另一实施例中，运放放大电路还可以采用方相放大电路，本实用新型对此不做具体限定。

关于阻抗匹配电阻：理想状态下，运算放大器的输入阻抗无限大，可以认为正向输入端电流为0，一般来说集成放大器内部都是多级的，第一级一般为差分放大，放大器的输入就是内部差分放大器差分输入，如果其输入阻抗不匹配，输入和输出就不会严格的成比例关系，会影响输出精度，因此通过阻抗匹配电阻对U1B进行输入阻抗的匹配。

本实用新型最多有四种输出，具体的：

第一种：开关输入端D与第一开关选择连接端S1连接且PD放大电路的输出端为第一输出端PD_OUT1，此时PD_OUT1＝Ipd*R1，其中Ipd表示流经PD的电流。

第二种：开关输入端D与第二开关选择连接端S2连接且PD放大电路的输出端为第一输出端PD_OUT1，此时PD_OUT1＝Ipd*(R1+R2)。

第三种：开关输入端D与第一开关选择连接端S1连接且PD放大电路的输出端为第二输出端PD_OUT2，此时PD_OUT2＝Ipd*R1*运算放大电路的放大倍数，本实施例中运算放大电路的放大倍数为：R4/R118+1。

第四种：开关输入端D与第二开关选择连接端S2连接且PD放大电路的输出端为第二输出端PD_OUT2，此时PD_OUT2＝Ipd*(R1+R2)*运算放大电路的放大倍数。

通过数值的设置，可以将四种输出的大小设置为不同。如在本实用新型中，R1＝10KΩ，R2＝1MΩ，R4＝1.5KΩ，R118＝100Ω，因此第二种输出是第一种的110倍，第三种输出是第一种的16倍，第四种输出是第一种的110*16倍。

在本实施例中，开关选择单元U14默认是开关输入端D与第二开关选择连接端S1连接；当PD_OUT1输出过小时，控制电路的MCU会取PD_OUT2的输出值(此时D与S1连接)；当PD_OUT2的输出值还是过小时，控制电路的MCU控制SWITCH切换到S2，再取PD_OUT1的值作为整体的输出；再过小时，控制电路的MCU控制SWITCH切换到S2，再取PD_OUT2的值作为整体的输出：这样就实现四种倍数可调的PD放大电路。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (5)

1.一种倍数可调的PD放大电路，其特征在于，包括：

光电二极管，一端接地；

第一运算放大器，其中一个输入端连接光电二极管的另一端，另一个输入端的输入电压为零；

开关选择单元，开关输入端通过第一电阻连接至第一运算放大器的所述其中一个输入端，第一开关选择连接端所述PD放大电路的第一输出端，第二开关选择连接端通过第二电阻连接至第一运算放大器的输出端，控制端用于与控制电路连接；

运算放大电路，输入端连接第一运算放大器的输出端，输出端连接所述PD放大电路的第二输出端。

2.根据权利要求1所述的倍数可调的PD放大电路，其特征在于，所述运算放大电路的所述输入端与第一运算放大器的输出端之间还连接有阻抗匹配电阻。

3.根据权利要求1所述的倍数可调的PD放大电路，其特征在于，所述运算放大电路为基于第二运算放大器形成的同向放大电路。

4.根据权利要求3所述的倍数可调的PD放大电路，其特征在于，第二运算放大器的同相输入端作为运算放大电路的所述输入端，反相输入端通过第四电阻连接第二运算放大器的输出端，并通过第接地电阻接地。

5.根据权利要求1所述的倍数可调的PD放大电路，其特征在于，第一运算放大器的所述其中一个输入端为反相输入端，第一运算放大器的所述另一个输入端为同相输入端，同相输入端通过输入偏置电阻接地。