DE3409820C2 - Fotostrom-Verstärker - Google Patents
Fotostrom-VerstärkerInfo
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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Abstract
Ein Fotostrom-Verstärker weist mehrere Teilverstärker auf, deren Ausgänge zu einem gemeinsamen summierenden Ausgang zusammengeführt sind.
Description
Bei gleichen Verstärkern sind im Idealfall die Signal-
und Rauschströme auch gleich untereinander, so daß sich folgende Beziehungen ergeben:
15
Fotostrom-Verstärker verstärken bekanntlich einen Fotostrom, der von einer Fotostromquelle geliefert
wird, wenn diese mit einer entsprechenden Strahlung bestrahlt wird. Als Fotostromquelle dient im allgemeinen
eine Fotodiode. An Fotostrom-Verstärker wird die Forderung gestellt, daß sie ein gutes Signal-Rauschverhältnis
aufweisen und gleichzeitig eine große Bandbreite besitzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fotostrom-Verstärker
mit einem möglichst guten Signal-Rausch-Verhältnis und großer Bandbreite anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem Fotostrom-Verstärker nach der Erfindung dadurch gelöst, d?ß er mehrere Teilverstärker
aufweist, deren Ausgänge zu einem gemeinsamen Ausgang zusammengeführt sind, der die einzelnen
Ausgangssignale zu einem Gesamt-Signal aufsummiert.
Die Teilverstärker sollen möglichst gleiche elektrische Eigenschaften aufweisen. Jedem einzelnen Teilverstärker
ist eine Fotostromquelle vorgeschaltet. Als Fotostromquellen
dienen beispielsweise Fotodioden.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
Beim Ausführungsbeispiel weist der Fotodioden-Verstärker
nach der Figur vier Teilverstärker A\, A2, A3 und
Ai auf. Jedem Teilverstärker ist jeweils eine Fotodiode
(Fd i, Fd2, Ppi, Fd*) als Fotostromquelle vorgeschaltet.
Die Teilverstärker A\, A2, A3 und Aa sind gleichartige
Verstärker mit gleichen elektrischen Eigenschaften, deren Stromausgänge an einen gemeinsamen Knotenpunkt
5 geführt sind. Der Knotenpunkt S ist der gemeinsame Ausgang des aus den Teilverstärkern A\, A2,
A3 und Α* bestehenden Fotostrom-Verstärkers.
Am gemeinsamen Ausgang 5 werden die Ausgangsströme (Ausgangssignale) Iq i, /92, /93 und /?4 der einzelnen
Teilverstärker zu einem Gesamtstrom /5 aufsummiert, welcher das resultierende Ausgangssignal
/5 = /91 + Iq2 + Iqz + /94
darstellt. Am gleichen Summenpunkt 5 werden auch die Ausgangs-Rauschströme (Rauschsignale) In {, IN2, In3
und Im der einzelnen Teilverstärker zu einem gesamten
Rauschstrom In aufsummiert. Sind die Teilverstärker
nicht korreliert — was für Fotodioden-Verstärker in der angegebenen Schaltung ohne weiteres angenommen
werden kann —.so ist der resultierende Rauschstrom
60
65 /j»4/(ii und /λ·
2 In 1,
Gegenüber einem einzelnen Fotostrom-Verstarker hat der Verstärker nach der Erfindung mit im Ausführungsbeispiel
vier Teilverstärkern ein um den Faktor 2 verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis. Da die Teilverstärker
ohne Verkopplung untereinander parallel geschaltet sind, ist die Bandbreite des gesamten Verstärkers
gleich der Bandbreite des einzelnen Teilven>lärkers
— und dies kann relativ groß gewählt werden, ohne die anderen zu beeinflussen. Wenn statt den 4 Teilverstärkern
ein einzelner Verstärker gleicher Verstärkung mit einer um den Faktor 4 größeren Fotodiodenfläche verwendet
wird, so würde man am Ausgang das gleiche Signal wie im Ausführungsbeispiel erhalten. Allerdings
würde in diesem Fall die Bandbreite der Signalübertragung auch um den Faktor 4 niedriger werden, da die
4fache Fotodiodenfläche auch einer 4fachen Kapazität am Eingang des Verstärkers entspricht und diese mit
dem Eingangswiderstand des Verstärkers die Bandbreite der Signalübertragung bestimmt.
Im Ausführungsbeispiel sind 4 Teilverstärker vorgesehen. Minimal sind zwei Teilverstärker erforderlich.
Maximal können theoretisch beliebig viele, gleiche Teilverstärker verwendet werden. Praktisch ist es sinnvoll,
zwischen 4 und 8 Teilverstärker zu einem gemeinsamen Verstärker zusammenzuschalten.
Bei η gleichen Teilverstärkern ergibt sich im Idealfall
eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses um
den Faktor /n.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Fotostrom-Verstärker, dadurch gekennzeichnet,
daß er mehrere Teilverstärker aufweist, deren Ausgänge zu einem gemeinsamen summierenden
Ausgang zusammengeführt sind.
2. Fotostrom-Verstärker nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Teilverstärker gleiche elektrische Eigenschaften aufweisen.
3. Fotostrom-Verstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Teilverstärker
eine Fotostromquelle vorgeschaltet ist
4. Fotostrom-Verstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Fotostromquellen
Fotodioden vorgesehen sind.
In = ]/Τν7+Ιν7+Ιν7+Ιν7 ■
Priority Applications (4)
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DE3409820A DE3409820C2 (de) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | Fotostrom-Verstärker |
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DE3409820A DE3409820C2 (de) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | Fotostrom-Verstärker |
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Family Applications (1)
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Country Status (4)
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DE (1) | DE3409820C2 (de) |
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- 1985-03-12 US US06/711,443 patent/US4651111A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1985-03-15 FR FR8503877A patent/FR2561467A1/fr not_active Withdrawn
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FR2561467A1 (fr) | 1985-09-20 |
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