DE3409820C2 - Fotostrom-Verstärker - Google Patents

Fotostrom-Verstärker

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Stefanos Dipl.-Ing. Dermitzakis
Elmar-Ernst Dipl.-Phys. Dr. 7100 Heilbronn Wagner
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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Telefunken Electronic 7100 Heilbronn GmbH
Telefunken Electronic GmbH
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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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
    • H04B10/60—Receivers

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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)

Patentansprüche:
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 ■
DE3409820A 1984-03-17 1984-03-17 Fotostrom-Verstärker Expired DE3409820C2 (de)

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GB2156177A (en) 1985-10-02
GB2156177B (en) 1988-01-20
US4651111A (en) 1987-03-17
FR2561467A1 (fr) 1985-09-20

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