關于光電檢測電路的設計與研究

陳云

摘要：就目前我國的發(fā)展情況來看，光點檢測設備的主要核心處理技術包括：光點線路的轉換技術、光信號提取和測定以及電信息的處理操作技術。本文主要把側重點放在介紹我國目前出現(xiàn)的光電線路轉化技術木塊中存在的光信息檢驗和放大的電路線路設計，用來盡量把微弱電信號的提取檢驗技術加以完善。

關鍵詞：光點檢測；電路；研究設計

引言：

近幾年來我國的科學技術持續(xù)發(fā)展，光電檢測技術作為光學技術以及電子科學技術相互結合，以便順利實現(xiàn)對各種光學物理量的真實檢測和測量指標，應該將其應用到更加惡劣的環(huán)境中，需要檢測的光學信號就更加容易遭受到外界的干擾，如果出現(xiàn)信號強度比較弱的現(xiàn)象時，相關接線設備如果想要提取出更加精確完整的信號時，應該要求對相關的光點檢測電路提出更加高標準的要求。同時，如果可以順利的把微弱信號從環(huán)境噪聲中進行提取、恢復以及增強，這是我國光點檢測電路的關鍵之處。

一、光點檢測儀器

在進行光點信息的檢測機械儀器時，可以檢測出入射在相關儀器上面的光功率，而且可以快速地完成有關光信號以及電信號之間的相互轉變。對于我國目前使用的光檢測儀器的基本要求則是：在進行工作波長方面上，具有非常高度的響應力度、光信號的響應速度可以足夠迅速以及線形優(yōu)良與環(huán)境中噪聲較低的情況。就目前的情況來看，國內經常使用的光點檢測儀器主要分為兩種，也就是pin 型光電二極管和 APD雪崩型光電二極管。

二、前端不斷放大電路

當不入射光不斷地照射到光點線路二極管上，可能會出現(xiàn)或產生和入射光的光量呈現(xiàn)正比例的電流，光點線路的跨阻放大器可以成為光電線路轉換的前端放大儀器，其工作原理非常簡單，但是，相關操作系統(tǒng)更加具備最優(yōu)秀的性能，在進行選擇光電跨阻放大器時的側重點應該考慮到以下幾個參數(shù)。

首先是低輸入失調電壓，在進行光點線路檢測前端的電路中，由于相關的操作系統(tǒng)所使用的光電二極管并不是非常理想的元件，在沒有光的情況下可能會有少量電流或者暗電流輸出，而在不斷運算電壓前端放大器的輸入失調電壓也有可能使得光點線路中的二極管輸出造成更多的電流輸出，這樣可能形成光點線路檢測操作系統(tǒng)的失調誤差逐漸上升。與此同時，可能會使光點儀器縮小檢測操作系統(tǒng)的基本動態(tài)范圍。所以，可以針對我國目前出現(xiàn)的光電檢測線路的前端電路應用，盡量選擇輸入光電失調電壓，并使其保持越低壓越好。

其次是低輸入偏置電流，在光電線路中的二極管輸出電流逐漸進入進行運輸?shù)倪^程中，這樣的運算放大器的輸入端或者反饋來源電阻之外的其余部位都可能出現(xiàn)不同程度的誤差，然而在零輸入偏執(zhí)運輸電流的安全運行計算放大器時并不存在，所以在進行挑選某一款低輸入偏置安全電流的光電放大器對于減弱操作系統(tǒng)誤差非常關鍵。除此之外，對于很多環(huán)境中微弱信號的安全監(jiān)測應用中還應該及時注意到增益帶寬的挑選，由于微小信號的收集應該需要更高標準的增益效果，而太高的增益效果可能會不斷引起相關光電線路輸出信號的震蕩，所以在盡量確保光電信號安全穩(wěn)定的前提之下應該在光電反饋線路中增強電壓電容以足夠的補償，但是在進行補償電路中的電流增加所能夠帶來的直接或者間接后果就是帶寬的減少，進一步引起電壓輸出信號的失真，所以在具體詳細的應用中一定要注意到帶寬和增益的相互平衡折中進行挑選。

三、電路中的二級放大電路

光點線路前級電路可以實現(xiàn)電流到電壓之間的互相轉換，所以，光電線路中的二級電路則是一直專注在電壓不斷放大的任務方面?；诖?，企業(yè)中的相關人員在進行選擇光電二級放大器時，除去應該關注上面已經提到的低失調電壓以及地偏執(zhí)電流和電壓之外，還應該及時注意到共模抑制的比例、環(huán)境噪聲系數(shù)以及溫票參考系數(shù)的選擇。隨著光電線路運算放大器的工作安排時間的增大其溫度也會開始緩慢增高。然而，偏置安裝電流、失調電壓以及環(huán)境噪音等影響因素會隨著周圍環(huán)境的升高而逐漸增大，這樣就可能會導致對光電放大器輸出端發(fā)生更加劇烈的變化，所以在進行選擇的過程中，應該挑選一款低溫票的光電放大器對整個操作系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性非常重要。

四、電源濾波以及光電線路的布局走線

在進行光點線路的設計過程中，除去選擇性能參考因素合適的放大器之外，還需要及時關注到對相關信號檢驗測量可以產生的影響因素，特別是電源紋波干擾以及電磁輻射和干擾等情況，所以應該需要相關企業(yè)的設計人員利用優(yōu)化設計來盡量減少外部環(huán)境因素對放大光電線路中的光信號以及電信號的提取和測量的干擾。

結束語：

我國的經濟、科學技術在飛速發(fā)展，光電檢驗測量放大器和放大電路已經成為了精確光學電路檢測儀器和測量操作系統(tǒng)的重要組成模塊，如何正確地選擇光電線路運算放大器已經成為該項系統(tǒng)獲得最佳性能的第一步。本文簡單地介紹了光信號和電信號檢驗過程中的一種電路，在真實的實踐應用中還應該及時注意到元件和元件之間互相的匹配連接，以及光電電線線路真實結構的不斷優(yōu)化等問題，這有助于使相關設計更加簡單有效和真實，有利于使復雜的光信號以及電信號之間互相轉換得到更加有效的處理和解決。

（作者單位：杭州英聯(lián)科技有限公司）