一種具有兩級放大功能的光電探測器的製造方法
2023-09-24 01:50:10
一種具有兩級放大功能的光電探測器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及探測裝置【技術領域】，尤其是一種具有兩級放大功能的光電探測器。它包括光電管電路和信號放大電路，信號放大電路包括運算放大器、跨阻放大器和寬帶放大器；運算放大器的同相端通過依次串聯的二級濾波電阻和分流電感連接光電管電路的輸出端，運算放大器的同相端還通過二級濾波電容接地，分流電感還通過並聯設置的一級濾波電容和一級濾波電阻接地；跨阻放大器的輸出端分別通過串聯設置的第一電容和第一電阻與寬帶放大器的對應端連接，跨阻放大器的輸入端通過耦合電容與光電管電路的輸出端連接。本實用新型利用跨阻放大器和帶寬放大器實現了整個探測器的交流信號的兩級放大，同時，利用運算放大器其周邊電路良好的過濾了直流部分中的交流。
【專利說明】—種具有兩級放大功能的光電探測器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及探測裝置【技術領域】，尤其是一種具有兩級放大功能的光電探測器。
【背景技術】
[0002]周知，平衡零拍探測技術是一種具有高敏感度，其對入射光振幅、相位均較為敏感的探測技術，被廣泛應用於量子噪聲測量、光譜測量、外差探測、太赫茲探測等領域。
[0003]現有的光電探測器對於信號的探測寬度相對較窄，而且無法對經過調製的微瓦級弱光進行探測；另外，現有的光電探測器的噪音大、抗幹擾能力弱、穩定性和可靠性差；以上因素嚴重限制了光電探測器在實際中的應用。
實用新型內容
[0004]針對上述現有技術中存在的不足，本實用新型的目的在於提供一種電路結構簡單，可在增加信號放大倍數的同時也可擴寬探測信號寬度的具有兩級放大功能的光電探測器。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0006]一種具有兩級放大功能的光電探測器，它包括光電管電路，所述光電管電路的輸出端連接有信號放大電路，所述信號放大電路包括運算放大器、跨阻放大器和寬帶放大器；
[0007]所述運算放大器的同相端通過依次串聯的二級濾波電阻和分流電感連接光電管電路的輸出端，所述運算放大器的同相端還通過二級濾波電容接地，所述分流電感還通過並聯設置的一級濾波電容和一級濾波電阻接地；
[0008]所述跨阻放大器的輸出端分別通過串聯設置的第一電容和第一電阻與寬帶放大器的對應端連接，所述跨阻放大器的輸入端通過耦合電容與光電管電路的輸出端連接。
[0009]優選地，所述光電管電路包括至少兩個PIN型光電二極體。
[0010]優選地，所述運算放大器為0P27型放大器，所述跨阻放大器為SA5211型放大器，所述寬帶放大器為LMH6702型放大器。
[0011]由於採用了上述方案，本實用新型利用跨阻放大器和帶寬放大器實現了整個探測器的交流信號的兩級放大，同時，利用運算放大器其周邊電路良好的過濾了直流部分中的交流；經過測試，可使實現對經過調製的微瓦級弱光進行探測；其結構簡單、穩定性及可靠性高，在增加探測器放大倍數的同時，也利於擴寬探測信號的帶寬，具有很強的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例的電路結構圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0014]如圖1所示，本實施例的具有兩級放大功能的光電探測器，它包括光電管電路，光電管電路的輸出端連接有信號放大電路。其中，光電管電路由至少兩個PIN型光電二極體PDl和PD2以及附加的電感、電容等元件組成，以通過15V的外部電源通電，向信號放大電路輸出電流信號；而信號放大電路則包括0P27型運算放大器U3、SA5211型跨阻放大器Ul和LMH6702型寬帶放大器U2，運算放大器U3的同相端通過依次串聯的二級濾波電阻R7和分流電感L2連接光電管電路的輸出端，運算放大器U3的同相端還通過二級濾波電容C13接地，分流電感L2還通過並聯設置的一級濾波電容C14和一級濾波電阻R9接地；跨阻放大器Ul的輸出端分別通過串聯設置的第一電容Cl和第一電阻Rl與寬帶放大器U2的對應端連接，跨阻放大器Ul的輸入端通過耦合電容C5與光電管電路的輸出端連接。
[0015]如此，由光電管電路輸出的光電流會被分流電感L2分為交流和直流兩部分，其中，直流部分用於監視入射光功率並提供參考，交流部分則將所需要的待測信號或光學噪聲放大並輸出，而分流電感L2的大小則決定了直流部分的低頻響應特性。
[0016]為了過濾交流信號，一級濾波電容C14與分流電感L2組成了 LC型一級低通濾波器，而二級濾波電阻R7和二級濾波電容C13則構成了 RC型的二級低通濾波器，以進一步過濾信號，根據基爾霍夫定律，相減後的電流方向不定，輸入直流放大器的電流可能正也可能為負，因此本實施例優選採用雙電源供電的0P27型運算放大器U3，以利用其組成比例運算放大電路實現直流功能。
[0017]對於交流部分即信號光電流或光學噪聲電流，則經耦合電容C5後，由跨阻放大器Ul實現一級放大並差分輸出，之後，差分信號再經由超低失真的寬帶放大器U2所組成的二級差分放大電路輸出。
[0018]另外，為了保證本實施例的探測器能夠穩定可靠的工作，降低探測器的噪聲、提高探測器的抗幹擾能力，在設計印刷電路板時可優選採用貼片方式，在元件布局時，按照信號流程布置元件，是信號保持一致的方向，儘可能縮短元件之間的引線和連線，從而減小相互間的電磁幹擾。
[0019]以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種具有兩級放大功能的光電探測器，它包括光電管電路，所述光電管電路的輸出端連接有信號放大電路，其特徵在於:所述信號放大電路包括運算放大器、跨阻放大器和寬帶放大器； 所述運算放大器的同相端通過依次串聯的二級濾波電阻和分流電感連接光電管電路的輸出端，所述運算放大器的同相端還通過二級濾波電容接地，所述分流電感還通過並聯設置的一級濾波電容和一級濾波電阻接地； 所述跨阻放大器的輸出端分別通過串聯設置的第一電容和第一電阻與寬帶放大器的對應端連接，所述跨阻放大器的輸入端通過耦合電容與光電管電路的輸出端連接。
2.如權利要求1所述的一種具有兩級放大功能的光電探測器，其特徵在於:所述光電管電路包括至少兩個PIN型光電二極體。
3.如權利要求1或2所述的一種具有兩級放大功能的光電探測器，其特徵在於:所述運算放大器為0P27型放大器，所述跨阻放大器為SA5211型放大器，所述寬帶放大器為LMH6702型放大器。
【文檔編號】G01J1/46GK204027698SQ201420385680
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月12日 優先權日:2014年7月12日
【發明者】黃敏, 謝瑞萍, 張海燕, 黃增孝, 李旭東, 謝政 申請人:廣東梅雁吉祥實業投資股份有限公司