陳云

摘要：就目前我國(guó)的發(fā)展情況來(lái)看，光點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的主要核心處理技術(shù)包括：光點(diǎn)線路的轉(zhuǎn)換技術(shù)、光信號(hào)提取和測(cè)定以及電信息的處理操作技術(shù)。本文主要把側(cè)重點(diǎn)放在介紹我國(guó)目前出現(xiàn)的光電線路轉(zhuǎn)化技術(shù)木塊中存在的光信息檢驗(yàn)和放大的電路線路設(shè)計(jì)，用來(lái)盡量把微弱電信號(hào)的提取檢驗(yàn)技術(shù)加以完善。

關(guān)鍵詞：光點(diǎn)檢測(cè)；電路；研究設(shè)計(jì)

引言：

近幾年來(lái)我國(guó)的科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展，光電檢測(cè)技術(shù)作為光學(xué)技術(shù)以及電子科學(xué)技術(shù)相互結(jié)合，以便順利實(shí)現(xiàn)對(duì)各種光學(xué)物理量的真實(shí)檢測(cè)和測(cè)量指標(biāo)，應(yīng)該將其應(yīng)用到更加惡劣的環(huán)境中，需要檢測(cè)的光學(xué)信號(hào)就更加容易遭受到外界的干擾，如果出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度比較弱的現(xiàn)象時(shí)，相關(guān)接線設(shè)備如果想要提取出更加精確完整的信號(hào)時(shí)，應(yīng)該要求對(duì)相關(guān)的光點(diǎn)檢測(cè)電路提出更加高標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，如果可以順利的把微弱信號(hào)從環(huán)境噪聲中進(jìn)行提取、恢復(fù)以及增強(qiáng)，這是我國(guó)光點(diǎn)檢測(cè)電路的關(guān)鍵之處。

一、光點(diǎn)檢測(cè)儀器

在進(jìn)行光點(diǎn)信息的檢測(cè)機(jī)械儀器時(shí)，可以檢測(cè)出入射在相關(guān)儀器上面的光功率，而且可以快速地完成有關(guān)光信號(hào)以及電信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)變。對(duì)于我國(guó)目前使用的光檢測(cè)儀器的基本要求則是：在進(jìn)行工作波長(zhǎng)方面上，具有非常高度的響應(yīng)力度、光信號(hào)的響應(yīng)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(lái)看，國(guó)內(nèi)經(jīng)常使用的光點(diǎn)檢測(cè)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(dāng)不入射光不斷地照射到光點(diǎn)線路二極管上，可能會(huì)出現(xiàn)或產(chǎn)生和入射光的光量呈現(xiàn)正比例的電流，光點(diǎn)線路的跨阻放大器可以成為光電線路轉(zhuǎn)換的前端放大儀器，其工作原理非常簡(jiǎn)單，但是，相關(guān)操作系統(tǒng)更加具備最優(yōu)秀的性能，在進(jìn)行選擇光電跨阻放大器時(shí)的側(cè)重點(diǎn)應(yīng)該考慮到以下幾個(gè)參數(shù)。

首先是低輸入失調(diào)電壓，在進(jìn)行光點(diǎn)線路檢測(cè)前端的電路中，由于相關(guān)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(méi)有光的情況下可能會(huì)有少量電流或者暗電流輸出，而在不斷運(yùn)算電壓前端放大器的輸入失調(diào)電壓也有可能使得光點(diǎn)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(diǎn)線路檢測(cè)操作系統(tǒng)的失調(diào)誤差逐漸上升。與此同時(shí)，可能會(huì)使光點(diǎn)儀器縮小檢測(cè)操作系統(tǒng)的基本動(dòng)態(tài)范圍。所以，可以針對(duì)我國(guó)目前出現(xiàn)的光電檢測(cè)線路的前端電路應(yīng)用，盡量選擇輸入光電失調(diào)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(jìn)入進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，這樣的運(yùn)算放大器的輸入端或者反饋來(lái)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(yùn)輸電流的安全運(yùn)行計(jì)算放大器時(shí)并不存在，所以在進(jìn)行挑選某一款低輸入偏置安全電流的光電放大器對(duì)于減弱操作系統(tǒng)誤差非常關(guān)鍵。除此之外，對(duì)于很多環(huán)境中微弱信號(hào)的安全監(jiān)測(cè)應(yīng)用中還應(yīng)該及時(shí)注意到增益帶寬的挑選，由于微小信號(hào)的收集應(yīng)該需要更高標(biāo)準(zhǔn)的增益效果，而太高的增益效果可能會(huì)不斷引起相關(guān)光電線路輸出信號(hào)的震蕩，所以在盡量確保光電信號(hào)安全穩(wěn)定的前提之下應(yīng)該在光電反饋線路中增強(qiáng)電壓電容以足夠的補(bǔ)償，但是在進(jìn)行補(bǔ)償電路中的電流增加所能夠帶來(lái)的直接或者間接后果就是帶寬的減少，進(jìn)一步引起電壓輸出信號(hào)的失真，所以在具體詳細(xì)的應(yīng)用中一定要注意到帶寬和增益的相互平衡折中進(jìn)行挑選。

三、電路中的二級(jí)放大電路

光點(diǎn)線路前級(jí)電路可以實(shí)現(xiàn)電流到電壓之間的互相轉(zhuǎn)換，所以，光電線路中的二級(jí)電路則是一直專注在電壓不斷放大的任務(wù)方面?；诖?，企業(yè)中的相關(guān)人員在進(jìn)行選擇光電二級(jí)放大器時(shí)，除去應(yīng)該關(guān)注上面已經(jīng)提到的低失調(diào)電壓以及地偏執(zhí)電流和電壓之外，還應(yīng)該及時(shí)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(yùn)算放大器的工作安排時(shí)間的增大其溫度也會(huì)開始緩慢增高。然而，偏置安裝電流、失調(diào)電壓以及環(huán)境噪音等影響因素會(huì)隨著周圍環(huán)境的升高而逐漸增大，這樣就可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)光電放大器輸出端發(fā)生更加劇烈的變化，所以在進(jìn)行選擇的過(guò)程中，應(yīng)該挑選一款低溫票的光電放大器對(duì)整個(gè)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(jìn)行光點(diǎn)線路的設(shè)計(jì)過(guò)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(shí)關(guān)注到對(duì)相關(guān)信號(hào)檢驗(yàn)測(cè)量可以產(chǎn)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(yīng)該需要相關(guān)企業(yè)的設(shè)計(jì)人員利用優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)盡量減少外部環(huán)境因素對(duì)放大光電線路中的光信號(hào)以及電信號(hào)的提取和測(cè)量的干擾。

結(jié)束語(yǔ)：

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展，光電檢驗(yàn)測(cè)量放大器和放大電路已經(jīng)成為了精確光學(xué)電路檢測(cè)儀器和測(cè)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(yùn)算放大器已經(jīng)成為該項(xiàng)系統(tǒng)獲得最佳性能的第一步。本文簡(jiǎn)單地介紹了光信號(hào)和電信號(hào)檢驗(yàn)過(guò)程中的一種電路，在真實(shí)的實(shí)踐應(yīng)用中還應(yīng)該及時(shí)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(shí)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化等問(wèn)題，這有助于使相關(guān)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單有效和真實(shí)，有利于使復(fù)雜的光信號(hào)以及電信號(hào)之間互相轉(zhuǎn)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）