微弱光信號的光電探測放大電路的設計

4 低噪聲光電二極管放大電路的設計原則
通過以上的分析，總結(jié)出低噪聲光電二極管放大電路設計原則如下：
(1)光電二極管的結(jié)電容CD應盡量小，而結(jié)電阻RD應盡量大。其中CD對噪聲有著重要的影響。而RD一般情況下都做的非常大，有幾百兆歐，故可將其對噪聲的影響忽略。
(2)光電二極管應采取零偏壓工作方式，這樣可減少光電二極管的暗電流，提高檢測精度。但同時，我們要注意，零偏壓時，CD比反偏壓工作狀態(tài)下大幾十倍，這又會增加電路噪聲。
(3)反饋電阻Rf在滿足信號帶寬的前提下應盡量大，這樣有利于提高信噪比。但同時要注意到，放大器的偏置電流IB-會在反饋電阻上產(chǎn)生失調(diào)電壓，因而Rf也不能太大。
(4)一般需在反饋電阻上并聯(lián)小電容Cs，其取值范圍通常為0～0．5 pF。這樣既可以降低噪聲和消除振蕩，又可以較好的滿足信號帶寬。
(5)在滿足信號帶寬的情況下，應盡量選用帶寬小的運放，這樣更有利于減少噪聲。在選用元器件時，要選用低噪聲器件。
(6)光電檢測電路必須用金屬外殼來屏蔽外界電磁干擾，同時外殼接地，要防止電路板上電源線對反饋環(huán)路和輸入端漏電，產(chǎn)生噪聲或漂移，輸入端引線應采用高絕緣導線，如果需要，可以將放大器裝配在絕緣子上，要嚴格連接，避免電纜振動，并盡可能縮短輸入連接線路，反饋電阻不能太大，避免干擾，線路板上的布線要合理，必要時可將光電二極管和反饋電阻懸浮，與運放直接相連，以減小泄漏電流，提高檢測的靈敏度。光電二極管輸出端到放大器的引線距離要盡量短，并且引線盡量對稱，保證阻抗基本匹配，放大器輸入輸出應避免交叉布線，防止相互耦合。

5 結(jié)束語
光電二極管放大電路的設計是一件很繁瑣的工作，雖然實現(xiàn)它的電路看起來很簡單，但由于復雜的噪聲表現(xiàn)形式，信號本身微弱，要設計一個完善的低噪聲放大電路有一定難度。本文給出了該電路設計的一般原則，分析了該電路的主要噪聲特性，并最終給出優(yōu)化電路及元件的參數(shù)表達式，經(jīng)實驗驗證，取得良好效果，適用于微弱光信號的檢測。