陳云

摘要：就目前我國(guó)的發(fā)展情況來看，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^程中，這樣的運(yùn)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(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。基于此，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：

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）