基于PIN型光电转换电路的噪声研究

在微弱光信号探测系统中,由光电传感器输出的原始微弱电信号,首先进入的是光电转换电路,因此光电转换电路的信噪比将影响整个测试系统测量结果的准确性,这就非常有必要对电路的噪声进行研究。本文比较详细地分析了以PIN型光电二极管作为光电传感器的光电转换电路的各种噪声,并以此提出了一些有效减小光电转换电路噪声影响的方法。这些方法...     

微电流放大器及其应用

在光电探测领域，大多数探测器(如STM，PIN，PMT或APD)均需要将接收到的光信号转换成电流信号。而实际信号处理电路则是以电压作为处理信号的。因此，如何将电流信号尽量无失真地转变为电压信号是应用工程师关注的焦点。传统电路中应用低噪声电阻来完成这种转换。而低噪声电阻转换对微弱信号的信噪比损失较大，更为严重的是，这种转换使系统的增益和带宽形成尖锐的矛盾。     

微弱光信号的光电探测放大电路的设计

分析了微弱光信号放大电路的基本工作原理,针对光电探测中对微弱信号放大带来的信噪比和稳定性问题,设计了一种低噪声光电信号放大电路,并给出了电路参数选择方法。     

改善位置敏感器信噪比的信号处理系统

PSD(Position Sensitive Detector)位置敏感探测器,是一种能将人射光点位置转换为电流信号的半导体光电检测元件,作为半导体光敏探测器,其固有的缺陷就是受温度和背景光影响较大.采用可编程逻辑器件电路可以较好地减小这种影响,而且减少了传统的PSD信号处理电路中模拟器件噪声,通过仿真测试证明,噪声有效降低、改善了器件的信噪比,有利于精确测量.     

瞬变光探测系统前置放大电路的设计

光电探测器前置放大电路设计的好坏会直接影响整个检测系统的信噪比.为了提高对微弱光信号的检测精度,使用低噪声光电二极管和运算放大器,并选择光电二极管工作在光伏模式,设计出了光电探测器的低噪声前置放大电路.通过采用超前校正方法对由光电二极管结电容及运算放大器输入电容引起的相移进行补偿,克服了光电二极管寄生参数引起的转换电路...     

光电检测电路设计及性能分析

针对微弱光检测技术的应用,介绍了一种光电检测电路的优化设计。分析了每一部分电路的工作原理,并将其与传统电路作了对比,突出了设计的优势。此外,用PSpice软件对电路进行了全面仿真,阐明了影响电路性能的关键指标和关键器件。最后对电路进行了实测,实验结果表明,该设计拓宽了可检光的动态范围,光电转换稳定,且信噪比高。     

FBG传感器微弱信号预处理

针对光纤Bragg光栅(FBG)传感器微弱信号,设计了一种具有电流电压转换,多级放大和滤波功能的低噪声光电信号预处理电路。仿真实验表明,该电路具有增益大、信噪比大、灵敏度高等特点,满足FBG传感系统的要求,可实现nW级微弱光信号检测。     

适用于微光检测的差动输入电流电压转换电路

半导体光电二极管用于光电转换时,有开路法、偏压法和短路法三种用法。其中短路法最适合于微光检测。这种方法不加反偏,光电二极管没有暗电流,并且在短路状态下光电二极管输出的光电流线性度最佳。与之相应的前置放大器为输入阻抗很小的电流电压转换电路。本文介绍一种新型组合式差动输入电流电压转换电路。分析结果表明,传统的电流电压转换电路的抗干扰能力较差,失调引起的偏差也大。组合式     

微弱光信号前置放大电路设计

从光电检测电路设计方案入手,分析了其中的光电转换二极管、前置运算放大器、滤波电路的选取原则,给出了一个光电转换系统的设计模型.研究结果表明:采用该设计方案可以有效展宽频带并提高信噪比.     

一种LD激光测距回波探测电路的设计

雪崩光电二极管APD(avalanche photo detector)因其具有很高的内部增益,是目前LD(Laser diode)激光测距中最常用的光电探测器件.挖掘激光测距系统的探测能力、提高探测概率的最终途径是提高激光回波信号的信噪比.从LD激光测距的特点出发,在分析了APD光电探测电路噪声的基础上,结合脉冲回波信号的特征,利用微弱信号检测的理论,提出了一种利用相关检测来提高回波信号信噪比的检测电路.结果表明,回波信号的信噪比有了一定提高,且结合了自动增益控制电路,为后续的时间间隔测量的精度提供了保证.     

高速大气激光通信收发模块的研究与设计

设计并实现了高速半导体激光器调制驱动电路和光电二极管直接检测电路的收发合 一模块。计算机间大气激光的双工通信实验表明,所开发的激光收发模块具有宽带、高速、误码率低等性能,为大气激光通信系统提供了可靠保证。     

红外点目标成像信噪比建模分析

点目标的探测是红外成像探测系统的重要课题。以点扩散函数作用下点源目标像的照度分布函数为基础,综合考虑像的照度分布与单元探测器的位置关系,结合探测器的光电转换原理,建立了红外焦平面探测器点源光信号到电信号的转换关系;并在此基础上结合探测器的噪声模型,建立了点源信噪比模型。仿真计算结果表明:点源目标的探测信噪比与光学系统点扩散函数、单元探测器尺寸、视线偏移密切相关。该研究可为点目标红外成像探测距离的精确估计提供理论支持。     

光电位移信号新型细分方法及系统设计

为提高光电轴角编码器的分辨力,提出一种新型莫尔条纹信号细分方法并建立基于FPGA的光电位移信号倍频系统.根据理想莫尔条纹光电信号的数学模型,利用多倍角正余弦信号的函数性质,将原始莫尔条纹信号推导为n倍频的高阶信号;由幅值细分理论,离线建立基于高阶正余弦信号的高分辨力幅值细分查找表;根据增量式、绝对式光电编码器的不同功能,分别阐述了应用该幅值细分查找表实现编码器高分辨力的倍频技术;同时又指出本文细分方法应用的约束条件.最后,以直径为40mm,分辨率为2500P/R的欧姆龙E6B2-CWZ6C增量式光电编码器为实验对象,在转速范围200~3000rpm的同步电机驱动下,编码器输出波形频率范围约为8.3kHz~125kHz,在基于频率为10kHz的模拟输入信号下,采用本文细分方案设置四倍频设计实验,该系统可以快速将频率增加到原来频率的4倍;同时,基于4倍频原理设计了128倍频实验,并进行实验验证,同样得到该系统可以快速增加到输入频率的128倍.该设计方法及系统与传统细分方法相比较,具有开发周期短、集成度高、模块化、速率快等特点.     

改进高阶Vanderpol振子在微弱信号检测中的应用

在高精度的微弱光电信号检测系统中,存在信号被强噪声湮没的情况.针对这一问题,提出了一种基于改进高阶Vanderpol振子的微弱正弦信号定量检测方法.该方法利用改进高阶广义Vanderpol系统的高灵敏度与强抗噪性的特点提高了微弱信号检测的可靠性,再结合Lyapunov指数定量检测和90.移相补偿来实现混沌系统状态的量化判断和待测信号参数的高精度提取.仿真结果表明改进的Vanderpol振子比传统Vanderpol振子运算速度更快.与传统Duffing振子相比,在5％幅值检测误差范围内,改进的高阶广义Vanderpol系统可多获得37 dB的信噪比增益和60 dB的检测门限增益;与基于相轨迹突变定性检测待测信号幅相法相比,90°移相补偿幅相定量检测法在信噪比降低时其检测相对误差仍可控制在2％以内.改进算法实现了微弱正弦信号的高灵敏度和高精度的幅相检测.     

织机断线检测仪中高信噪比检测电路的实现

在织机断线检测仪中,为了检测出光电接收管输出的微小信号,并滤除其他噪声的影响,设计了一种高分辨率、高信噪比的差动式检测电路,该电路主要包括光电检测单元、放大及比较单元。经过电路仿真与实验验证表明该电路能实现对断线的实时判断,且准确率高,可靠性好,极大地提高了信噪比,是一种切实可行的检测电路方案。     

大功率激光光束光斑参数的测量

本文针对激光加工大功率激光光束光斑质量诊断的要求,对热电探测器的响应时间、增益和信噪进行了分析,设计了一种新的光电转换电路,实现了对大功率激光功率分布的检测。此光电转换电路适于采用热释电探测器需快速响应。     

单圈绝对式光电轴角编码器译码技术

单圈绝对式编码器相比于增量式编码器及传统的绝对式编码器有独特的优势,其关键技术在于译码系统的设计及译码算法的研究。为了提高单圈绝对式编码器集成度、响应速度及精度,设计了译码系统,该系统采用线阵CCD作为码盘图像光电转换装置,并利用FPGA实现电路控制及译码算法。同时提出了新的译码算法,该算法一方面将CCD输出信号二值化后的电平信号高电平计数,判断组合得到粗码信息;另一方面应用质心法进行细分定位,通过计算条纹质心与虚拟中心的偏差得到细分角度值。最后,通过两者结合得到角度信息。基于该系统研制的经纬仪样机精度达到2。     

微弱光信号检测电路的设计和噪声分析

针对光信号检测电路对微弱光信号放大所带来的带宽和信噪比的问题,设计了一种微弱光信号检测电路。通过动态补偿的方法,在保证低噪声的同时使电路拥有良好的响应度。并通过电路的波特图形分析了电路的噪声,给出了减小电路噪声的方法。该电路主要用于检测快速变化的微弱光信号。     

基于对数放大的弱光检测电路设计

针对弱光检测电路中的信号信噪比小,动态范围大的问题,提出一种基于对数放大器的检测电路;利用对数放大器AD8304,设计外围检测和放大电路,在光导模式下验证光电放大电路的检测性能。结果表明,光导模式下,输入光强和输出信号为线性关系,同时利用对数放大器和比例放大器结合可以有效的检测弱光信号,抑制噪声,压缩信号带宽,提高了采集精度;信噪比明显提高,且灵敏度较高,输入和输出呈对数关系,可以有效的检测弱光信号。