一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器制造技术

本发明专利技术涉及光电探测器，具体是一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器。本发明专利技术解决了现有光电探测器无法实现增益的连续调节、不具备偏置电压调零功能、造价高的问题。一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器，包括电源稳压电路、光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路、偏置电压调零电路、BNC接头；所述电源稳压电路包括第一稳压器、第二稳压器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容；所述光电转换电路包括光电二极管、第一电阻、第二电阻、第五电容、±15V电源；所述有源滤波电路包括AD712双运放中的第一个运放、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容。本发明专利技术适用于光电探测。

【技术实现步骤摘要】
一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器
本专利技术涉及光电探测器，具体是一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器。
技术介绍
光电探测器是一种可以将光信号转换成电信号的器件。由于光电探测器具有响应速度快、探测灵敏度高和暗电流小等优点，在微弱信号探测、激光功率监测、原子分子光谱测量和光纤通讯等基础与应用科学研究中有重要应用。在现有技术条件下，光电探测器由于自身结构所限，普遍存在如下问题：其一，现有光电探测器只能实现增益的离散调节，而无法实现增益的连续调节，由此导致输出信号无法很好地匹配外接显示设备或测量设备。其二，现有光电探测器不具备偏置电压调零功能，由此导致在没有光信号或者仅有背景光信号时仍有输出信号，从而导致应用的灵活性较差。其三，现有光电探测器的造价相对较高。基于此，有必要专利技术一种新的光电探测器，以解决现有光电探测器无法实现增益的连续调节、不具备偏置电压调零功能、造价高的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有光电探测器无法实现增益的连续调节、不具备偏置电压调零功能、造价高的问题，提供了一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器，包括电源稳压电路、光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路、偏置电压调零电路、BNC接头；所述电源稳压电路包括第一稳压器、第二稳压器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容；第一电容、第三电容均为有极性电容；第一稳压器的输入端与+18V电源端连接；第一稳压器的输出端作为+15V电源端；第一稳压器的公共端接地；第一电容的正极与第一稳压器的输入端连接，负极接地；第二电容的一端与第二稳压器的输出端连接，另一端接地；第二稳压器的输入端与-18V电源端连接；第二稳压器的输出端作为-15V电源端；第二稳压器的公共端接地；第三电容的正极接地，负极与第二稳压器的输入端连接；第四电容的一端与第二稳压器的输出端连接，另一端接地；所述光电转换电路包括光电二极管、第一电阻、第二电阻、第五电容、±15V电源；光电二极管的阳极通过第一电阻接地；光电二极管的阴极一方面通过第二电阻与±15V电源的正极连接，另一方面通过第五电容与±15V电源的负极连接；所述有源滤波电路包括AD712双运放中的第一个运放、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容；AD712双运放中的第一个运放的正输入端通过第四电阻接地，负输入端通过第三电阻与光电二极管的阳极连接；AD712双运放中的第一个运放的正供电端与+15V电源端连接，负供电端与-15V电源端连接；第五电阻的两端分别与AD712双运放中的第一个运放的负输入端和输出端连接；第六电容的两端分别与第五电阻的两端连接；所述可调增益电路包括AD712双运放中的第二个运放、第六电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻；第十二电阻为电位器；AD712双运放中的第二个运放的正输入端通过第十一电阻接地，负输入端通过第六电阻与AD712双运放中的第一个运放的输出端连接；AD712双运放中的第二个运放的输出端通过第十三电阻与BNC接头连接；第十二电阻的一个固定端与AD712双运放中的第二个运放的负输入端连接；第十二电阻的滑动端与AD712双运放中的第二个运放的输出端连接；所述偏置电压调零电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻；第八电阻为电位器；第八电阻的两个固定端分别与+15V电源端和-15V电源端连接；第八电阻的滑动端一方面依次通过第九电阻、第七电阻与AD712双运放中的第二个运放的负输入端连接，另一方面依次通过第九电阻、第十电阻接地。具体工作过程如下：±18V电压经电源稳压电路转换为±15V电压，由此向有源滤波电路、可调增益电路、偏置电压调零电路提供工作电源。光信号将探测到的光信号转换为电压信号。该电压信号依次经有源滤波电路、可调增益电路进行滤波（滤除高频噪声）、放大，然后经BNC接头进行输出，由此实现光电探测。在此过程中，通过连续调节第十二电阻的阻值，可以连续改变可调增益电路的增益（即放大倍数），由此使得输出信号能够很好地匹配外接显示设备或测量设备。通过调节第八电阻的阻值，可以将输出信号的偏置电压调零，由此确保没有光信号或者仅有背景光信号时输出信号为零，从而提高了应用的灵活性。第一电容、第二电容、第三电容、第四电容均起到滤波的作用。第二电阻和第五电容共同构成RC噪声滤波器，通过选择合适的第二电阻和第五电容，可以提高频率响应带宽。第九电阻和第十电阻共同构成分压器，其作用是防止生成过大的偏置电压。基于上述过程，与现有光电探测器相比，本专利技术所述的一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器通过采用全新结构，具备了如下优点：其一，本专利技术通过设置可调增益电路，实现了增益的连续调节，由此使得输出信号能够很好地匹配外接显示设备或测量设备。其二，本专利技术通过设置偏置电压调零电路，具备了偏置电压调零功能，由此确保了没有光信号或者仅有背景光信号时输出信号为零，从而提高了应用的灵活性。其三，本专利技术的造价更低廉。本专利技术结构合理、设计巧妙，有效解决了现有光电探测器无法实现增益的连续调节、不具备偏置电压调零功能、造价高的问题，适用于光电探测。附图说明图1是本专利技术中电源稳压电路的原理图。图2是本专利技术中光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路、偏置电压调零电路的原理图。图3是本专利技术中封装盒的结构示意图。图中：1-封装盒，2-底盖，3-后盖，4-第一引线孔，5-第二引线孔，6-探测孔，7-支撑凹孔，8-第一调节孔，9-第二调节孔。具体实施方式一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器，包括电源稳压电路、光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路、偏置电压调零电路、BNC接头J；所述电源稳压电路包括第一稳压器U1、第二稳压器U2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4；第一电容C1、第三电容C3均为有极性电容；第一稳压器U1的输入端与+18V电源端连接；第一稳压器U1的输出端作为+15V电源端；第一稳压器U1的公共端接地；第一电容C1的正极与第一稳压器U1的输入端连接，负极接地；第二电容C2的一端与第二稳压器U2的输出端连接，另一端接地；第二稳压器U2的输入端与-18V电源端连接；第二稳压器U2的输出端作为-15V电源端；第二稳压器U2的公共端接地；第三电容C3的正极接地，负极与第二稳压器U2的输入端连接；第四电容C4的一端与第二稳压器U2的输出端连接，另一端接地；所述光电转换电路包括光电二极管D、第一电阻R1、第二电阻R2、第五电容C5、±15V电源VCC；光电二极管D的阳极通过第一电阻R1接地；光电二极管D的阴极一方面通过第二电阻R2与±15V电源VCC的正极连接，另一方面通过第五电容C5与±15V电源VCC的负极连接；所述有源滤波电路包括AD712双运放中的第一个运放U3、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电容C6；AD712双运放中的第一个运放U3的正输入端通过第四电阻R4接地，负输入端通过第三电阻R3与光电二极管D的阳极连接；AD712双运放中的第一个运放U3的正供电端与+15V电源端连接，负供电端与-15V电源端连接；第五电阻R5的两端分别与AD712双运放中的第一个运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器，其特征在于：包括电源稳压电路、光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路、偏置电压调零电路、BNC接头（J）；所述电源稳压电路包括第一稳压器（U1）、第二稳压器（U2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）；第一电容（C1）、第三电容（C3）均为有极性电容；第一稳压器（U1）的输入端与+18V电源端连接；第一稳压器（U1）的输出端作为+15V电源端；第一稳压器（U1）的公共端接地；第一电容（C1）的正极与第一稳压器（U1）的输入端连接，负极接地；第二电容（C2）的一端与第二稳压器（U2）的输出端连接，另一端接地；第二稳压器（U2）的输入端与‑18V电源端连接；第二稳压器（U2）的输出端作为‑15V电源端；第二稳压器（U2）的公共端接地；第三电容（C3）的正极接地，负极与第二稳压器（U2）的输入端连接；第四电容（C4）的一端与第二稳压器（U2）的输出端连接，另一端接地；所述光电转换电路包括光电二极管（D）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第五电容（C5）、±15V电源（VCC）；光电二极管（D）的阳极通过第一电阻（R1）接地；光电二极管（D）的阴极一方面通过第二电阻（R2）与±15V电源（VCC）的正极连接，另一方面通过第五电容（C5）与±15V电源（VCC）的负极连接；所述有源滤波电路包括AD712双运放中的第一个运放（U3）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电容（C6）；AD712双运放中的第一个运放（U3）的正输入端通过第四电阻（R4）接地，负输入端通过第三电阻（R3）与光电二极管（D）的阳极连接；AD712双运放中的第一个运放（U3）的正供电端与+15V电源端连接，负供电端与‑15V电源端连接；第五电阻（R5）的两端分别与AD712双运放中的第一个运放（U3）的负输入端和输出端连接；第六电容（C6）的两端分别与第五电阻（R5）的两端连接；所述可调增益电路包括AD712双运放中的第二个运放（U4）、第六电阻（R6）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）；第十二电阻（R12）为电位器；AD712双运放中的第二个运放（U4）的正输入端通过第十一电阻（R11）接地，负输入端通过第六电阻（R6）与AD712双运放中的第一个运放（U3）的输出端连接；AD712双运放中的第二个运放（U4）的输出端通过第十三电阻（R13）与BNC接头（J）连接；第十二电阻（R12）的一个固定端与AD712双运放中的第二个运放（U4）的负输入端连接；第十二电阻（R12）的滑动端与AD712双运放中的第二个运放（U4）的输出端连接；所述偏置电压调零电路包括第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第十电阻（R10）；第八电阻（R8）为电位器；第八电阻（R8）的两个固定端分别与+15V电源端和‑15V电源端连接；第八电阻（R8）的滑动端一方面依次通过第九电阻（R9）、第七电阻（R7）与AD712双运放中的第二个运放（U4）的负输入端连接，另一方面依次通过第九电阻（R9）、第十电阻（R10）接地。...

【技术特征摘要】
1.一种带偏置调零且增益连续可调的单通道光电探测器，其特征在于：包括电源稳压电路、光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路、偏置电压调零电路、BNC接头（J）；所述电源稳压电路包括第一稳压器（U1）、第二稳压器（U2）、第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）、第四电容（C4）；第一电容（C1）、第三电容（C3）均为有极性电容；第一稳压器（U1）的输入端与+18V电源端连接；第一稳压器（U1）的输出端作为+15V电源端；第一稳压器（U1）的公共端接地；第一电容（C1）的正极与第一稳压器（U1）的输入端连接，负极接地；第二电容（C2）的一端与第二稳压器（U2）的输出端连接，另一端接地；第二稳压器（U2）的输入端与-18V电源端连接；第二稳压器（U2）的输出端作为-15V电源端；第二稳压器（U2）的公共端接地；第三电容（C3）的正极接地，负极与第二稳压器（U2）的输入端连接；第四电容（C4）的一端与第二稳压器（U2）的输出端连接，另一端接地；所述光电转换电路包括光电二极管（D）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第五电容（C5）、±15V电源（VCC）；光电二极管（D）的阳极通过第一电阻（R1）接地；光电二极管（D）的阴极一方面通过第二电阻（R2）与±15V电源（VCC）的正极连接，另一方面通过第五电容（C5）与±15V电源（VCC）的负极连接；所述有源滤波电路包括AD712双运放中的第一个运放（U3）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）、第五电阻（R5）、第六电容（C6）；AD712双运放中的第一个运放（U3）的正输入端通过第四电阻（R4）接地，负输入端通过第三电阻（R3）与光电二极管（D）的阳极连接；AD712双运放中的第一个运放（U3）的正供电端与+15V电源端连接，负供电端与-15V电源端连接；第五电阻（R5）的两端分别与AD712双运放中的第一个运放（U3）的负输入端和输出端连接；第六电容（C6）的两端分别与第五电阻（R5）的两端连接；所述可调增益电路包括AD712双运放中的第二个运放（U4）、第六电阻（R6）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）；第十二电阻（R12）为电位器；AD712双运放中的第二个运放（U4）的正输入端通过第十一电阻（R11）接地，负输入端通过第六电阻（R6）与AD712双运放中的第一个运放（U3）的输出端连接；AD712双运放中的第二个运放（U4）的输出端通过第十三电阻（R13）与BNC接头（J）连接；第十二电阻（R...

【专利技术属性】
技术研发人员：马杰，宋素雅，李玉清，武寄洲，肖连团，贾锁堂，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14