一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路制造技术

本发明专利技术公开了一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路，包括精密光电二极管

【技术实现步骤摘要】
一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路


[0001]本专利技术涉及弱电流转换放大
，具体为一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路
。

技术介绍

[0002]在进行吸收和发射光谱
、
色彩测量
、
浑浊度
、
气体探测等操作时，需要探测装置内部的精密光电二极管产生与照射到活动区的光量成比例的电流，精密光电二极管通过光电转换产生的电流非常低，一般在
nA
级甚至是
pA
级，需要通过转换放大电路将弱电流转换为
AD
模数转换器件可以识别的电压信号，为此，需要设计一种具有精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路，从而满足放大精密光电二极管通过光电转换产生的电流的目的
。

技术实现思路

[0003]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路，包括精密光电二极管
、
弱电流转换放大电路
、
二阶低通滤波电路
、
直流偏置电路以及差分转换电路，精密光电二极管设置于弱电流转换放大电路内，弱电流转换放大电路
Vo1
端与二阶低通滤波电路
Vo2
端连接，二阶低通滤波电路
Vo3
端与直流偏置电路
Vo3
端连接，直流偏置电路
Vo4
端与差分转换电路
Vo4
端连接
。
[0004]优选的，弱电流转换放大电路包括跨阻放大器和
T
型反馈网络
。
[0005]优选的，直流偏置电路采用减法电路
。
[0006]优选的，二阶低通滤波电路采用了
Sallen
‑
Key
结构的二阶低通滤波器
。
[0007]有益效果
[0008]本专利技术提供了一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路，具备以下有益效果：本技术方案分别设置有弱电流转换放大电路
、
二阶低通滤波电路
、
直流偏置电路以及差分转换电路，在精密光电二极管通过光电转换产生电流时，通过上述电路对微弱电流进行放大输送，并在输送过程中，可以分别对放大后的电流进行滤波，消除暗电流经弱电流转换放大电路后产生的电压差，并定义差分信号等操作，差分信号具有抗干扰能力强
、
产生的噪声小和使用成本低等特点，随后电流差分输出，输出后的信号具有抗干扰能力强以及精度高等特性
。
附图说明
[0009]图1为本专利技术所述一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路的流程结构示意图
。
[0010]图2为本专利技术所述一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路的弱电流转换放大电路结构示意图
。
[0011]图3为本专利技术所述一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路的二阶低通滤波电路结构示意图
。
[0012]图4为本专利技术所述一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路的直流偏置电路结构示意图
。
[0013]图5为本专利技术所述一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路的差分转换电路结构示意图
。
具体实施方式
[0014]基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0015]实施例
[0016]请参阅图1‑5，需要说明的是，在使用过程中，精密光电二极管，产生与照射到活动区的光量成比例的电流，可应用于吸收和发射光谱
、
色彩测量
、
浑浊度
、
气体探测等，弱电流转换放大电路，包括跨阻放大器和
T
型反馈网络，精密光电二极管通过光电转换产生的电流非常低，一般在
nA
级甚至是
pA
级，需要通过转换放大电路将弱电流转换为
AD
模数转换器件可以识别的电压信号，跨阻放大器需要选择低输入失调电压
、
低输入偏置电流和极高输入阻抗的运输放大器，对于弱信号放大电路而言，温度漂移所引起的误差是其静态误差的主要来源，故本专利技术采用了
T
型反馈网络来较好的克服温度漂移引起的误差，用阻值较小的电阻来实现较高的增益，避免
1M
欧姆以上电阻稳定性低，温漂系数高的缺点，精密光电二极管输出电流
Id
经弱电流转换放大电路输出的电压
Vo1
为：
Vo1
＝
Id*(R1+R2+R1*R2/R3)
；
[0017]二阶低通滤波器，将放大后的电压信号进行滤波，进一步降低外界的噪声干扰，为减少高频分量对信号纯度的影响，增强信号的抗干扰能力，采用了
Sallen
‑
Key
结构的二阶低通滤波器，二阶低通滤波器的截止频率
fc
：当
R4
＝
R5
＝
R,C6
＝
C7
＝
C
时
fc
＝
1/(2RC)
，输出电压：
Vo3
＝
(1+R7/R6)*Vo2
；
[0018]直流偏置电路，采用减法电路，对于精密光电二极管，哪怕在没有光的情况下，也会输出少量电流，此为精密光电二极管本身产生的暗电流，这种暗电流会随着光电二极管上的反向电压增加而上升，直流偏置电路用于消除暗电流经弱电流转换放大电路后产生的电压差，
[0019]当
R8
＝
R9,R10
＝
R11
时，输出电压：
Vo4
＝
(Vo3
‑
Vp)*R10/R8
；
[0020]差分转换电路，差分传输在两根信号线上传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反并定义为差分信号，差分信号具有抗干扰能力强
、
产生的噪声小和使用成本低等特点，适合终端之间的信号传输，差分输出，经差分转换电路后输出的电压差分信号，
Vo4
经差分转换电路后，以
SIG_N
和
SIG_P
差分对信号输出给其他设备或者终端
。
[0021]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化
、
修改
、
替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种精密光电二极管的弱电流转换放大及传输电路，包括精密光电二极管
、
弱电流转换放大电路
、
二阶低通滤波电路
、
直流偏置电路以及差分转换电路，其特征在于，精密光电二极管设置于弱电流转换放大电路内，弱电流转换放大电路
Vo1
端与二阶低通滤波电路
Vo2
端连接，二阶低通滤波电路
Vo3
端与直流偏置电路
Vo3
端连接，直流偏置电路
Vo4
端与差分转换电路
Vo4

【专利技术属性】
技术研发人员：孙二芳，韩冰，刘丰奎，隋心，彭皓，吴晗，凡海澳，唐群燕，
申请(专利权)人：上海安杰智创科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：