一种光电探测前置放大电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光电探测前置放大电路，连接在光电二极管的正极输出端与光电二极管的信号放大电路之间，其特征在于：包括微波管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、可调电阻，其中第二电阻和第四电阻的第一端均与光电二极管的正极输出端相连，第二电阻的第二端与可调电阻的可控端相连，可调电阻的第一固定端与第一外部稳压电源相连，可调电阻的第二固定端与第一电阻的第一端相连，第一电阻的第二端接地；第四电阻的第二端与微波管的栅极相连，微波管的源极与第二外部稳压电源相连，微波管的漏极与第三电阻的第一端相连，第三电阻的第二端与第三外部稳压电源相连，所述微波管的漏极与光电二极管的信号采样及信号放大电路的输入端相连。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种光电探测前置放大电路。
技术介绍
光电二极管APD是一个电流型器件，其产生的是电流信号，产生的电流非常小，约 IOnA 200nA，光电探测前置放大器要求能够无损失的获取光电二极管的电流信号，并且 尽量提高该信号与前置放大器中产生的噪声的比值。传统的光电探测前置放大器是采用电阻来对光电二极管的电流进行取样的，参见 附图2所示，光电二极管Pl的正极输出端与采样电阻R2的第一端相连，采样电阻R2的第 二端接地，另外为了电路安全，光电二极管Pl的正极输出端还连接了一个高阻值的保护电 阻Rl后接地，采样电阻R2的第二端与光电二极管的信号放大电路2’的输入端相连，光电 二极管的信号放大电路2’采用常规电路，一般由放大器及该放大器的外围电路组成。上述传统的光电探测前置放大器存在信噪比低，噪声较大的问题，不能满足高速 宽带前置放大器的要求，同时，采样电阻R2会产生热噪声，采样电阻R2电阻值越大，热噪声 也就越大，其计算公式如下Vn=^AkTRB(Vrms)上式中，k为玻尔兹曼常量，T为绝对温度，R为电阻值(Ω)，Β为带宽(Hz)。热噪声与电阻的平方根成正比。取T = 300K (27 "C )，则有v =0.126^ R(KQ)B(kHz^Vrms)而光电探测前置放大电路的前级要求的最小带宽为50MHz，此时，v = I^nyIR(KQ)(MVrms)取采样电阻R8的组织为IK Ω，其噪声Vn= 28. 17 (μ Vrms)，此时，最小的信号强度为Ys = IOnA^lK Ω = 10 μ V，噪声足以把信号淹没。并且， 从输入信号的角度而言，采样电阻R2取IK的值已经接近最佳值，R2太大，其输出的噪声继 续增大，且会影响信号的带宽；R2太小，其进入运放的信号强度过于微弱，导致运放的性 能降低，信噪比进一步恶化。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能有效提高光电 探测前置放大器的信噪比的光电探测前置放大电路。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该光电探测前置放大电路， 连接在光电二极管的正极输出端与光电二极管的信号放大电路之间，其特征在于包括微 波管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、可调电阻，其中所述第二电阻和第四电阻 的第一端均与所述光电二极管的正极输出端相连，所述第二电阻的第二端与所述可调电阻3的可控端相连，所述可调电阻的第一固定端与第一外部稳压电源相连，所述可调电阻的第 二固定端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端接地；所述第四电阻的第 二端与所述微波管的栅极相连，所述微波管的源极与第二外部稳压电源相连，所述微波管 的漏极与所述第三电阻的第一端相连，第三电阻的第二端与第三外部稳压电源相连，所述 微波管的漏极与光电二极管的信号采样及信号放大电路的输入端相连。作为改进，所述光电探测前置放大电路还包括第一电容、第二电容、第三电容、第 四电容，其中所述第一电容的第一端与所述微波管的源极相连，所述第一电容的第二端接 地；所述第二电容的负极与所述微波管的源极相连，所述第二电容的正极接地；所述第三 电容的第一端与所述第三电阻的第二端相连，所述第三电容的第二端接地；所述第四电容 的负极与所述第三电阻的第二端相连，所述第四电容的正极接地。较好的，所述微波管为NE350184C型号的晶体管。与现有技术相比，本技术的优点在于采用本技术提供的光电探测前置 放大电路，不仅能降低输入到信号放大电路上的噪声，提高整个电阻的信噪比，还能实现对 输入到信号放大电路上的输入信号的放大；并且本技术提高的电阻结构简单，容易实 现。附图说明图1为本技术实施例中光电探测前置放大电路的电路原理图；图2为现有技术中光电探测前置放大电路的电路原理图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。如图1所示的光电探测前置放大电路1，连接在光电二极管Pl的正极输出端与光 电二极管的信号放大电路2之间，其包括微波管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻 R3、第四电阻R4、可调电阻RV1、第一电容Cl、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4，其中 所述第二电阻R2和第四电阻R4的第一端均与所述光电二极管Pl的正极输出端相连，所述 第二电阻R2的第二端与所述可调电阻RVl的可控端相连，所述可调电阻RVl的第一固定端 与第一外部稳压电源VCCl相连，所述可调电阻RVl的第二固定端与所述第一电阻Rl的第 一端相连，所述第一电阻Rl的第二端接地；所述第四电阻R4的第二端与所述微波管Ql的 栅极相连，所述微波管Ql的源极与第二外部稳压电源VCC2相连，所述微波管Ql的漏极与 所述第三电阻R3的第一端相连，第三电阻R3的第二端与第三外部稳压电源VCC3相连，所 述述微波管Ql的漏极与光电二极管的信号采样及信号放大电路2的输入端相连；所述第一 电容Cl的第一端与所述微波管Ql的源极相连，所述第一电容Cl的第二端接地；所述第二 电容C2的负极与所述微波管Ql的源极相连，所述第二电容C2的正极接地；所述第三电容 C3的第一端与所述第三电阻R3的第二端相连，所述第三电容C3的第二端接地；所述第四 电容C4的负极与所述第三电阻R3的第二端相连，所述第四电容C4的正极接地。本实施例中，微波管Ql采用NE350184C型号的晶体管，其跨度为50ms，其噪声密度 为云，B为带宽，单位为HZ;第一外部稳压电源VCCl为-12V，第二外部稳压电源 VCC2为-2V，第三外部稳压电源VCC3为4. 2V。本实施例在使用中，首先调节可调电阻RVl的阻值，使微波管Ql工作于最佳的静 态工作点。本电路的前级噪声主要是微波管的输入电压噪声。微波管Ql的输入电压噪声为:权利要求一种光电探测前置放大电路，连接在光电二极管(P1)的正极输出端与光电二极管的信号放大电路(2)之间，其特征在于包括微波管(Q1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、可调电阻(RV1)，其中所述第二电阻(R2)和第四电阻(R4)的第一端均与所述光电二极管(P1)的正极输出端相连，所述第二电阻(R2)的第二端与所述可调电阻(RV1)的可控端相连，所述可调电阻(RV1)的第一固定端与第一外部稳压电源(VCC1)相连，所述可调电阻(RV1)的第二固定端与所述第一电阻(R1)的第一端相连，所述第一电阻(R1)的第二端接地；所述第四电阻(R4)的第二端与所述微波管(Q1)的栅极相连，所述微波管(Q1)的源极与第二外部稳压电源(VCC2)相连，所述微波管(Q1)的漏极与所述第三电阻(R3)的第一端相连，第三电阻(R3)的第二端与第三外部稳压电源(VCC3)相连，所述微波管(Q1)的漏极与光电二极管的信号采样及信号放大电路(2)的输入端相连。2.根据权利要求1所述的光电探测前置放大电路，其特征在于还包括第一电容(Cl)、 第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)，其中所述第一电容(Cl)的第一端与所述 微波管(Ql)的源极相连，所述第一电容(Cl)的第二端接地；所述第二电容(C2)的负极与 所述微波管(Ql)的源极相连，所述第二电容(C2)的正极接地；所述第三电容(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电探测前置放大电路，连接在光电二极管（Ｐ１）的正极输出端与光电二极管的信号放大电路（２）之间，其特征在于：包括微波管（Ｑ１）、第一电阻（Ｒ１）、第二电阻（Ｒ２）、第三电阻（Ｒ３）、第四电阻（Ｒ４）、可调电阻（ＲＶ１），其中所述第二电阻（Ｒ２）和第四电阻（Ｒ４）的第一端均与所述光电二极管（Ｐ１）的正极输出端相连，所述第二电阻（Ｒ２）的第二端与所述可调电阻（ＲＶ１）的可控端相连，所述可调电阻（ＲＶ１）的第一固定端与第一外部稳压电源（ＶＣＣ１）相连，所述可调电阻（ＲＶ１）的第二固定端与所述第一电阻（Ｒ１）的第一端相连，所述第一电阻（Ｒ１）的第二端接地；所述第四电阻（Ｒ４）的第二端与所述微波管（Ｑ１）的栅极相连，所述微波管（Ｑ１）的源极与第二外部稳压电源（ＶＣＣ２）相连，所述微波管（Ｑ１）的漏极与所述第三电阻（Ｒ３）的第一端相连，第三电阻（Ｒ３）的第二端与第三外部稳压电源（ＶＣＣ３）相连，所述微波管（Ｑ１）的漏极与光电二极管的信号采样及信号放大电路（２）的输入端相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金如江，
申请(专利权)人：宁波汉迪传感技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：97[中国|宁波]