d噪声的光电二极管阵列接口电路的设计
led发光二级管ad设计电路
LED发光二级管AD设计电路引言LED（Light Emitting Diode）发光二级管是一种常见的电子器件，具有低功率消耗、长寿命、抗震动等特点，被广泛应用于照明、指示和显示领域。
在设计LED发光二级管的AD（Analog to Digital）电路时，我们需要将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字化处理和控制。
本文将详细介绍LED发光二级管AD设计电路的相关知识，并提供一个满足要求的设计方案。
LED发光二级管基本原理LED发光二级管是一种半导体器件，其工作原理基于PN结。
当正向偏置PN结时，电子从N型区域流向P型区域，空穴从P型区域流向N型区域。
在这个过程中，电子和空穴会重新组合并释放出能量，产生可见光。
为了控制LED的亮度和颜色，我们需要通过调节电流来改变其工作状态。
而AD设计电路则可以将模拟输入信号转换为与输入信号成比例的数字输出信号。
AD转换器概述AD转换器是一种能够将模拟信号转换为数字信号的设备。
它通常由采样、量化和编码三个步骤组成。
1.采样：将连续的模拟信号在一定的时间间隔内进行离散化，得到一系列的采样值。
2.量化：对采样值进行近似处理，将其映射为有限个离散的数值。
3.编码：将量化后的数值转换为二进制形式，以便数字系统进行处理和存储。
常见的AD转换器有逐次逼近型（SAR）AD转换器、积分型（Integrating）AD转换器等。
根据不同应用需求选择合适的AD转换器是设计中重要的一步。
LED发光二级管AD设计电路方案根据LED发光二级管AD设计电路任务名称，我们需要设计一个能够将模拟信号转换为数字信号，并控制LED亮度和颜色的电路。
下面是一个满足要求的设计方案：1. 选择合适的AD转换器根据LED亮度和颜色控制需求，我们可以选择12位或更高精度的SAR AD转换器。
这样可以保证较高的数字输出分辨率，使LED显示效果更加精确。
2. 连接模拟输入信号将模拟输入信号连接到AD转换器的模拟输入端口。
光电二极管阵列电路
光电二极管阵列电路
光电二极管阵列电路是一种常用于电子设备中的电路，其作用是
将光信号转化为电信号。
本文将从以下几个方面介绍光电二极管阵列
电路的相关知识。
一、光电二极管的基本原理
光电二极管是一种能够将光信号转换为电信号的设备，其基本原
理是利用半导体材料的光敏效应来进行光电转换。
当光线照射到光电
二极管上时，其内部的半导体材料会产生电荷，从而产生电流。
二、光电二极管阵列电路的组成
光电二极管阵列电路由多个光电二极管通过各自的输出端与集中
式输出器相连，形成一个并联的电路，一般而言，光电二极管的阵列
电路中需要包含对光信号的放大电路、滤波电路、开关电路等。
三、光电二极管阵列电路的应用领域
光电二极管阵列电路广泛应用于数据通信与图像传输等领域，例
如数码相机、光电测量系统、扫描仪等。
四、光电二极管阵列电路的优点和缺点
光电二极管阵列电路具有响应速度快、精度高、频段宽等优点，
但其阵列性质会导致系统对外界环境抗干扰性能不佳、价格高等缺点。
五、光电二极管阵列电路的发展趋势
随着科技的不断进步，光电二极管阵列电路在未来的发展中将继
续向着小型化、集成化的方向发展，同时在滤波、增强信噪比、提高
灵敏度等方面也将有所创新。
综上所述，光电二极管阵列电路作为一种重要的电路组成元件，
在现代电子设备中发挥着重要的作用。
了解其基本原理和应用领域，
以及其优缺点和发展趋势，有助于我们更好地应用它们。
光电二极管的低噪声电路设计 百度
大庆石油学院课程设计课程光电检测技术题目基于光电二极管的低噪声电路设计院系电子科学学院专业班级应用物理学生姓名学生学号06090134028指导教师王立刚2010年 3 月20 日目录第1章概述 (3)第2章光电二极管工作原理及电路设计原理 (5)第3章低噪声光电检测电路设计 (8)第4章安装与调试 (16)第5章结论 (18)第1章概述1.1光电二极管的工作原理的简单概述光电二极管(PD)把光信号转换为电信号的功能，是由半导体PN结的光电效应实现的。
在耗尽层两侧是没有电场的中性区，由于热运动，部分光生电子和空穴通过扩散运动可能进入耗尽层，然后在电场作用下，形成和漂移电流相同方向的扩散电流。
漂移电流分量和扩散电流分量的总和即为光生电流。
当与P层和N层连接的电路开路时，便在两端产生电动势，这种效应称为光电效应。
当连接的电路闭合时，N区过剩的电子通过外部电路流向P区。
同样，P区的空穴流向N区，便形成了光生电流。
当入射光变化时，光生电流随之作线性变化，从而把光信号转换成电信号。
1.2 基于光电二极管的低噪声光电检测电路设计的意义经过光电二极管转换的电信号通常都比较微弱，微弱光电信号检测的光电流一般为nA至μA级，检测微弱光电信号很容易受噪声的干扰。
若待检测的光信号非常微弱，则对电路的线性和信噪比的要求就非常高。
研究结果表明，在光电检测电路中，光电转换器件和前置放大电路的噪声对系统影响比较大。
例如，在靶场测试中，弹丸射击密集度是衡量低伸弹道武器性能的一项重要指标。
到目前为止，国内靶场用于密集度测量已有多种方法，最先进的方法是采用光电靶进行测量。
在设计光电检测电路时，要尽量减少噪声，提高系统的信噪比和检测分辨率。
研究结果表明，在光电检测电路中，光电转换器和前置放大电路的噪声对系统的影响比较大，但对噪声源的分析及设计低噪声光电检测电路的论述并不全面。
本文分析了基于光电二极管光电检测电路中噪声产生的原因、特点，提出了低噪声光电二极管检测电路的设计原则与设计方法。
用于SPR检测的自消噪光电二极管阵列驱动电路
摘 要 ： 以检测ＳＲ现象为目的， Ｐ 设计了一种新型的具有 自 消噪功能的光电二极管阵列驱动电路。该电路可以精确检测矩形
区域 内的光强分布 ， 而确定 Ｓ Ｒ共振角。电路选用滨松光子学株式会社 （ ａ ａ ｔ ） 从 Ｐ Ｈ ｍ ｍａ ｕ 生产的 ￥９３ １２ Ｑ型光电二极 管阵列 ｓ ３０ — ０４ 线性 图像传感器作为光电转换器件 ， 以改进型 电流积分方式进行驱动 ， 并 可以根据检测环境 的噪声条件 自适应 消噪。经实验证 明， 设计 的具有 自消噪功能的光 电二极管驱动电路显著抑制了信号中的噪声分量 ， 使输出信噪 比提高 ｌ Ｂ以上 。 ０ｄ
ｕ ｅ ｓｔ ｅ ｐ ｏｏ ｌ ｃｒｃ ｃ ｎ ｅ ｔｒａ ｄ ｄ ｖ ｎ ｂ ｈ ｍ ｐ ｏ ｅ ｕ ｒ ｎ ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｔ ｏ Ｉ ｈ ｓ ｗａ ｔ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｓ ｄ ａ ｈ ｈ ｔｅｅ ｔ ｏ ｖ ｒｅ ｎ ｒ ｅ ｙ ｔ ｅ ｉ ｒ ｖ ｄ ｃ ｒｅ ｔｉ ｔｇ ａｉｎ ｍｅｈ ｄ． ｎ ｔ ｉ ｙ，ｈ ｉｃ ｉ ｉ ｉ ｃ ｎ ｒ ｓｒ ｉ ｏｓ ｏ ｏ ｅ ｔ ｄ ｐ ｉ ｅｙ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｆｅ ｅ ｔｅ ｖｒ ｎ ｅ ｔｌｎ ｉｅ ｃ ｎ ｉｉｎ ． ｅ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｔｌｒ — ａ ｅ ｔａ ｎ ｎ ｉｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓａ ａ ｔｖ ｌ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏｄｉ ｒ ｎ ｎ ｉｏ ｍ ｎ ａ ｏｓ ｏ ｄ ｔ ｓ Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｅ ｆ ｏ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｐ ｏｏ ｒ ｖｄ ｉ ｎｆｃ ｎ ｌ ｏｓ ｅ ｔａ ｎ ， ｈ ｍｐ ｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗｎ ｔ ａ ｈ ｈ ｔｄ ｏ ｅ ａｒ ｙ ｄ ｔｃｏ ｉｃ ｔ ｅ ｌｙ ｃ ｎ ｐ ｏ ｉｅ ｓｇ ｉ ａ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｓｒ ｉ ｔ ｔｕｓ ｉ ｒ ｖ ｉ ｙ
雪崩型光电二极管阵列器件的设计与分析
南京理工大学硕士学位论文雪崩型光电二极管阵列器件的设计与分析姓名：张际青申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：汪贵华20070601２．４ＡＰＤ的工作模式当加在ＡＰＤ两端的电压高于雪崩击穿电压时（１／ｐＡＰＤＴ＿作在盖革模式），ＡＰＤ将会产生自身持续的电流，雪崩现象不能自然停止，为保ｈ正ＡＰＤ不被损坏，必须采取措施迅速淬灭雪崩，并且在淬灭完成后，还要使ＡＰＤ尽快恢复到等待状态，为探测下一个入射光子做好准备。
正是外控电路保证了ＡＰＤ对后续光子的探测，因此，不仅是ＡＰＤ器件本身的设计而且ＡＰＤ＃ｐ控电路的设计在单光子探测和微光探测系统中都是十分重要的，外控抑制电路必须实现以下几个功能啪１：１）感应雪崩电流的前沿；２）产生与雪崩上升沿同步的标准输出脉冲；３）雪崩到来时降低偏簧电压，使之低于雪崩电压，从而抑制雪崩；４）重建偏置电压到雪崩电压之上，以探测下一个光子。
工作于盖革模式下的雪崩光电二极管简称为ＧＭ—ＡＰＤ，ＧＭ－ＡＰＤ的工作方式一般有三种１２１－２３Ｊ：无源模式、有源模式和门控模式。
２．４．１无源模式当ＡＰＤ两端所加的电压ｕ高于雪崩击穿电压％时，入射光子触发ＡＰＤ发生雪崩，限流电阻Ｒ抑制引起的雪崩电流。
ＡＰＤ无源工作方式【２ｌ】如图２．２２所示。
Ｒｌ的值一般为２００艇Ｉ，当当电流增大，ａ点电位升高，使得ＡＰＤ两端的电压低于其雪崩击穿电压以，ＡＰＤ将会重新充电直到它两端的电压恢复到原来的值，ＡＰＤ的信号ｉＩ｛ｂ点引出。
图２．２２ＡＰＤ无源工作方式在ＡＰＤ重新充电的过程中，ＡＰＤ光予灵敏度降低，这个再次充电的时间（称为死时间）为１到２ｕｓ，这就限制了ＡＰＤ的总体计数率，这个时间不稳定且难于控制，过脉冲调制也是不可避免的一方面，是暗电流的主要来源，这种无源抑制工作方式电路虽然比较简单，但基于以上各点，这种方式在很多情况下并不适用。
２．４．２有源模式无源抑制的实现方式虽然简单，但是它的恢复时间较长，限制了ＡＰＤ探测器的动态范围和总体性能，因此在很多情况下ＡＰＤ探测器工作在有源抑制方式下，如图２．２３所示，这种方式通过外围电路迅速抑制雪崩并将ＡＰＤ恢复到初始状态。
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计张俊杰（汉口学院机电工程学院,湖北武汉,430000）摘要：光电二极管可以将光信号转化为电信号，它主要是通过半导体PN结的光电效应来实现这一转化步骤的。
通过光电二极管对电路的噪声进行检测具有重要意义，就主要分析光电二极管对电路的噪声检测的价值，同时简单的分析相关的电路设计问题，希望所得结果能够为相关领域提供有价值的参考。
关键词：光电二极管；电路噪声；电路设计Noise analysis and circuit design based on photodiode detectioncircuitZhang Junjie（School of mechanical and electrical engineering, Hankou College HubeiWuhan,430000）Abstract：The photodiode can be light signals are converted to electrical signals.It is mainly through the photovoltaic effect of semiconductor pn junction to achieve the conversion step.Through the photoelectric diode on the circuit noise detection has important significance is an analysis of the value of photoelectric diode on the circuit noise detection,and simply analysis related circuit design problems,I hope the results could provide valuable reference for the related fields.Keywords：photodiode;circuit noise;circuit design1 光电二极管检测电路噪声的分析1.1 光电二极管的工作原理光电二极管通过光信号转换为电信号，其主要通过半导体PN结来实现这一光电效应。
基于单片机的光电二极管阵列驱动电路设计
１ 硬 件 设 计
１ ． １ 系统 总体 设 计 方 案
以单 片 机 为 控 制 芯 片 的 光 电 二 极 管 阵 列 驱 动 电 路 设 计 的 总体 设 计 如 图 １ 所示 。
ｓ ｈ ｅ ｓ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ’ Ｓ ｔ ｉ ｍｉ ｎ ｇ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ，Ａ／ Ｄ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ａ ｔ ａ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ
扫描 的 过 程 ， 从 而 提 高 了 响应 速度 ， 能够 响 应 ０ ． １ ～５ ０ ０
ｋ Ｈｚ的 信 号 ， 电 路灵 活 性 强 。其 功 耗 仅 有 １ Ｏ ｍｗ ， 适 用 于 做微 弱光信号检测 。
大、 测量速度慢 ， 只能 做 单 波 长 检 测 ＿ ｌ ］ 。光 电二 极 管 阵列 属于多通道检测器件 ， 因其具 有体 积小 、 单 片 集 成 信 号 读 出 电路 、 光 谱 响 应 宽 等 特 点 ］ ， 可 广 泛 应 用 于 各 类 多 通 道 光谱检测系统 ， 目前 大 多 数 光 电二 极 管 阵 列 多 采 用 现 场 可 编 程 逻 辑 器 件 控 制 光 电二 极 管 时序 电 路 的 产 生 ， 会 造 成 资
起， 使得 ￥ ３ ９ ２ ３ —２ ５ ６ Ｑ 能够 在 时序 电路 的控 制下 完 成 自
引 言
adi光电二极管电路设计向导-
adi光电二极管电路设计向导- 下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!光电二极管（Photodiode）是一种将光信号转换为电信号的器件，其在光电传感、通信、医疗等领域有着广泛的应用。
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计
王立刚;建天成;牟海维;刘强;付天舒
【期刊名称】《东北石油大学学报》
【年(卷),期】2009(033)002
【摘要】利用噪声和信噪比的理论公式及等效电路模型,分析光电二极管检测电路噪声产生的原因. 给出低噪声光电检测电路的设计原则,并设计基于光电二极管低噪声前置放大电路. 结果表明:光电二极管的噪声主要是光转换器件内部电阻及PN结中载流子随机涨落引起的热噪声和散粒噪声,该噪声与光电二极管结构、材料、温度、工作电压及外部环境的干扰有关;前置放大电路的噪声主要与前置放大器的噪声电压、噪声电流、温度变化及反馈电阻有关.
【总页数】5页(P88-92)
【作者】王立刚;建天成;牟海维;刘强;付天舒
【作者单位】大庆石油学院,电子科学学院,黑龙江,大庆,163318;大庆石油学院,电子科学学院,黑龙江,大庆,163318;大庆石油学院,电子科学学院,黑龙江,大庆,163318;大庆石油学院,电子科学学院,黑龙江,大庆,163318;大庆石油学院,电子科学学院,黑龙江,大庆,163318
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.3
【相关文献】
1.基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计 [J], 张俊杰
2.基于单片机的光电二极管阵列驱动电路设计 [J], 杨晓娅
3.基于单片机的粉尘及温湿度检测电路设计 [J], 张展召;李芳芳;史要强;安妮;李润莹
4.基于单电源磁通门原理的漏电检测电路设计 [J], 卢志军;迟长春
5.基于电磁法的地下电缆检测电路设计 [J], 熊治文;莫胜撼
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于optisystem的光电二极管噪声研究--初稿
编号：____________审定成绩：____________毕业设计（论文）设计（论文）题目:_基于Optisystem的光电二极管噪声研究_单位（系别）：______________________学生姓名：______________________专业：______________________班级：______________________学号：______________________指导教师：______________________答辩组负责人：______________________填表时间：20 年月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目基于Optisystem的光电二极管噪声研究学生姓名系别专业班级指导教师职称联系电话教师单位下任务日期__ ____年____月____日摘要网络的服务质量，变成各种运营商在用户竞争中的一种关键的不同之处，对于它的要求，………………。
……………………………………。
【关键词】全球移动通信系统网络优化覆盖优化切换优化ABSTRACTNetwork quality of service continues to be a key differentiator in the race for subscribers. ……………….. ……………….【Key words】GSM Network Optimization cover optimization switch optimization目录前言 (1)第一章移动通信系统概述 (2)第一节移动通信系统发展历史及趋势 (2)一、发展历史 (2)二、 (2) (2)第二节GSM 移动通信系统结构简介 (3)一、GSM 系统的基本特点 (3)二、 (4)第三节本章小结 (5)第二章GSM 移动网络及优化概述 (6)第一节移动网络及优化 (6)第二节本章小结 (9)第三章GSM 网络覆盖优化 (10) (15)第四章GSM 无线网络切换性能优化 (30)第五章掉话之案例分析 (36)结论 (40)致谢 (42)参考文献 (43)附录 (44)一、英文原文 (44)二、英文翻译 (47)三、工程设计图纸 (51)四、源程序 (55)前言GSM是一个开放的标准系统，自1992年投入商用以来，GSM标准得到不断验证，而且稳步发展。
基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计_王立刚
)
1 2
=
en 2R D
Rf/ Cf .
( 12)
运算放大器存在失调电压和失调电流, 其值随温度漂移, 虽然在电路调整时能加以补偿, 但是温漂的
影响将在电路的输出端产生噪声. 失调电压和失调电流的温漂对放大电路输出的贡献 ET U , ETI 分别为
ETU =
AU $tR f RD
,
( 13)
E TI = A1 $tR f ,
2PR
1 f#
C
1
)
,
增大输出信噪比,
在
Rf
两端并联电容
C1
构成滤波电
路, 减小输出噪声和自激现象. ( 4) 在选用元器件时[ 5] , 要使用低噪声器件.
( 5) 光电二极管的内阻尽可能大, 结电容尽可能小, 以增大输出信噪比.
# 90 #
第2期
王立刚等: 基于光电二极管检测电路的噪声分析与电路设计
Q U2T =
4K T
f2
R( f ) df
,
f1
( 1)
式中: K 为波尔兹曼常数; T 为材料的绝对温度; R( f ) 为光电检测电路中的总电阻随频率 f 的变化关系,
纯电阻时, R( f ) 与频率无关, 则
收稿日期: 2009- 02-02; 审稿人: 曹 文; 编辑: 王文礼 基金项目: 黑龙江省教育厅科学技术研究项目资助( 11521012) 作者简介: 王立刚( 1959- ) , 男, 硕士, 副教授, 主要从事光电检测与测量、模式识别与人工智能等方面的研究. # 88 #
一种低噪声的光电二极管阵列接口电路的设计
一种低噪声的光电二极管阵列接口电路的设计
申爽;唐祯安
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2007(030)006
【摘要】由于光电二极管阵列的暗电流以及后续处理电路的噪声对其信号输出有很大影响,所以设计了一种低噪声的光电二极管阵列接口电路.接口电路将感光二极管阵列和补偿二极管阵列输出的信号经过积分放大处理后再进行差动放大,降低瞬态干扰和暗电流噪声对输出信号的影响.对视频信号和无信号状态分别进行采样和保持,同时触发多次模数转换信号,以利于数据采集和降噪处理.测试结果表明,以上措施有效降低了光电二极管阵列输出信号的噪声.
【总页数】4页(P2039-2042)
【作者】申爽;唐祯安
【作者单位】大连理工大学电子工程系,辽宁,大连,116024;大连理工大学电子工程系,辽宁,大连,116024
【正文语种】中文
【中图分类】TP274
【相关文献】
1.光电二极管低噪声放大电路的设计 [J], 李汉超;刘士兴;鲁迎春;黄俊杰
2.用于MEMS红外传感器的集成低噪声CMOS接口电路设计 [J], 姚镭;郝跃国;李铁;熊斌;王跃林
3.基于单片机的光电二极管阵列驱动电路设计 [J], 杨晓娅
4.基于光电二极管阵列的成像测量系统设计及其应用 [J], 黄敏松;雷恒池;陈家田;张晓庆
5.面向小面积和大面积光电二极管的低噪声放大器设计要点399 [J], Glen Brisebois
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
强力输送带无损检测系统中X光探测卡的设计
Ｖｄｏ 信号 ＿ ｉ ＋ ｅ
，—’
■
厂— 弋 一
，
， ． 一
放 电， 从而降低 了电容 的电荷量。存储 电容 的电荷变化量 与曝
Ｎ Ｖ２ ０ Ｏ ． ０ｌ
信噪 比， 因此被广泛应用 在高分辨率 的 ｘ光无损检测系统 中。
２ ２ Ｓ ９４的工 作 原 理 ． ３ ０
瞬态干扰 和增 大信号 的动态范 围， 文中采用 电流积分 型放 大器 作为前置放大 电路 。 。通 常 电流积分 型放 大 电路 由运算 放 大器 、 积分 电容 、 以及低漏电流 Ｆ Ｔ模拟开关组成 ， 组成如图 Ｅ 其
ｘ光 和普通光 一样 ， 具有波 粒二象性 ， 当一 束 Ｘ射线穿 过
物质并与物质相互作用后 ， 强度将受 到被 测物质的吸 收和散 其 射而衰减 ， 我们 通常用 衰减 系数来度 量衰 减程度 ， 减规律 由 衰 比尔定律确定 。设被测物质为非均匀 的 ， 中一 个面上 的衰 减 其 系数分布为 （ Ｙ ， ，） 射线在面 内的路径长度为 ， 如图 ２所示 。
ｐ ｏｏ ｌｃ ｒ ｏ ｖ ｒｉｎ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔｅ ｅ ｇ ｒ ｙ ｔ ａ ｏ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｏ ｅｔ ｔ ｔｅ ｉｅ ｒｐ ｓ ｉｔ ｇａ ｍｐ ｉ ｃ ｔ ｎ ａ ｄ ｈ ｔｅｅ ｔ ｃ ｃ ｎ ｅ ｓ ｆ ｆ ｒ ｎ ｎ ｒｙ Ｘ—ａ ｈ ｔ ｈ ｏ ｇ ｈ ｏ ｖ ｙ ｒｂ ｌ ｗｉ ｓｅ ｌ ｒ ｏ ｅ ，ｎ ｅ ｒ ｌａ ｌ ａｉ ｎ ｉ ｏ ｄｆ ｇ ｈ ｗ ｉ ｆ ｏ
光电二极管放大电路设计
光电二极管放大电路设计
光电二极管放大电路是一种常见的电子电路，用于将光信号转化为电信号并放大。
它由光电二极管和放大电路组成。
光电二极管是一种特殊的二极管，能够将光能转化为电能。
放大电路则起到放大电信号的作用，使光电二极管输出的微弱电信号得以放大，从而实现信号的传输和处理。
在设计光电二极管放大电路时，首先需要选择适合的光电二极管和放大电路元件。
光电二极管的选择应考虑其灵敏度、响应速度和波长范围等参数。
常见的光电二极管有硅光电二极管和光电二极管阵列等。
放大电路的选择应根据需求确定放大倍数和频率响应等因素，常用的放大电路有共射放大电路、共基放大电路和共集放大电路等。
在设计过程中，需要注意光电二极管的极性和放大电路的连接方式。
光电二极管一般有两个引脚，其中一个是阳极，一个是阴极。
在连接时，应保证阳极连接到正极，阴极连接到负极，否则将无法正常工作。
放大电路的连接方式则取决于具体的放大电路类型，需要按照电路图进行正确的连接。
为了增强光电二极管放大电路的性能，还可以采取一些优化措施。
例如，可以使用滤波电路来滤除噪声信号，提高信号的纯净度。
可以使用反馈电路来稳定放大电路的工作状态，减小非线性失真。
还可以使用调节电路来控制放大倍数，以适应不同的实际需求。
光电二极管放大电路是一种重要的电子电路，可以将光信号转化为电信号并放大。
设计时需要选择合适的光电二极管和放大电路元件，并注意极性和连接方式。
通过优化措施可以进一步提高电路的性能。
在实际应用中，光电二极管放大电路广泛用于光通信、光测量、光电转换等领域，发挥着重要的作用。
电子束光电器件：光电倍增管的低噪声设计与实现
电子束光电器件：光电倍增管的低噪声设计与实现摘要：光电倍增管是一种重要的光电器件，广泛应用于科学研究、医学诊断、安全检测等领域。
本文将讨论光电倍增管的低噪声设计与实现。
首先，介绍光电倍增管的工作原理和结构特点。
然后，重点探讨低噪声设计的关键问题，包括降低探测器噪声、优化电源设计等。
最后，通过实验验证了低噪声设计的有效性，为光电倍增管在噪声敏感应用中的应用奠定了基础。
1. 引言光电倍增管是一种基于电子束轰击光电阴极产生的底座电流，经过倍增过程产生放大倍数的光电器件。
它具有高增益、宽频响、低噪声等优点，被广泛应用于光谱测量、辐射探测、图像增强等领域。
在许多应用中，噪声是限制性能的关键因素之一。
因此，研究和实现低噪声设计对于提高光电倍增管的性能至关重要。
2. 光电倍增管的工作原理和结构特点光电倍增管由光电阴极、倍增结构和收集极等组成。
当光子入射到光电阴极上时，光电阴极产生电子，通过倍增结构的二次发射和离子间相互撞击产生的电子被收集极吸引并放大。
光电倍增管的结构特点包括鼓形形状、复杂的电路和高倍增率等。
这些特点决定了光电倍增管对噪声的敏感性和噪声产生的机制。
3. 降低探测器噪声的设计措施降低探测器噪声是实现低噪声设计的重要一步。
首先，选择合适的光电阴极材料和制备工艺。
常用的光电阴极材料有碱金属化合物、多晶碱金属化物和半导体材料等。
这些材料具有良好的发射特性和低噪声特性。
选择适当的制备工艺，如选择合适的温度、压力和材料成分等，以提高光电阴极的发射效率和稳定性。
其次，优化光电倍增管的反射镜和电子聚焦结构，减少底座电子束的扩散和漂移，降低噪声产生的概率。
最后，采用降噪技术，如冷却、屏蔽和滤波等，减少外部噪声对探测器的影响。
这些措施可有效降低探测器噪声，提高低噪声设计的性能。
4. 优化电源设计光电倍增管的电源设计也是实现低噪声设计的重要环节。
首先，优化电源电压的稳定性和纹波。
稳定性可以通过采用稳压电源和电源滤波电路等方式实现。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
围 很宽， 从２ ０ｎ ｍ 一直到１ １ ０ｎ ｍ 均有响应． 每个 像素的 大 小为２ ５拜 ｍ Ｘ Ｚ ， Ｓ ｎ， ｌ 单元数有２ ５ ６ 、 ５ １ ２ 和１ ０ ２ ４ 三种． 室 温时暗电 流最大为０ ． ３ ｐ Ａ ， 最大输
出电 荷量约为 ２ ５ｐ Ｃ ， 饱和曝光量为 １ ８０ ｍ ｘ． ｌ ． ５
本文所采用的光电二极管阵列是 日 本滨松的 ５ ３ ９ ０ ４ 系列产品． ５ ３ ９ Ｏ ４ 是一种专门为多道光谱探 测设计的自 扫描光电二极管阵列． 它的频谱响应范
一维线性光电二极管阵列是当 前光学多通道探 测系 统中 使 用最广的 探 测器． 它的 光 敏二 极管 单元 数 从１ ２ ８ 到４ ０ ９ ６ ， 具有 体积 小， 响 应时间 快， 积 分时 间 可
早期的光电二极管阵列是利用分立的光敏二极 管依次排列而成， 再用引线分别引出正负极． 由于引 线的限制使这种阵列规模较小， 使用很不方便． 随着 半导体平面工艺和ＭＯ Ｓ 工艺的成熟， 在１ ９ ７ ６ 年实 现了将光敏二极管阵列与移位寄存器、 Ｍ Ｏ Ｓ 多路开
关 等 电 路 集 成 在同 一 硅片 上， 形 成自 扫 描 光电 二 极 二二犷 生 二 竺片嚣， ． ＿ 井公立二 代只 丫 二代 厂 “ 二万井
管阵列（ Ｓ Ｓ ｐ Ｄ ） ． 器件的外部引线大为减少， 引线数
与阵列所含二极管单元数无关． 光电二极管阵列根 据像元的排列形状不同， 可分为线阵、 面阵以及其他 特殊形式的特殊列阵等．
， 、 ． ， 二一。，，二 ｌ ， 二， 二 １ 资 电． 二 极 侣‘ 阵列原理
‘ 沪 ‘ ，一 以 目阶产 ， ｓ￣ ａ ，
Ｅ ｏ ｓ
２ 接口电路设计
接口电路主要由 模拟处理电路、 驱动电路两部 分构成， 下面分别介绍这两个部分． ２ ． １ 模拟处理电路 图３ 为光电二极管阵列输出 信号的模拟处理电 路． 电路中的Ａ ： 、 Ｃ ｌ 、 Ｑ 和Ｑ ｌ 构成补偿视频信号的 电荷积分放大电路． 它承担将补偿光电二极管的存 贮电容的电荷转化成电压输出． 电路中的Ａ ： 、 ｓ、 Ｃ Ｑ 和 ｑ 构成光电视频信号的电荷积分放大电路． 它 将光敏光电二极管的 存贮电容的电荷转化成电压输
中图分类号二 Ｔ Ｐ ２ ７ ４
文献标识码： Ａ
文章编号： １ ０ ０ ５ 一 ， ４ ， ０ （ ２ ０ ０ ７ ） ０ ６ 一 ２ ０ ３ ， ４ ０ 响应宽和外围电路接口 简单等优点． 但光电二极管阵 列的 输出 信号中的开关噪声和暗电流噪声较大， 严重 影响其在高精度测量中的 使用． 同时后续模拟处理电 路的 漂移、 模数转换也会给测量引人误差［ １ 一 ２ 〕 ． 因此本 文设计了一种低噪声的 光电二极管阵列接口电 路．’
Ｓ Ｈ Ｅ Ｎｓ ｈｕ ａｎ ｇ， Ｔ Ａ Ｎ ＧＺ ｈｅ － ｎ ａ ｎ ．
（ 肠ｌ ａ ｉ ， ｎ汇 Ｕ 二ｒ ｓ 注 ｙｏ ｔ ｆＴ ｅｃ ｈ ｏｌ ｎ ｏ ｇ ） ， 加１ 纽 ｎ Ｌ 她 流泣 ” ９１ １ ６ ０ ２ ４ ， 以ｉ ａ） ｎ
Ａ 加 ｔ ｃｔ ａ ｒ ： ｅｃ Ｂ ａ ｕ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｒ ｋ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｏｉ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｉ ｒ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｈ ｉ ｇ ｈ ｌ ｙ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｈ ｔ ｅ ｑ ｕ ａ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ’ ｓ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ， ａ ｌ ｏ －ｎ ｗ ｏ ｉ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｆ ｃ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｆ ｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ａｙ ｒ ａｓ ｗ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ ａ ｃ ｔ ｉ ｅｐ ｖ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｕ ｍ ｍ ｙ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｅｉ ｒ ｎ ｔ ｅ ｇ ａ ｒ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｄ ｉ ｆ － ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｍ ｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｒ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ｓ ｏ ｉ ｔ ｃ ａ ｎ ｄ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ａ ｎ ｅ ｏ ｕ ｓ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｒ ｋ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ． ｏｒ Ｆ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｆ ｃ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｒ ｅ ｓ Ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｓ ｍＰ ａ ｌ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ｏ ｌ ｄ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｄ ｅ ｏ ａ ｎ ｄ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ， ａ ｄｉ ｎ ｔ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｗＡ ／ Ｄｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｗ ｈ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ｉ ｓ ｂ ｅ ｉ ｇｈ ｎ ｅ ｌ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｃ ａ ｎ ｍ ａ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ Ａ ／ Ｄｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ｇ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｔ ａ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｅ ａ ｓ ｉ ｅ ｒ ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｔ ｈ ａ ｔ ａ ｌ ｌ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｄ ａ ｂ ｏ ｖ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｒ ｅ － ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｉ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ’ ｓ ｏ ｕ ｔ Ｐ ｕ ｔ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ． Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ 川５ ： ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ； ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ； Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ ； ｄ ａ ｒ ｋ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ
中
血 名
’
日
图２ 光电 二极管阵列工作时序
“
篡－ 轰篡
刀
ｒ ｒ
［
出 ． 采用积分放大可以有助于降低Ｍ Ｏ Ｓ 开关的瞬
态干扰和增大信号的动态范围． 电荷积分放大电路
！ １’ 夕Biblioteka １Ｑ ， 望，ｌ 一
图１ 光电二极管阵列等效电 路图
首先器件进行预扫描过程， 将感光二极管和补偿 二极管并联的电容充电到 Ｖ 汝 】 〕 ． 然后各 Ｍ Ｃ ６场效应 管均处于截止状态， 开始曝光过程． 曝光期间当光照 射到感光二极管阵列上时， 受到光照的感光二极管便 产生光电流． 与感光二极管并联的电容器在光电流和 暗电流的 综合作用下进行放电， 致使电 容的电荷量降 低． 当照射在感光二极管的光强不等时， 进人相同的 曝光时间后， 各存贮电容的电荷变化量与曝光量（ 人 射光的辐照度乘以曝光时间） 成正比， 把光强的空间 分布变成相应像素的电 荷量分布， 从而完成了光电 转 换． 曝光结束后， 进行信号扫描提取． 启动脉冲氛 引 导扫描开始， 移位寄存器在 吸 和仇 时钟的作用下就 产生依次延迟一拍的采样扫描信号使 Ｍ 〔 污场效应管 按顺序依次闭合， 对各个存贮电容进行再充电， 由于 充电电 荷量与曝光期间存贮电 容失去的电荷量相等， 所以 充电电 流脉冲即为我们要提取的光电视频信号． 当最后一像素被读取后， Ｅ Ｃ ６ 输出一低电平脉冲． 工 作时序如图２ 所示． 光电二极管阵列存在一个缺点， 就是视频输出 信号中的开关噪声比 较大． 这是因为各 二极管被扫描采样时， 采样脉冲的瞬变通过 Ｎ 叹 一 冷场 效应管的栅漏电容传人视频线上， 形成微分状尖脉 冲， 使光电二极管阵列输出 信号的信噪比降低． 而补 偿二极管由于被遮挡， 与其并联的电容器只能在暗电
收稿日期： ２ ０ ０ ７ 一 ０ １ 一 ０ ５ 作者简介： 申 爽（ ９７ １ ８ 一 ） ， 男， 博士生， 主要从事分析仪器的研究， ｄ ｓ ｌ ａｎ ｈ ｓｈ ｕ ａ 昭＠１ ３． ６ ｏ ｃ ． ｎ ｌ
万方数据
２ ０ ４ ０
电
子
器
件
第３ ０ 卷
图 １ 是５ ３ ９ ０ ４ 的等效电路图． 由图 １ 可以 看出， 它主要有四部分构成： ① Ｎ位完全相同的光敏二极 管阵列． 每个二极管上接有相同的存贮电容， 所有二
极管的阳 极端连在一起， 组成公共端． ② Ｎ位完全
相同的补偿二极管阵列． 它的参数和构成同光敏光 敏二极管阵列， 只是被遮挡， 不能感光， 它是用来补
流的作用下进行放电， 所以它的 视频信号输出只与暗 电 流和开关噪声有关． 将它与感光二极管的视频信号 进行差动处理， 可以 有效降低开关噪声和暗电流对输 出信号的 影响［ ， ｌ ３ 〕 ．
二极管阵列接口 电路． 接口电路将感光二极管阵列和补偿二极管阵列输出的信号经过积分放大处理后再进行差动放大， 降低 瞬态干扰和暗电流噪声对输出信号的影响． 对视频信号和无信号状态分别进行采样和保持， 同时触发多次模数转换信号， 以 利于数据采集和降噪处理． 测试结果表明， 以上措施有效降低了光电二极管阵列输出 信号的噪声． 关键词： 光电 二极管阵列； 接口 电 路； Ｃ Ｐ Ｄ； Ｌ 暗电流
ｑ几Ｒ
图３ 模拟处理电路
的输出电压Ｖ Ｏ ＝Ｖ ｎ Ｘｑ／ ｆ， Ｃ 其中 几 为与二极管 并接的存贮电容的电容值， ｎ 为存贮电容的上的信 Ｖ 号电压， ｆ 为积分电容的电容值． ｃ 在这里积分电容 为Ｑ 和 Ｑ， 因为光电二极管阵列的存贮电容约为 Ｉ Ｏ ｐ Ｆ 左右， 所以Ｑ 和 二 均取 １ ０ｐ Ｅ电路中的 Ａ Ｉ 和 凡 采用高输人阻抗的Ｊ Ｆ Ｅ Ｔ输人的运算放大器． Ｉ 和ｑ 主要负责释放积分电容上的电荷， Ｑ 使积分 电容能对下一个视频输人进行积分放大． 经过积分 处理的光电视频信号和补偿视频信号送人后续的差 动放大电路． Ｒ ｌ 、 Ｒ ： 、 Ｒ ３ 、 Ｒ ； 和 戊 构成差动放大电