光电探测器的放大电路.ppt

*例.串联阻抗的噪声影响噪声条件：减小Ecs串联型ZsZcs第53页,共63页，2024年2月25日，星期天*ZsZcp并联型例.并联阻抗的噪声影响噪声条件：减小Icp：Icpt和IcpL热噪声电流噪声第54页,共63页，2024年2月25日，星期天*无源器件（电阻、电容、耦合变压器等）的选取1、电阻：尽量用金属膜电阻、线绕电阻，噪声指数：不用碳质、碳膜电阻，噪声指数：十几至几十。噪声指数：电阻两端每伏直流压降在十倍频程内产生的均方根噪声电压微伏值。2、电容：应选用损耗角小的云母电容或瓷介电容；大容量电容应选用漏电流小的钽电容。3、耦合变压器：主要应考虑在外加磁场作用下，由于磁化的不连续性而表现出的磁起伏噪声和外界干扰引入的噪声，故需好的磁屏蔽和静电屏蔽。第55页,共63页，2024年2月25日，星期天*电位器：线绕电位器固定电阻：金属膜电阻碳膜电阻金属膜电阻碳质电阻线绕电阻碳膜电位器线绕电位器实心电位器例.阻抗器件选择第56页,共63页，2024年2月25日，星期天*例.阻抗器件选择稳压管：选用击穿电压较低的齐纳型稳压管，并用钽电解电容并联以减小噪声。电容：大容量用钽电解电容，小容量用损耗角小的云母电容、瓷片电容瓷片电容云母电容插件式钽电解电容贴片式钽电解电容第57页,共63页，2024年2月25日，星期天*由于每一个元件都是一个噪声源，对系统的输出噪声都有贡献，因此为了减小输出端的噪声，提高信噪比，应尽量采用简单的耦合方式，在可能的情况下，应采用直接耦合（把前级的输出端直接或通过恒压器件接到下级输入端）方式，从而消除耦合网络所带来的噪声。在迫不得已要采用耦合网络时，注意遵循上述原则。第58页,共63页，2024年2月25日，星期天*串联反馈的影响，等效于反馈合成电阻（反馈支路的总电阻）与信号源（探测器）串联；串联负反馈：反馈合成电阻En/In并联反馈的影响，等效于反馈合成电阻与信号源并联并联负反馈：反馈合成电阻En/In二.负反馈电路的设计考虑第59页,共63页，2024年2月25日，星期天*例.电压串联负反馈电路的噪声影响电压串联负反馈对噪声的的影响等效于将负反馈合成电阻与源内阻串联！方志豪，《晶体管低噪声放大电路》，p130负反馈合成电阻实际电路电路简图噪声模型等效噪声模型第60页,共63页，2024年2月25日，星期天*例.电压并联负反馈电路的噪声影响实际电路电路简图噪声模型等效噪声模型电压并联负反馈对噪声的的影响等效于将负反馈合成电阻与源内阻并联！第61页,共63页，2024年2月25日，星期天*三.放大器偏置电路的设计考虑第62页,共63页，2024年2月25日，星期天*感谢大家观看第63页,共63页，2024年2月25日，星期天*第21页,共63页，2024年2月25日，星期天*噪声系数的概念仅仅适用于线性电路（线性放大器）。对于非线性电路而言，不仅得不到线性放大，而且信号和噪声、噪声和噪声之间会相互作用，即使电路本身不产生噪声，在输出端的信噪比和输入端的也不相同。因此噪声系数的概念就不能适用。以上公式仅适用于纯电阻信号源且放大器En、In噪声不相关的情况。更一般为复源复相关，即：信号源非纯阻性器件：复阻抗为Z=Rs＋jXs放大器En、In噪声相关：r=Re(r)＋jIm(r)当传感器是纯电抗源（例如光电传感器和压电传感器），噪声系数F失去意义。按推导式一计算，此时信号源噪声功率为零，F趋于无穷。因此，对于纯电抗源的前置放大器噪声性能是采用等效输入噪声电压来衡量的。即运用En－In模型来进行计算。见课本P267公式噪声系数的几点说明第22页,共63页，2024年2月25日，星期天*噪声匹配举例：例：热电偶；热释电探测器；反偏光电二级管--常用器件最佳源电阻分布示意图第23页,共63页，2024年2月25日，星期天*五、噪声匹配1、用输入变压器实现噪声匹配（1）应用对象：适用于解决信号源电阻小于最佳源电阻情形下的噪声匹配问题。（2）原理：选用适当变压比第24页,共63页，2024年2月25日，星期天*2、利用并联放大器的方法实现噪声匹配N个完全相同的放大器并联，如下图所示，该方法等效于减小，使第25页,共63页，