激光外差玻璃厚度測量系統(tǒng)檢測電路的設(shè)計(jì)

作者：時(shí)間：2012-07-02 來源：網(wǎng)絡(luò)

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第二種光電檢測電路如圖5所示，在光伏模式的基礎(chǔ)上，用由R1、R2、R3(阻值均較小)3個(gè)電阻構(gòu)成T型電阻網(wǎng)絡(luò)來代替反饋電阻R，電路優(yōu)點(diǎn)電阻的寄生電容的影響小，信號(hào)頻帶寬度較大，原因是用小阻值電阻組成的T型電阻網(wǎng)絡(luò)代替大阻值的反饋電阻R，T型電阻網(wǎng)絡(luò)RT=R1+R2 +R1R2／R3；缺點(diǎn)是電路的噪聲較大，精度較差，原因是集成運(yùn)放的電壓噪聲及電阻、偏移電壓、都被T型電阻網(wǎng)絡(luò)放大了1+R2／R3倍，而R2／R3>>1。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/193649.htm

綜合上面兩種檢測電路的優(yōu)點(diǎn)，文中設(shè)計(jì)的光電檢測電路如圖6所示，電路在集成運(yùn)放的輸出端加一個(gè)RC濾波器，濾掉經(jīng)過集成運(yùn)放放大的噪聲，同時(shí)限制了放大器輸出信號(hào)的帶寬，在集成運(yùn)放反相端與輸出端并聯(lián)電容Cf1用來補(bǔ)償PIN光電二極管結(jié)電容引起的相位滯后，控制噪聲增益峰值，電容Cf1用來補(bǔ)償RC濾波環(huán)節(jié)引起的相角滯后。

3 電路主要元件參數(shù)設(shè)計(jì)
3．1 光電二極管的選擇
根據(jù)檢測信號(hào)的特點(diǎn)，選擇光電器件噪聲要低，此設(shè)計(jì)選擇PIN型光電二極管，其具有響應(yīng)速度最快，光電響應(yīng)線性好，光譜響應(yīng)波段為400～1 100 nm；暗電流噪聲最低，且其價(jià)格低廉、驅(qū)動(dòng)電壓低、體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此適合本設(shè)計(jì)中弱光信號(hào)檢測。
3．2 運(yùn)放的選擇
在選用運(yùn)放時(shí)，應(yīng)選用低噪聲、輸入失調(diào)電流小的運(yùn)放，選擇在敏感噪聲頻段CMRR較高的運(yùn)放。本設(shè)計(jì)采用了OP07或OP27型號(hào)的運(yùn)放。
3．3 其他元件的選擇
電路中電阻，電容的參數(shù)選擇時(shí)，應(yīng)該考慮信號(hào)的頻率補(bǔ)償、噪聲特性及增益帶寬，所以電阻選擇精度高，噪聲系數(shù)小的金屬電阻，電容選擇損耗角小的云母電容。令RC=RfCf1，C=Cf1=Cf2，則：

一般在Q=0．5，fo小于150 kHz時(shí)Cf和Cd值比較接近，電路具有很好的響應(yīng)特性和噪聲特性，由(1)，(2)式計(jì)算得：Cf=1nF，Rf=2MΩ，R=1 kΩ。

4 結(jié)束語
激光外差檢測電路是一種基于單元電路總體集成設(shè)計(jì)的電路，具有成本低、檢測精度高、線性度好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快等優(yōu)勢。通過對(duì)電路分析，并在萬能板安裝測試表明：其完全適用玻璃厚度測量系統(tǒng)差頻信號(hào)的檢測，但該檢測電路輸出的信號(hào)還十分微弱，仍含有其它干擾成份，還需要經(jīng)濾波，放大整形處理后，數(shù)據(jù)處理模塊才能識(shí)別。