[發明專利]一種帶有差分放大功能的小型化光電探測器

有效

• 申請號: 201710614963.4
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107389189B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 馬慧娟;王宇;季俊云;孟超;李丁
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;G01J1/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種帶有差分放大功能的小型化光電探測器，外圍設備為待測的激光器，激光器的出射光作為待測對象入射到帶有差分放大功能的小型化光電探測器中；其特征在于：主要由光電探測模塊和差分放大電路模塊兩部分組成；

前端的光電探測模塊主要負責收集待測激光器的出射光信號；所述光電探測模塊包括兩套光電二極管和兩套保護外殼；

后端的差分放大電路模塊用于對兩套光電二極管的探測信號進行差分放大處理；所述差分放大電路模塊主要由第一級放大電路、兩路電壓跟隨器、第二級差分放大電路組成；在第一級放大電路中包含兩條平行的放大電路支路，輸入來源于前端光電探測模塊探測到的光電流，兩條放大電路分別對兩路光電流信號進行放大后輸出做后續差分放大處理；

所述的前端的光電探測模塊中，第一套光電二極管和保護外殼包括第一雙管腳光電二極管(1-a)、第一探測器保護外殼(2-a)、第一SMA信號線端子(3-a)；第二套光電二極管和保護外殼包括第二雙管腳光電二極管(1-b)、第二探測器保護外殼(2-b)、第二SMA信號線端子(3-b)；

所述的后端的差分放大電路模塊包括第一運算放大器(4)，第二運算放大器(5)、第三運算器放大器(6)、第四運算放大器(7)、第五運算放大器(8)、第一電阻(9)、第二電阻(10)、第三電阻(11)、第四電阻(12)、第五電阻(13)、第六電阻(14)、第七電阻(15)、第八電阻(16)、第九電阻(17)、第十電阻(18)、第三SMA端口(19)、第四SMA端口(20)、第五SMA端口21、第六SMA端口(22)、第七SMA端口(23)、第一雙頭排針(24)、第二雙頭排針(25)、第三三頭排針(26)、第一電容(27)、第二電容(28)、第三電容(29)、第四電容(30)、第五電容(31)、第六電容(32)、第七電容(33)、第八電容(34)、第九電容(35)、第十電容(36)、第十一電容(37)、第十二電容(38)；所述的第一級放大電路包括第一運算放大器(4)、第二運算放大器(5)、第一電阻(9)、第二電阻(10)、第三電阻(11)、第四電阻(12)、第五電阻(13)、第二電容(28)、第三電容(29)、第八電容(34)、第九電容(35)、第三SMA端口(19)、第四SMA端口(20)、第一雙頭排針(24)、第二雙頭排針(25)；所述的兩路電壓跟隨器包括第四運算放大器(7)、第五運算放大器(8)、第五電容(31)、第六電容(32)、第十一電容(37)、第十二電容(38)、第五SMA端口21、第六SMA端口(22)；所述的第二級差分放大電路包括第七電阻(15)、第八電阻(16)、第三運算器放大器(6)、第十電阻(18)、第四電容(30)、第十電容(36)、第七SMA端口(23)；

第一套光電探測模塊的連接方式為，第一雙管腳光電二極管(1-a)的正極接第三SMA端口(19)的信號輸入端，第一雙管腳光電二極管(1-a)的負極接第三SMA端口(19)的屏蔽層；第二套光電探測模塊與第一套光電探測模塊的連接方式相同；光電二極管感應外圍激光器的出射光強，將光信號轉化成電流信號輸出給具有差分放大電路模塊；

差分放大電路模塊的連接方式體現為第一級放大電路、兩路電壓跟隨器、第二級差分放大電路的具體連接方式；第一級放大電路中第一支路的連接方式為，第一電阻(9)的左端接第三SMA端口(19)的信號輸入端，第一電阻(9)的右端接第一運算放大器(4)的反相輸入端，第三SMA端口(19)的屏蔽層接地；第二電阻(10)的左端接地，第二電阻(10)的右端接第一運算放大器(4)的正相輸入端；第三電阻(11)的左端接第一電阻(9)的右端，第三電阻(11)的右端接第一運算放大器(4)的信號輸出端；第一運算放大器(4)的信號輸出端接電壓跟隨器中第四運算放大器(7)的正相輸入端，同時，第一運算放大器(4)的信號輸出端接第一雙頭排針(24)的左端；

第一級放大電路中第二支路的連接方式為，第四電阻(12)的左端接第四SMA端口(20)的信號輸入端，第四電阻(12)的右端接第二運算放大器(5)的反相輸入端，第四SMA端口(20)的屏蔽層接地；第五電阻(13)的左端接地，第五電阻(13)的右端接第二運算放大器(5)的正相輸入端；第六電阻(14)的左端接第四電阻(12)的右端，第六電阻(14)的右端第二運算放大器(5)的信號輸出端；第二運算放大器(5)的信號輸出端接第五運算放大器(8)的正相輸入端，同時，第二運算放大器5的信號輸出端接第二雙頭排針(25)的左端；

與第一級放大電路中第一支路輸出電壓跟隨器的連接方式為，第四運算放大器(7)的反相輸入端接第四運算放大器(7)的信號輸出端，同時，第四運算放大器(7)的信號輸出端接第五SMA端口(21)的信號輸入端，第五SMA端口(21)的屏蔽層接地；與第一級放大電路中第二支路輸出電壓跟隨器的連接方式為，第五運算放大器(8)的反相輸入端接第五運算放大器(8)的信號輸出端，同時，第五運算放大器(8)的信號輸出端接第六SMA端口(22)的信號輸入端，第六SMA端口(22)的屏蔽層接地；

第二級差分放大電路的連接方式為，第七電阻(15)的左端接第一雙頭排針24的右端，第七電阻(15)的右端接運算放大器(6)的反相輸入端，第八電阻(16)的左端接第二雙頭排針(25)的右端，第八電阻(16)的右端接運算放大器(6)的正相輸入端，第九電阻(17)的左端接運算放大器的正相輸入端，第九電阻(17)的右端接地；第十電阻(18)的左端接運算放大器(6)的反相輸入端，第十電阻(18)的右端接運算放大器(6)的信號輸出端，運算放大器(6)的信號輸出端接第七SMA端口(23)的信號輸入端，第七SMA端口(23)的屏蔽層接地；第一運算放大器(4)～第五運算放大器(8)的電壓正極均接第三三頭排針(26)的左(上)端正電源V_CC，電壓負極均接第三三頭排針(26)的右(下)端負電源V_EE；第一電容(27)的左端接正電源V_CC，第一電容(27)的右端接地；第二電容(28)的左端接第一運算放大器(4)的正電源接口，第二電容(28)的右端接地；第八電容(34)的左端接第一運算放大器(4)的負電源接口，第八電容(34)的右端接地；第三電容(29)的左端接第二運算放大器(5)的正電源接口，第三電容(29)的右端接地；第八電容(34)的左端接第二運算放大器5的負電源接口，第八電容(34)的右端接地；第四電容(30)的左端接運算放大器(6)的正電源接口，第四電容(30)的右端接地；第九電容(35)的左端接運算放大器(6)的負電源接口，第九電容(35)的右端接地；第五電容(31)的左端接第四運算放大器(7)的正電源接口，第五電容(31)的右端接地；第十一電容(37)的左端接第四運算放大器(7)的負電源接口，第十一電容(37)的右端接地；第六電容(32)的左端接第五運算放大器(8)的正電源接口，第六電容(32)的右端接地；第十二電容(38)的左端接第五運算放大器(8)的負電源接口，第十二電容(38)的右端接地；第三SMA端口(19)～第七SMA端口(23)和第一電容(27)～第十二電容(38)的地線端均接第三三頭排針(26)的中端地線GND。