[實(shí)用新型]基于零外差的高寬帶平衡探測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720690799.0
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN207490939U
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏正軍;關(guān)洪果;郭夢月;王金東;郭健平
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: H04B10/63
• 分類號: H04B10/63;H03F3/08;H03F3/45
• 代理公司: 廣州番禺容大專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本實(shí)用新型公開了一種基于零外差的高寬帶平衡探測器，包括由三對相互對稱的穩(wěn)壓芯片組成的穩(wěn)壓電路，一對相互對稱的光電二極管組成的光電轉(zhuǎn)換電路，一個(gè)電壓基準(zhǔn)電路，一個(gè)可調(diào)節(jié)直流偏移的第一級跨阻放大器，以及一個(gè)可提供作為選擇和測試的第二級跨阻放大器，接收到的光信號通過上下兩個(gè)相互對稱的光電二極管轉(zhuǎn)化為電流信號合二為一后進(jìn)入第一級跨阻放大器的反相輸入端，電信號轉(zhuǎn)換成為電壓信號，此信號一部分作為負(fù)反饋信號返回第一級跨阻放大器的反相輸入端，大部分經(jīng)過第一級跨阻放大器輸出端流出進(jìn)行檢測或者進(jìn)入第二級跨阻放大器流出進(jìn)行檢測。本實(shí)用新型通過上下完全對稱的電路特點(diǎn)，能夠精確的檢測到寬范圍的光信號大小。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光電探測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于零外差的高寬帶平衡探測器。

背景技術(shù)

在光電領(lǐng)域，光電探測器是不可或缺的一部分，如果沒有光電探測器的存在，光電領(lǐng)域也不可能有如今的飛速發(fā)展。其中，相干光探測一直是光電領(lǐng)域里光通信方面的研究熱點(diǎn)。而平衡探測器的出現(xiàn)就是為了解決相干光探測中存在的問題。平衡探測器主要應(yīng)用于空間光通信相干探測系統(tǒng)的接收端，探測器核心包括光電二極管和跨阻放大器，要求其輔助電路及兩只光電二極管的一致性要盡可能的高。由于結(jié)構(gòu)上相互對稱的特點(diǎn)，平衡探測器對共模干擾有很強(qiáng)的抑制作用。相比于直接探測的光電探測器，采用平衡探測器進(jìn)行相干光探測，接收靈敏度提高約20dB左右，顯著消除了接收機(jī)噪聲和電子線路噪聲對微弱信號檢測的影響。平衡探測器的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠較大程度上消除共模干擾，并且對微弱信號檢測能力較強(qiáng)。平衡探測器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)其對稱性設(shè)計(jì)，包括電路本身的對稱性設(shè)計(jì)，以及對所用元器件的參數(shù)離散的冗余度。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提出一種基于零外差的高寬帶平衡探測器。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)手段解決上述問題：

一種基于零外差的高寬帶平衡探測器，包括相互對稱的第一正電壓穩(wěn)壓電路、第一負(fù)電壓穩(wěn)壓電路，相互對稱的第二正電壓穩(wěn)壓電路、第二負(fù)電壓穩(wěn)壓電路，相互對稱的第一光電轉(zhuǎn)換電路、第二光電轉(zhuǎn)換電路，一個(gè)電壓基準(zhǔn)電路，一個(gè)可調(diào)節(jié)直流偏移的第一級放大電路，第一正電壓穩(wěn)壓電路輸出端連接第一光電轉(zhuǎn)換電路輸入端，第一負(fù)電壓穩(wěn)壓電路輸出端連接第二光電轉(zhuǎn)換電路輸入端，第一光電轉(zhuǎn)換電路輸出端和第二光電轉(zhuǎn)換電路輸出端連接第一級放大電路反相輸入端，電壓基準(zhǔn)電路連接第一級放大電路正相輸入端，第一級放大電路還分別連接第二正電壓穩(wěn)壓電路和第二負(fù)電壓穩(wěn)壓電路，第一級放大電路輸出端連接第一級放大電路反相輸入端；

第一正電壓穩(wěn)壓電路為第一光電轉(zhuǎn)換電路提供合適的偏置電壓，第一負(fù)電壓穩(wěn)壓電路為第二光電轉(zhuǎn)換電路提供合適的偏置電壓，第二正電壓穩(wěn)壓電路、第二負(fù)電壓穩(wěn)壓電路為第一級放大電路提供合適的偏置電壓，電壓基準(zhǔn)電路為第一級放大電路的直流偏移調(diào)整提供一個(gè)電壓基準(zhǔn)；

第一光電轉(zhuǎn)換電路、第二光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成的電流作差分合并成為一路流入第一級放大電路的反相輸入端，電流經(jīng)過第一級放大電路轉(zhuǎn)換為電壓信號增益放大后從輸出端輸出增益放大后電壓信號，此信號一部分作為負(fù)反饋信號返回第一級放大電路反相輸入端，提升增益放大的穩(wěn)定性和防止輸出失真，大部分經(jīng)過第一級放大電路輸出端流出進(jìn)行檢測。