[實(shí)用新型]一種可選擇通道增益范圍的光電探測裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820792614.1
• 申請(qǐng)日: 2018-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN208313429U
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王可寧;呂文濤;馮嘉雙;高明;王偉;張雄星;陳海濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01J1/44
• 分類號(hào): G01J1/44;H03F1/26;H04B10/69
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

本實(shí)用新型涉及一種可選擇通道增益范圍的光電探測裝置，該技術(shù)方案包括：光電二極管、跨阻放大電路、同相比例運(yùn)算放大電路和級(jí)間反饋電路。光信號(hào)經(jīng)光電二極管轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，輸出到跨阻放大電路，跨阻運(yùn)放的反相輸入端接電流輸入信號(hào)，同相輸入端接地，跨阻運(yùn)放輸出通過反饋電阻連接至其反相輸入端，同時(shí)作為同相比例運(yùn)算放大電路的輸入信號(hào)接同相比例運(yùn)放的同相輸入端，同相比例運(yùn)放的反相輸入端通過電阻接地，并通過反饋電阻將同相比例運(yùn)放電路的輸出反饋至其反相輸入端，通過級(jí)間反饋電阻將同相比例運(yùn)放電路的輸出反饋至跨阻放大電路運(yùn)放的反相輸入端。該光電探測電路，可以實(shí)現(xiàn)多通道的增益模式，并能顯著增大可探測輸入光功率的動(dòng)態(tài)范圍。

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可選擇通道增益范圍的光電探測裝置。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，光通信技術(shù)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。前置光電探測電路作為光通信技術(shù)的重要組成部分，其性能直接決定著整個(gè)光接收機(jī)的性能。目前，常用的光接收機(jī)的前置光電探測電路有三種，分別為：高阻前置放大器、低阻前置放大器和跨阻前置放大器。高阻前置放大器增益大、靈敏度高，但是動(dòng)態(tài)范圍小；低阻前置放大器動(dòng)態(tài)范圍大，但是增益小，靈敏度低；跨阻前置放大器采用高輸入阻抗負(fù)反饋結(jié)構(gòu)，靈敏度高，增益大，動(dòng)態(tài)范圍大。所以光接收機(jī)中通常采用跨阻前置放大器。傳統(tǒng)的跨阻前置放大器將光電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過主放大器放大電壓信號(hào)。現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：1、當(dāng)探測光功率較小的輸入光時(shí)，信號(hào)信噪比低，信號(hào)會(huì)淹沒在噪聲中，無法準(zhǔn)確探測到有用信號(hào)；2、在探測光功率較大的輸入光時(shí)，由于跨阻增益較大，可能會(huì)造成信號(hào)的飽和失真。因此，傳統(tǒng)的跨阻前置放大器動(dòng)態(tài)范圍小，為了提高動(dòng)態(tài)范圍，通常會(huì)犧牲部分增益。

實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型提供了一種可選擇通道增益范圍的光電探測裝置，可根據(jù)光功率大小的不同，選擇不同的增益模式，在不犧牲增益的同時(shí)，保證了可探測輸入光功率的動(dòng)態(tài)范圍。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種可選擇通道增益范圍的光電探測裝置，包括光電二極管、跨阻放大電路、同相比例運(yùn)算放大電路和級(jí)間反饋電路，所述跨阻放大電路由跨阻運(yùn)放A1和反饋電阻R₁組成，光電二極管D1輸出的電流信號(hào)接到跨阻放大電路中運(yùn)放A1的反相輸入端，A1的同相輸入端接地，跨阻運(yùn)放反饋電阻R₁由A1的輸出端接到A1的反向輸入端；同相比例運(yùn)算放大電路運(yùn)放A2的同相輸入端接A1的輸出端，A2的反向輸入端接電阻R₃再接地，同相反饋電阻R₄由運(yùn)放A2的輸出端接到A2的反向輸入端，級(jí)間反饋電路由級(jí)間反饋電阻R₂構(gòu)成，R₂一端接運(yùn)放A2的輸出端，一端接光電二極管的輸出端。

上述電路中還包括第二同相比例運(yùn)算放大電路和第二級(jí)間反饋電路，所述第二同相比例運(yùn)算放大電路由運(yùn)放A3和電阻R₆和R₇組成，運(yùn)放A3的同相輸入端接運(yùn)放A2的輸出端，A3的反向輸入端接電阻R₆再接地，同相反饋電阻R₇一端接運(yùn)放A3的輸出端，另一端接A3的反向輸入端；所述第二路級(jí)間反饋電路由級(jí)間反饋電阻R₃構(gòu)成，R₃一端接運(yùn)放A3的輸出端，一端接運(yùn)放A1的反向輸入端。

上述同相比例運(yùn)算放大電路和級(jí)間反饋電路分別包括對(duì)應(yīng)的N路。

上述光電二極管D1為PIN光電二極管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：

針對(duì)待探測光功率變化范圍較大的光信號(hào)，通過多路級(jí)間反饋，選擇合適的增益模式。當(dāng)光功率較大時(shí)，選擇較小的增益通道，保證信號(hào)不會(huì)飽和失真；當(dāng)光功率較小時(shí)，選擇較大的增益通道，提高信噪比，保證信號(hào)不會(huì)淹沒在噪聲中。同時(shí)本實(shí)用新型的前置光電探測器可根據(jù)實(shí)際需要擴(kuò)充為N個(gè)增益通道，在不犧牲增益的同時(shí)，也保證了可探測光功率的動(dòng)態(tài)范圍。

附圖說明