模拟电路

放大器设计-光电放大电路噪声分析-实践

http://download.csdn.net/detail/u012176730/9727079 可看该pdf,里面格式更加工整 另一篇是关于控制系统的 http://download.csdn.net/detail/u012176730/9727083 该实际设计包括两部分,分别是前级互阻放大器设计,次级放大器设计; 3.1 互阻放大器设计 开始实际设计前,必须要知道所有可控制得参数。 图 11 互阻放大电路的最初拓补结构 图 13 和图 13 所示:在780nm 处,转换的系数大致在 0.5A/W。而我们实际 入射的光功率约为 50uW,所以我们会得到的光电流约为 IIN=25uA。我们想要得 到的输出是 5V,所以我们需要一共对这个电流进行 200k 倍的放大。这里的 200k 包括了第一季放大和第二级放大。第一级放大主要利用互阻放大器,使得电流转 换成电压,放大的倍数取决于 R2。可是 R2 作为输出的负载也直接影响了上升时间,具体见图12; 图 12 S2386 负载与上升时间 由于激光调制的存在,所以我们的光功率信号的频谱最大可以达到 200KHz 附近。一般的,BW=0.35/Tr,也就是说 Tr=0.35/BW=1.75us,所以我们把 R2 定 在了 5K 欧姆,这是为了尽量减轻后级放大的压力,也不破坏 S2386 响应的折中。 图 13 光电转换系数 除了上升时间这个参数,还有许多参数需要我们关注,暗电流 ID,端电容 Ct,并联电阻 RSH,以上三个参数直接影响到我们接下来的芯片的选型和低噪的 大小。 图 14 S2386‐18L参数 暗电流就是在没有光的情况下,光电二极管上的流动的静态电流。这里ID=2pA,这个 2pA 最终会影响到输出直流误差(这里我们不讨论误差),也会产生暗电流散弹噪声,该散弹噪声具备白噪声特点,噪声频谱宽而均匀。暗电流 引起的散弹噪声大小为: iSD=rt(2*q*ID) 所以暗电流散弹噪声为 iSD =rt(2*1.6*10^(-19)*2*10^(-12))=rt(64*10^(-32))=0.8fA/rtHz; 而并联电阻 RSH 带来的热噪声也是白噪声,这里的值约为 10G 欧姆。为了方 便讨论,用电流噪声来表示: