光电检测电路的带宽
发布时间:2015/5/7 20:23:04 访问次数:1235
电子系统的带宽Af在低噪声前置放大及耦合电路的设计中是一个重要的参数, B69000它与系统的性能有密切的关系。由于探测系统所接收的信号光功率占有的频谱范围都是有限的,而噪声频谱的范围可认为是无限的。所以,在保证信号有效带宽的前提下,限制电子系统的通频带可以有效地抑制噪声。
通常电路带宽的选择是以保持信号频谱中绝大部分能量通过而削掉部分频谱能量较低的高频分量为原则,对信噪比和信号失真折中考虑。例如,要检出正弦调幅信号,则带宽只要能通过中心频率加边频分量就够了。对于调频信号则可近似取为
ALf m =2(MF+1) Af (4-51)
式中,Afm为所需带宽;MF是FM调制系数;Af是负载波引起的频移。
对于脉冲信号,其主要频谱能量集中在Af =0~l/-r以内(丁为脉冲宽度)。在实际系统中,从提高信噪比的角度考虑,并不要求保持脉冲信号的形状。所以通常按实际需要牺牲高频分量,保持必要的脉冲特性。也有少数系统要求保持脉冲形状不失真或失真很小,这就要求能通过较多的高频分量。
放大器对矩形脉冲的响应特性与放大器带宽有关,如图4 - 51所示,说明了所需保持的脉冲波形与电路的3dB带宽Af之间的关系,其中,下为输入脉冲宽度。矩形脉冲的脉宽越窄,要求放大器的带宽就越宽。否则矩形脉冲将会被展宽,其幅度也随之下降。如图中A[r=0.25的曲线所示。随着Af加宽,输出信号与带宽平方成正。此峰值功率上升,响应时间缩短,如A[r=0.5的曲线所示。当带宽再增加时,响应时间减小,输出信号的峰值功率很快达到常数且与带宽无关。由于输出噪声功率随带宽线性增加,因而,有一个最佳带宽,脉冲峰值功率和噪声功率之比为最大。对于矩形脉冲,当ALfr=0.5对出现最大值;对于其他各种形状的脉冲来说,获得信噪比最佳的带宽都在A[r=0.25~0.75的范围内。
电子系统的带宽Af在低噪声前置放大及耦合电路的设计中是一个重要的参数, B69000它与系统的性能有密切的关系。由于探测系统所接收的信号光功率占有的频谱范围都是有限的,而噪声频谱的范围可认为是无限的。所以,在保证信号有效带宽的前提下,限制电子系统的通频带可以有效地抑制噪声。
通常电路带宽的选择是以保持信号频谱中绝大部分能量通过而削掉部分频谱能量较低的高频分量为原则,对信噪比和信号失真折中考虑。例如,要检出正弦调幅信号,则带宽只要能通过中心频率加边频分量就够了。对于调频信号则可近似取为
ALf m =2(MF+1) Af (4-51)
式中,Afm为所需带宽;MF是FM调制系数;Af是负载波引起的频移。
对于脉冲信号,其主要频谱能量集中在Af =0~l/-r以内(丁为脉冲宽度)。在实际系统中,从提高信噪比的角度考虑,并不要求保持脉冲信号的形状。所以通常按实际需要牺牲高频分量,保持必要的脉冲特性。也有少数系统要求保持脉冲形状不失真或失真很小,这就要求能通过较多的高频分量。
放大器对矩形脉冲的响应特性与放大器带宽有关,如图4 - 51所示,说明了所需保持的脉冲波形与电路的3dB带宽Af之间的关系,其中,下为输入脉冲宽度。矩形脉冲的脉宽越窄,要求放大器的带宽就越宽。否则矩形脉冲将会被展宽,其幅度也随之下降。如图中A[r=0.25的曲线所示。随着Af加宽,输出信号与带宽平方成正。此峰值功率上升,响应时间缩短,如A[r=0.5的曲线所示。当带宽再增加时,响应时间减小,输出信号的峰值功率很快达到常数且与带宽无关。由于输出噪声功率随带宽线性增加,因而,有一个最佳带宽,脉冲峰值功率和噪声功率之比为最大。对于矩形脉冲,当ALfr=0.5对出现最大值;对于其他各种形状的脉冲来说,获得信噪比最佳的带宽都在A[r=0.25~0.75的范围内。
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