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光电检测电路频率特性的设计

发布时间:2015/5/7 20:27:09 访问次数:716

   在保证所需检测灵敏度的前提下获得最好的线性不失真和频率不失真,是光B7900031电检测电路设计的两个基本要求,前者属于静态设计的基本内容,后者是检测电路频率特性设计需要解决的问题。通常,快速变化的复杂信号可以看作是若干不同谐波分量的叠加,对于确定的环节,描述它对不同谐波输入信号的响应能力的频率特性是唯一确定的,对于多数检测系统,可以用其组成单元的频率特性间的简单计算得到系统的综合频率特性,有利于复杂系统的综合分析。

   信号的频率失真会使某些谐波分量的幅度和相位发生变化导致合成波形的畸变。因此,为避免频率失真,保证信号的全部频谱分量不产生非均匀的幅度衰减和附加的相位变化,检测电路的通频带应以足够的宽裕度覆盖住光信号的频谱分布。

   检测电路频率特性的设计大致包捂以下三个基本内容:

   (1)对输入光信号进行傅里叶频谱分析,确定信号的频率分布;

   (2)确定多数光电检测电路的允许通频带宽和上限截止频率;

   (3)根据级联系统的带宽计算方法,确定单级检测电路的阻容参数。

   下面通过一个实例具体介绍频率特性的设计方法。

   用2DU1型光敏二极管和两级相同的放大器组成光电检测电路。被测光信号的波形如图4 -54(a)所示,脉冲重复频率,=200kHz,脉宽t0=0.Sys,脉冲幅度1V,设光敏二极管的结电容Cj =3pF,输入电路的分布电容Co =5pF,请设计该电路的阻容参数。

    解:(1)分析输入光信号的频谱,确定检测电路的总频带宽度。

   根据傅里叶变换函数表,对应图4 - 54(a)的时序信号波形,可以得到如图4-54(b)所示的频谱分布图,周期为T= l/f的方波脉冲时序信号,其频谱是离散的,谱线的频率间隔为Af=1/T= 200kHz,频谱包络线零值点的分布间隔为F=l/to =2MHz。

   在保证所需检测灵敏度的前提下获得最好的线性不失真和频率不失真,是光B7900031电检测电路设计的两个基本要求,前者属于静态设计的基本内容,后者是检测电路频率特性设计需要解决的问题。通常,快速变化的复杂信号可以看作是若干不同谐波分量的叠加,对于确定的环节,描述它对不同谐波输入信号的响应能力的频率特性是唯一确定的,对于多数检测系统,可以用其组成单元的频率特性间的简单计算得到系统的综合频率特性,有利于复杂系统的综合分析。

   信号的频率失真会使某些谐波分量的幅度和相位发生变化导致合成波形的畸变。因此,为避免频率失真,保证信号的全部频谱分量不产生非均匀的幅度衰减和附加的相位变化,检测电路的通频带应以足够的宽裕度覆盖住光信号的频谱分布。

   检测电路频率特性的设计大致包捂以下三个基本内容:

   (1)对输入光信号进行傅里叶频谱分析,确定信号的频率分布;

   (2)确定多数光电检测电路的允许通频带宽和上限截止频率;

   (3)根据级联系统的带宽计算方法,确定单级检测电路的阻容参数。

   下面通过一个实例具体介绍频率特性的设计方法。

   用2DU1型光敏二极管和两级相同的放大器组成光电检测电路。被测光信号的波形如图4 -54(a)所示,脉冲重复频率,=200kHz,脉宽t0=0.Sys,脉冲幅度1V,设光敏二极管的结电容Cj =3pF,输入电路的分布电容Co =5pF,请设计该电路的阻容参数。

    解:(1)分析输入光信号的频谱,确定检测电路的总频带宽度。

   根据傅里叶变换函数表,对应图4 - 54(a)的时序信号波形,可以得到如图4-54(b)所示的频谱分布图,周期为T= l/f的方波脉冲时序信号,其频谱是离散的,谱线的频率间隔为Af=1/T= 200kHz,频谱包络线零值点的分布间隔为F=l/to =2MHz。

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