光電檢測電路頻率特性的設計
發布時間:2015/5/7 20:27:09 訪問次數:698
在保證所需檢測靈敏度的前提下獲得最好的線性不失真和頻率不失真,是光B7900031電檢測電路設計的兩個基本要求,前者屬于靜態設計的基本內容,后者是檢測電路頻率特性設計需要解決的問題。通常,快速變化的復雜信號可以看作是若干不同諧波分量的疊加,對于確定的環節,描述它對不同諧波輸入信號的響應能力的頻率特性是唯一確定的,對于多數檢測系統,可以用其組成單元的頻率特性間的簡單計算得到系統的綜合頻率特性,有利于復雜系統的綜合分析。
信號的頻率失真會使某些諧波分量的幅度和相位發生變化導致合成波形的畸變。因此,為避免頻率失真,保證信號的全部頻譜分量不產生非均勻的幅度衰減和附加的相位變化,檢測電路的通頻帶應以足夠的寬裕度覆蓋住光信號的頻譜分布。
檢測電路頻率特性的設計大致包捂以下三個基本內容:
(1)對輸入光信號進行傅里葉頻譜分析,確定信號的頻率分布;
(2)確定多數光電檢測電路的允許通頻帶寬和上限截止頻率;
(3)根據級聯系統的帶寬計算方法,確定單級檢測電路的阻容參數。
下面通過一個實例具體介紹頻率特性的設計方法。
用2DU1型光敏二極管和兩級相同的放大器組成光電檢測電路。被測光信號的波形如圖4 -54(a)所示,脈沖重復頻率,=200kHz,脈寬t0=0.Sys,脈沖幅度1V,設光敏二極管的結電容Cj =3pF,輸入電路的分布電容Co =5pF,請設計該電路的阻容參數。
解:(1)分析輸入光信號的頻譜,確定檢測電路的總頻帶寬度。
根據傅里葉變換函數表,對應圖4 - 54(a)的時序信號波形,可以得到如圖4-54(b)所示的頻譜分布圖,周期為T= l/f的方波脈沖時序信號,其頻譜是離散的,譜線的頻率間隔為Af=1/T= 200kHz,頻譜包絡線零值點的分布間隔為F=l/to =2MHz。
在保證所需檢測靈敏度的前提下獲得最好的線性不失真和頻率不失真,是光B7900031電檢測電路設計的兩個基本要求,前者屬于靜態設計的基本內容,后者是檢測電路頻率特性設計需要解決的問題。通常,快速變化的復雜信號可以看作是若干不同諧波分量的疊加,對于確定的環節,描述它對不同諧波輸入信號的響應能力的頻率特性是唯一確定的,對于多數檢測系統,可以用其組成單元的頻率特性間的簡單計算得到系統的綜合頻率特性,有利于復雜系統的綜合分析。
信號的頻率失真會使某些諧波分量的幅度和相位發生變化導致合成波形的畸變。因此,為避免頻率失真,保證信號的全部頻譜分量不產生非均勻的幅度衰減和附加的相位變化,檢測電路的通頻帶應以足夠的寬裕度覆蓋住光信號的頻譜分布。
檢測電路頻率特性的設計大致包捂以下三個基本內容:
(1)對輸入光信號進行傅里葉頻譜分析,確定信號的頻率分布;
(2)確定多數光電檢測電路的允許通頻帶寬和上限截止頻率;
(3)根據級聯系統的帶寬計算方法,確定單級檢測電路的阻容參數。
下面通過一個實例具體介紹頻率特性的設計方法。
用2DU1型光敏二極管和兩級相同的放大器組成光電檢測電路。被測光信號的波形如圖4 -54(a)所示,脈沖重復頻率,=200kHz,脈寬t0=0.Sys,脈沖幅度1V,設光敏二極管的結電容Cj =3pF,輸入電路的分布電容Co =5pF,請設計該電路的阻容參數。
解:(1)分析輸入光信號的頻譜,確定檢測電路的總頻帶寬度。
根據傅里葉變換函數表,對應圖4 - 54(a)的時序信號波形,可以得到如圖4-54(b)所示的頻譜分布圖,周期為T= l/f的方波脈沖時序信號,其頻譜是離散的,譜線的頻率間隔為Af=1/T= 200kHz,頻譜包絡線零值點的分布間隔為F=l/to =2MHz。
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