论文编号:ZD1661 论文字数:17089
光信号示波器接收头研制的设计
摘 要
光电传感器是将光转化成电的器件。由于它的精度高，反应快，在军事、民用电器和工业控制上的应用十分广泛。本文首先分析了光电传感器的特点、分类和发展现状，提出使用PIN光电二极管的原因，并详细介绍其特点。在设计要求下，分析实现的方法和途径。由于PIN光电二极管输出为电流，而示波器显示一般用电压，所以用电流-电压转换电路实现电流到电压的转换。这样就能实现在示波器上显示光信号了，即达到了目的。
在整个电路中也要考虑放大的问题。但是在实现电流-电压转换的时候，用的电流-电压反馈电路，我们可以在反馈电阻的使用上达到目的，即在光电二极管的光电流一定的前提下，反馈电阻越大，电压越大。同时，我们还可以根据示波器本身电压倍数可以调节，来达到放大电路的目的。
任何电路都不能离开电源。在本设计中，要使用到集成运放CA3140。我们使用220V-9V的变压器，再利用交流直流转换器，实现交流到直流的转换，并用电容调整波形，最后提供直流电源。
当然，上面所提到的只是设计的思路，我们还需要仿真模拟。在本设计中，我们使用了电路仿真软件multisim。在该软件中，我们得到了理想的仿真结果，达到了设计的要求。
关键词： PIN光电二极管，电流电压转换，multisim仿真软件
ABSTRACT
...
目 录
中文摘要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
1绪论1
1.1 光电传感器1
1.1.1光电传感器的原理1
1.1.2 光电传感器的分类1
1.1.3光电传感器的应用和发展现状2
1.2 光探测器2
1.3主要工作4
1.4实现途径4
2 PIN光电二极管6
2.1光电效应6
2.1.1光电导效应6
2.1.2光伏效应8
2.2 PIN光电二极管结构9
2.3 PIN光电二极管的主要特性………………………………………………………………10
2.3.1 伏安特性2.3 PIN光电二极管的主要特性…………………………………………10
2.3.2量子效率η11
2.3.3响应度R011
2.3.4响应速度11
3 PIN光电检测电路12
3.1基本电路分析12
3.2噪声分析13
3.2.1散粒噪声14
3.2.2热噪声14
3.3减小噪声的改进电路16
3.4设计PIN光电检测电路的一般原则17
4设计与仿真18
4.1设计的检测电路18
4.2集成运放CA314019
4.3 电路的仿真20
4.3.1 仿真软件介绍20
4.3.2仿真实验20
5驱动电源的设计24
5.1 整流电路的设计24
5.1.1半波整流电路24
5.1.2全波整流电路26
5.1.3桥式整流电路27
5.2电容滤波电路29
5.2.1滤波的基本概念29
5.2.2电容滤波电路 30
5.2.3滤波原理30
5.2.4电容滤波电路参数的计算31
6 硬件制作与调试32
6.1硬件制作32
6.2硬件调试32
7 结束语35
7.1 本论文工作总结35
7.2 有待完善之处35
参考文献37
