[求助]光电二极管的放大电路

lzldnn · 发表于 2006-5-20 02:16:00

最近在搭一个光电二极管的检测电路，在做之前，查了一些资料，做了一个设计，决定用两级放大来实现。由于我不是学模电的，在电路电子方面的知识只懂些皮毛，查资料就花了相当长的时间。我最后采用的是一个很常规的做法，前级用偏流小的运放做电流转电压，次级用低噪声运放做正相电压放大。前级的运放我开始选择了BB（现在已经并到TI了吧？）的OPA128，不过我在力源一问，600多一片，吓晕了。还好又查了查，发现偏流在亚pA级的运放还有很多，BB公司自己的就有OPA111，OPA129等，而且OPA129U是可以买到的，还可以申请到free sample，就决定用它来了。次级放大用了OP07/OP77，这个也不贵。整个电路的电容选用的是漏电小的钽电容和聚苯电容，用双15V开关电源供电，采用了单点接地，地就是开关电源的公共地，而且前级为了避免干扰电流窜入输入级还按照OPA129的说明进行了shield保护。光电二极管（我用的是圆窗的2CU)接到BNC母头上之后用铜套封住，给进光面留有小孔，然后通过同轴线缆接到放大电路中。原理图见附件。

当时原理图出来之后觉得这个应该没有什么太大的问题，好像UDT sensors推荐的放大电路就是这样的，我没有做过多的试验就去开了PCB，然后买回元件一一焊上。结果非常令人失望，前级输出总是一个-15V左右的电压，不管光电二极管对的光源角度如何，输出不变，哪怕把PD取下来之后，前级还是输出一个-15V的电压。我思考了半天，总找不到原因，最后无奈，把电路中的其他元件都卸下，前级和次级断开，只留了OPA129U、反馈电阻和平衡电阻。发现还是照旧输出一个15V的电压。我把反馈电阻和平衡电阻同时换成了1M之后，输出变小了，可还是有+2V－3V，同样与PD无关。等我把反馈电阻和平衡电阻换成10M之后，这个时候好像是好了，随着光照的变化或者说PD进光角度的变化，OPA129U给出一个变化的负电压输出（因为我把PD接反了），无光照时是几十个mV的输出，有光照时随着光照的强弱输出可以在-15v的范围内。惊喜之余还是考虑了一下，处于整个输出的考虑，我希望最后能从次级出来时候的电压是1V左右，因为我们后面要用到的锁相放大器输入要求是1.5V，我想反馈电阻还是小一点，回头换上1M的电阻试了试，发现如果给OPA129U进行Vos调整，整个运放电路就正常了，我采用了OPA129的datasheet(http://www.icbase.com/pdf/BBR/BBR03170106.pdf ,见第六页)提供的电路，只是把其中220欧的接地电阻换成了我电路中的平衡电阻（这里是1M）。发现这个现象之后我很纳闷，明明这个块子Vos和Ib都很小，分别在100uV和100fA左右（最大），而且datasheet里面也说，“Due to its laser-trimmed input stage, most applications do not require external offset voltage trimming”，我查了一下运放的书，也看到书中说在这种Ib小的情况下，给3脚接个平衡电阻就可以了，不需要做零点调整。怎么会这样呢？烦请高手们指点一二。
因为加了零点调整之后正常了，我继续做次级的试验，因为上次没有做什么实验直接去开了PCB没有成功，我这次想先在试验板上模拟一下再说，结果发现OP07也遇到了调0的问题，实在郁闷得要死！没有输入的情况下，OP77的6脚就始终有个电压输出，还颇大，有时能有10V以上甚至14点几V，况且，这个输出还在不断变化当中，一点都不稳。Analog Devices给出的OP07零点调节的方法不一样，我按照其datasheet（http://fy.chalmers.se/~delsing/SensorerBrus/Lab2/op07.pdf，op07；http://www.indiana.edu/~gmhlab/c501/OP77_b.pdf，OP77）里面提供的方法进行零点调整，发现根本就无法调到零点，20K的电位器，我只要拧那么一点点小的角度，6脚输出就可能从+十几V跳到-十几V，好不容易仔细的调到了0附近，可还是处于一个剧烈波动状态，哪怕我只是搭了个OP77的调零电路，其2，3脚分别接一个11k的电阻后接到公共地，结果还是一样，换了OP77之后，也不行。再次纳闷，看到的网上的帖子和官方的资料，还有运放的书，象OP07，多半是说不需要调零，它的Vos也是很小的，只有10－25个uV。
请各位高手说说看，这是为什么？莫非运放在我焊接的过程中被烧掉了？换了好几个，都一样啊。我这个电路，有什么好的建议吗？是否是运放选择的问题？OP07/OP77可以有什么别的替代品吗？

bin14375061 · 发表于 2012-7-11 21:02:05

我发表一下看法哦：
1、I/V转换电路中，反馈电阻太大，在300K这样就行，同相端自己到地，不要平衡电阻

hmg6681 · 发表于 2011-8-31 10:03:01

abel_liang · 发表于 2011-7-22 15:43:02

受教受教！
好东西啊！

super78 · 发表于 2011-5-22 21:19:31

我最近也在搞这个,不过没法用大的跨阻,因为要高速采集,几十kHz的速率,采集信号后到adc,之前搞了一版,输出有待滤波,唉

super78 · 发表于 2011-5-22 21:19:06

我最近也在搞这个,不过没法用大的跨阻,因为要高速采集,几十kHz的速率,采集信号后到adc,之前搞了一版,输出有待滤波,唉

super78 · 发表于 2011-5-22 21:18:49

我最近也在搞这个,不过没法用大的跨阻,因为要高速采集,几十kHz的速率,采集信号后到adc,之前搞了一版,输出有待滤波,唉

yiu · 发表于 2011-5-15 01:38:46

学习了，呵呵

sinychen · 发表于 2011-5-5 08:51:30

辛苦了···

jiahua1010 · 发表于 2011-4-16 14:01:26

原来原帖是在这里，很多地方都见到这个帖子！

chenjiaoze · 发表于 2010-4-27 16:43:47

跟我做得内容一样。我用的前级运放是AD549JH，板子还没焊好。怎么收藏帖子？

5875685 · 发表于 2010-1-26 20:40:56

楼主的问题解决了没有？

[求助]光电二极管的放大电路

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