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          改進(jìn)光電晶體管線性運行的反饋電路

          作者: 時間:2009-03-04 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          當(dāng)設(shè)計者用將一個調(diào)制后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號時,如果有高亮度的背光使飽和,就會遇到麻煩。當(dāng)基極端懸浮時,其集電極/射極電壓只取決于信號與背光重疊而產(chǎn)生的光電流。增益及其作用區(qū)范圍由R1阻值(見圖1)確定。R1阻值較高時,的增益增加,但會很快飽和。圖1中沒有背光照射時,晶體管工作在其區(qū)的偏置點f2,Q1 的集電極電壓圍繞VCE作變化。其輸出VOUT準(zhǔn)確地重復(fù)使調(diào)制光信號產(chǎn)生幅度波動。當(dāng)施加外部穩(wěn)定的背光照明時,的工作點移至偏置點f3,輸出電壓被壓縮并出現(xiàn)失真。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/169537.htm

           一般情況下,外界的背光照明波動要慢于所要求的信號。為簡化起見,該設(shè)計采用一種一階低通濾波器C1和R2,其截止頻率低于信號
          頻率,以便采樣Q1的集電極電壓。在R3上加一個基準(zhǔn)電壓(本例中為VCC)設(shè)定濾波器的直流工作點,使之位于截止電壓與飽和電壓的中點。低通濾波器的輸出驅(qū)動一個 Howland 電流源,產(chǎn)生一個與濾波器的輸出成正比的電流。當(dāng)背光照明增強時,Q1的集電極電壓減小。Q1基極電流中減去電流源的輸出,從而提高了Q1集電極電壓,以避免進(jìn)入飽和。

            根據(jù)公式AV=1+(R4/R3),R4與R3之比確定了有源低通濾波器的增益,而R5設(shè)定了電流源的跨導(dǎo):GM=1/R5。改變這些電阻器可以影響來自光電晶體管基極的電流量,以及電路的工作點。光電晶體管的電容要比濾波器小得多,以保證圖2中的電路不會振蕩。但是,如果用一個二階低通濾波器代替一階低通濾波器,則需要仔細(xì)選擇電容器的容量值,以防止出現(xiàn)振蕩。

            用一個100W熒光燈泡照射光電晶體管,可以產(chǎn)生高強度的背光照明,同時還因為加上的是交流電壓而產(chǎn)生一個快速變化的信號。圖3為燈泡距光電晶體管40cm時Q1集電極/基極電壓,分別為電路激活(圖3a),以及光電晶體管基極懸?。▓D3b)狀態(tài)。兩者的響應(yīng)類似,因為光電晶體管在此時施加的光強度下并未飽和。

          將燈泡定位在距光電晶體管20cm處,增強了背光的強度,并使光電晶體管接近于飽和。當(dāng)使用時,光電晶體管產(chǎn)生較高幅度的信號,盡管其偏置點幾乎保持不變(圖4a)。Q1集電極的平均直流電壓大致保持與較低光強度時相同水平(圖3a)。然而,當(dāng)沒有加時,光電晶體管的偏置點會移近飽和區(qū),而且?guī)缀鯔z測不到交流調(diào)制的光強度變化(圖4b)。

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