关于微弱高频光电信号检测--有偿求教

发表于 2011-12-7 12:36

参数：70M高频微弱光电检测第一级用跨阻放大器将70M的光信号转换为电压，然后第二级低噪运放，如果信号不够强的话，可能还需要第三级运放。最终信号在频谱仪上看最好能达到50dbm以上，光信号在nw级，所以对低噪要求很高。我目前做了一个板子，使用opa657 做I-V转换，整体效果还没达到满意，不知大家有没有什么好的方案。如果能帮点忙，交个朋友，如果能设计一个比我目前效果好的电路，价格在1W-3W之间，真心求教。我的QQ-81084828 欢迎大家交流啊

发表于 2011-12-7 13:55

其实你这个信号已经非常微弱了，信号通过你的I-V转换后。信号的里面的噪声已经非常大了。甚至已经淹没在噪声之中也是有可能的。信号输出放大后不能够直接接到频谱仪中看，这样已经没有了任何意义。放大后的信号需要做一些模拟或者是数字方法的处理后才能在频谱中清楚的显示出该信号的强弱。

发表于 2011-12-7 13:58

最好把问题描述得更清楚一些，比如信号时70MHz的单频或窄带信号还是宽带信号？为什么是70MHz？哪儿来的信号？现在用什么光电传感器？测量的要求？（测量的速度？最后的测量值是信号幅度？相位？还是其他测量值？）......
比较简单的就是定制一个高Q窄带滤波器。
复杂一些的方法是利用弱信号处理方法，比如多级调制放大、锁相、同步累积等

也可以到创业版找penjianxue。最好在论坛上讨论讨论。

发表于 2011-12-7 17:00

感觉这要求已经超过理论极限了，nW的光信号对应nA的电流，如果内阻1k，70M的带宽噪音就34nA了。

发表于 2011-12-7 17:52

光传感器出来的一般就是电流信号，内阻肯定是大于1k的，而且采样这种信号用到的采样电阻一般也很大，估计是窄带的吧
另外确定输出信号是50dBm而非-50？实验室里那台仪器最大只接受到30dBm来着，这已经1W了

发表于 2011-12-7 20:35

谢谢大家的回复啊，我是利用光的外差干涉原理，照到光电二极管上，会产生70M正弦电流信号，70M正弦信号以调频的方式携带有效信息，最大频偏为3k。目前滤波我选用晶体滤波器，70M加减10k的带宽。所以我需要吧70M的光电流信号放大。目前我尽量选用暗电流噪音小的光电二极管，第一级跨阻放大器放大倍数尽量大，噪音尽量低，第一级放大之后，示波器是测不出来信号的幅度的，经过第二级，放大倍数增大十几个dbm，然后下变频，解调信号。目前遇到的问题就是当光信号很弱得时候，信噪比不高，噪音就很大。看看各位高手能不能设计出噪音很低的放大电路方案。

发表于 2011-12-7 20:36

对于前端的跨阻放大器大家有木有用过性能很好的芯片？

发表于 2011-12-7 20:44

创业版找penjianxue。这个版块在什么地方？

发表于 2019-9-26 14:41

cccmotor 发表于 2011-12-7 20:44
创业版找penjianxue。这个版块在什么地方？

工字形反光条识别.你给个实际场景图片，看看具体情况,我给你做个demo。扣扣，一三九九八八四五零一。

发表于 2019-9-26 16:51

测量精确（增益大）与快速响应是一对予邓。不可兼得。

发表于 2019-9-26 19:30

用AGC调节增益

发表于 2019-9-26 21:08

首先表示不懂，我只是爱好者。这个可不可以用调频收音机的那种方式？别老运放运放的，调频收音机的灵敏度是多少uV来着。

发表于 2019-9-27 08:34

king5555 发表于 2019-9-27 08:03
YYYY测试，昨晚到刚才8点一直不能回复。
楼上很好可行，调幅差外差方式。

这么神奇,具体怎么实现的可以大概说下吗

发表于 2019-9-27 14:37

第一级运放以GBW>(Cin+Cf)/2piRfCf²计算是否带宽够？

登录 · 发表于 2019-9-27 15:44

king5555 发表于 2019-9-27 13:31
若只是要放大光电模拟量，不是放大直流信号，就可以釆用AM收音机之超外差方式，必須另有本振频率來取差频 ...

他这个是调频70MHz±3KHz，调频收音机是88-108MHz，中频10.7MHz频偏±75KHz，电视伴音中频6.5MHz频偏±50KHz。频偏太小，普通收音机方案不合适，需要晶体本振，混频后10.7MHz中频放大，再混频降低到455KHz，再鉴频。频谱仪、二次变频收音机好像是这么做的，不过不太了解，小时候曾经装收音机N次，后来再没弄收音机。

登录 · 发表于 2019-9-27 20:11

yuanzhoulu 发表于 2019-9-26 21:08
首先表示不懂，我只是爱好者。这个可不可以用调频收音机的那种方式？别老运放运放的，调频收音机的灵敏度是 ...

本来要提醒你，被搅得没有心情，就发个公式，希望引起你的注意，可是你被搅乱了。
楼主是电流信号，采用I/V转换是最佳选择，详细分析篇幅较长，一句话，运放GBW参数的选择不是基于信号频率，而是为了消除振荡，从公式就可以知道。再给个仿真，运放358的GBW=1e+6Hz，在比例运算电路，根本无法调理70MHz的正弦波。但是，在I/V转换电路，可以将1nA电流信号转换成电压16uV的信号。你讲究实干，有时间电路板实验一下，我也可以沾光。至于背景噪声，将微弱信号调理大后再滤波电路解决。

发表于 2019-9-27 21:23

captzs 发表于 2019-9-27 20:11
本来要提醒你，被搅得没有心情，就发个公式，希望引起你的注意，可是你被搅乱了。
楼主是电流信 ...

这个我不了解，没这么想过。不过要这样的话，1nA在1MΩ上可以产生1mV的电压，比用324输出更高，而1mV对电流源来说不相当于短路嘛。

发表于 2019-9-28 09:45

本帖最后由 zyj9490 于 2019-9-28 09:46 编辑

yuanzhoulu 发表于 2019-9-27 15:44
他这个是调频70MHz±3KHz，调频收音机是88-108MHz，中频10.7MHz频偏±75KHz，电视伴音中频6.5MHz频偏±50 ...

第一级放大，用锁相环直接取出调制信号，LPF要3KHZ左右，成本可能要有点的。调频收音机与此例不同之处，前者用的空间的电强分量，转换到电压信号，后者是光强，频率更高，电流更小。如果前者NV的电压也处理不了的。还是成本问题，空间科学的接收成本应能搞成。

发表于 2019-9-28 09:54

cccmotor 发表于 2011-12-7 20:35
谢谢大家的回复啊，我是利用光的外差干涉原理，照到光电二极管上，会产生70M正弦电流信号，70M正弦信号以调 ...

如果作为光媒体在自由空间传输，本身是不良的方案，如激光测距能测多少啊，光传输必须要在光纤传输，这样光损就会小。NW的光功率，能产生多少光生电流还是未知数。还有这么大的频率。问题核心是信号前端MV级（保证SNR），后续用锁相环就可以处理。

发表于 2019-9-28 09:56

king5555 发表于 2019-9-27 13:31
若只是要放大光电模拟量，不是放大直流信号，就可以釆用AM收音机之超外差方式，必須另有本振频率來取差频 ...

关键是光强与光生电流在信噪比保证下的关糸。

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