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基于光电二极管的微弱信号的光电检测,噪声原因?

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楼主
lj3011|  楼主 | 2012-11-3 19:46 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
我们设计一款基于硅光电二极管的超低噪音的电路设计,IV转换板原理图见下。 采用宾松光电二极管S1226-44bk-5V电压偏置。
采用OPA602BP这款运放作为电流I到电压V的转换芯片。后面采用一级放大,放大倍数在10倍左右。在我们测试时,红色方框中的滤波部分没有焊到板子上,目的是查看IV部分的噪声。在光电二极管处于密封无光状态下,我们获得的信号造型形状如下(未10倍放大),peak to peak噪声频率大约2Hz,峰峰值大约0.5mV。而我们希望是噪声小于0.01MV.我们的ADC模块经过测试工作正常,问题就出在IV部分。



我们现在的问题是:
1、这个噪声是来源于哪里?如何使得噪声低于0.01mv.

输出信号噪音.png (81.62 KB )

输出信号噪音.png

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沙发
lj3011|  楼主 | 2012-11-3 19:48 | 只看该作者
恳请帮忙赐教

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板凳
woshixinshou| | 2012-11-4 08:19 | 只看该作者
在硬件上面下工夫好难了,用软件滤波吧,波形还算有规律,周期内平均就能解决。

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地板
lymex| | 2012-11-4 09:39 | 只看该作者
这种很有规律的“噪声”,很可能是来自干扰、内部振荡或者测试设备本身。真正噪声的波形不是这样的。
干扰,可能来自空中,这需要金属外壳屏蔽和良好的接地。
干扰,也可能来自电源,比如那个-5V偏置电源,可以改为0偏置试试(即断开R1。零偏置光电管也完全可以工作,就是结电容大一些)。
内部振荡,可能是因为布线不当,但也可能是临近电路有振荡,或者是通过电源的耦合,可以在前级供电上增加一对去耦试试。

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5
lj3011|  楼主 | 2012-11-5 17:26 | 只看该作者
4楼的兄长说得很专业,能继续请教下,电源的耦合,可以在前级供电上增加一对去耦这个办法具体要怎么操作,在哪里加什么器件。呵呵  十分感谢

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6
tjjack| | 2012-11-6 09:17 | 只看该作者
太复杂了,不用这么复杂!

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7
mjc4404| | 2012-11-6 11:46 | 只看该作者
不知 ADC 模块的采样速率能不能变动一下, 比如说, 变成一秒采样 1000 个点试试.

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8
dragon20100708| | 2012-11-6 14:39 | 只看该作者
Mark

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9
xm419| | 2012-11-6 15:22 | 只看该作者
LZ, 4楼可是可以和彭建学前辈齐名的小信号处理高手啊,呵呵,按他说的去试试吧

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10
lymex| | 2012-11-6 15:47 | 只看该作者
LZ可以先以找到那个有规律的信号来源为目标。
多测试几个点,顺藤摸瓜,就可以找到这个周期信号最强的地方,就可以基本确定来源。
如果干扰来自电源,又不好消除的话,那可以退耦,或者稳压。
无论退耦或者稳压,电压都会下降,但也没有关系,小信号前级一般不需要正负12V那么高的电压供电。
退耦也就是去耦,简单的办法就是串联一个电阻、并联一个电容。
稳压也很简单,用两个三端。

另外,振荡有可能是C7引起的,增大一些试试。

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11
lj3011|  楼主 | 2012-11-10 08:52 | 只看该作者
再次请教楼上高手
1、这个有规律的噪声的信号输出图是由IV板连接到ADC采样板后,ADC采样板把采样信号传给上位机,在上位机上由Ploter软件绘制出的。但我用最好的示波器(安捷仑20多万的示波器)一直找不到这么有规律的噪声,不知是何原因?
2、目前我不方便再次用ADC采样的办法来寻找,用实际的电源、示波器又该如何去寻找这个有规律的噪声?
摸索半个月一直没有结果,还请高手多帮忙

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12
Lgz2006| | 2012-11-10 09:10 | 只看该作者
2Hz?0.5mV?实际电路很难产生这样的噪声。
除了适当增大C7容量试之,问题可能出在I/V转换之后

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13
mjc4404| | 2012-11-12 07:52 | 只看该作者
是不是说将ADC的输入端直接短路, 采样的结果中就没有这个干扰情况了?
如果是, 那干扰的确来自ADC的前级. 既然ADC能测试到, 为什么示波器探测不到呢? 你的示波器最小灵敏度是多少? 用的交流耦合还是直流耦合?这种低频如果用交流耦合衰减可能很大的.
还可以在ADC前面按照被检测信号的最高频率设计一个低通滤波器试试.

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一周一天班| | 2012-11-12 08:30 | 只看该作者
电源噪声

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15
mamalihui| | 2012-12-21 16:54 | 只看该作者
PD不要加反偏,采用零偏,后面一级去掉,采用一级放大op电源强退偶(串个100欧姆电阻)

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16
cemen| | 2013-1-30 16:43 | 只看该作者
学习一下。

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17
hndzllm| | 2013-3-23 22:04 | 只看该作者
杂散光?

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