基于光电二极管的微弱信号的光电检测，噪声原因？

登录 · 发表于 2012-11-3 19:46

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.

发表于 2012-11-3 19:48

恳请帮忙赐教

发表于 2012-11-4 08:19

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。

发表于 2012-11-4 09:39

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。

发表于 2012-11-5 17:26

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

发表于 2012-11-6 09:17

太复杂了，不用这么复杂！

发表于 2012-11-6 11:46

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.

发表于 2012-11-6 14:39

Mark

发表于 2012-11-6 15:22

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

发表于 2012-11-6 15:47

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。

发表于 2012-11-10 08:52

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

发表于 2012-11-10 09:10

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

发表于 2012-11-12 07:52

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.

登录 · 发表于 2012-11-12 08:30

电源噪声

发表于 2012-12-21 16:54

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）

发表于 2013-1-30 16:43

学习一下。

发表于 2013-3-23 22:04

杂散光？

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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