AD645
–7–
rev. b
AD645
2
3
6
8
FILTERED
输出
optional 26hz
过滤
PHOTODIODE
守卫
输出
10pF
10
Ω
9
图示 30. 这 ad645 使用 作 一个 敏感的 前置放大器
前置放大器 产品
这 低 输入 电流 和 补偿 电压 水平 的 这 ad645 至-
gether 和 它的 低 电压 噪音 制造 这个 放大器 一个 极好的
选择 为 前置放大器 使用 在 敏感的 photodiode applica-
tions. 在 一个 典型 preamp 电路, 显示 在 图示 30, 这 输出-
放 的 这 放大器 是 equal 至:
V
输出
= i
D
(rf) = rp (p) rf
在哪里:
I
D
= photodiode 信号 电流 (放大器)
rp = photodiode 敏锐的 (放大/watt)
rf = 这 值 的 这 反馈 电阻, 在 ohms.
p = 明亮的 电源 incident 至 photodiode 表面, 在 watts.
一个 相等的 模型 为 一个 photodiode 和 它的 直流 错误 来源 是
显示 在 图示 31. 这 放大器’s 输入 电流, i
B
, 将 con-
tribute 一个 输出 电压 错误 这个 将 是 均衡的 至 这
值 的 这 反馈 电阻. 这 补偿 电压 错误, v
OS
, 将
导致 一个 “dark” 电流 错误 预定的 至 这 photodiode’s finite
调往 阻抗, rd. 这 结果 输出 电压 错误, v
E
,
是
equal 至:
V
E
= (1 + rf/rd) v
OS
+ rf i
B
一个 调往 阻抗 在 这 顺序 的 10
9
ohms 是 典型 为 一个
小 photodiode. 阻抗 rd 是 一个 接合面 阻抗 这个
将 典型地 漏出 用 一个 因素 的 二 为 每 10
°
c 上升 在 tem-
perature. 在 这 ad645, 两个都 这 补偿 电压 和 逐渐变化 是
低, 这个 helps 降低 这些 errors.
PHOTODIODE
输出
10pF
10
Ω
9
I
D
OS
V
I
B
Rd
50pF
Cd
Cf
Rf
图示 31. 一个 photodiode 模型 表明 直流 错误
来源
降低 噪音 contributions
这 噪音 水平的 限制 这 决议 obtainable 从 任何 pream-
plifier. 这 总的 输出 电压 噪音 分隔 用 这 反馈
阻抗 的 这 运算 放大 定义 这 最小 detectable 信号
电流. 这 最小 detectable 电流 分隔 用 这 photo-
二极管 敏锐的 是 这 最小 detectable 明亮的 电源.
来源 的 噪音 在 一个 典型 preamp 是 显示 在 图示 32.
这 总的 噪音 contribution 是 定义 作:
V
输出
=
i
n
2
+
i
f
2
+
i
s
2
Rf
1
+
s
(
Cf
)
Rf
2
+
en
2
1
+
Rf
Rd
1
+
s
(
Cd
)
Rd
1
+
s
(
Cf
)
Rf
2
图示 33, 一个 谱的 密度 相比 频率 plot 的 各自
源’s 噪音 contribution, 显示 那 这 带宽 的 这
放大器’s 输入 电压 噪音 contribution 是 更 更好 比
它的 信号 带宽. 在 增加, 电容 在 这 summing
接合面 结果 在 一个 “peaking” 的 噪音 增益 在 这个 configura-
tion. 这个 效应 能 是 substantial 当 大 photodiodes 和
大 调往 capacitances 是 使用. 电容 cf sets 这 信号
带宽 和 也 限制 这 顶峰 在 这 噪音 增益. 各自
源’s rms 或者 root-总-正方形的 contribution 至 噪音 是 ob-
tained 用 integrating 这 总 的 这 squares 的 所有 这 噪音
来源 和 然后 用 获得 这 正方形的 root 的 这个 总. 迷你-
mizing 这 总的 范围 下面 这些 曲线 将 优化 这
前置放大器’s 整体的 噪音 效能.
PHOTODIODE
输出
10
Ω
9
50pF
i
S
i
S
Rd
Cd
10pF
Cf
Rf
i
f
i
n
en
图示 32. 噪音 contributions 的 各种各样的 来源
频率 – hz
100 1k 10k 100k101
10nV
100nV
1
µ
V
10
µ
V
信号 带宽
非 过滤
和 过滤
e
n
i
s
&放大;i
f
i
n
en
输出 电压 噪音 – 伏特/ hz
√
图示 33. 电压 噪音 谱的 密度 的 这 电路 的
图示 32 和 和 没有 一个 输出 过滤
一个 输出 过滤 和 一个 passband 关闭 至 那 的 这 信号 能
非常 改进 这 前置放大器’s 信号 至 噪音 比率. 这 pho-
todiode 前置放大器 显示 在 图示 32—without 一个 通带
filter—has 一个 总的 输出 噪音 的 50
µ
v rms. 使用 一个 26 hz
单独的 柱子 输出 过滤, 这 总的 输出 噪音 drops 至 23
µ
V
rms, 一个 因素 的 2 改进 和 非 丧失 在 信号 带宽.
使用 一个 “t” 网络
一个 “t” 网络, 显示 在 图示 34, 能 是 使用 至 boost 这 ef-
fective transimpedance 的 一个 i 至 v 转换器, 为 一个 给 喂养-
后面的 电阻 值. unfortunately, 放大器 噪音 和 补偿
电压 contributions 是 也 amplified 用 这 “t” 网络
增益. 一个 低 噪音, 低 补偿 电压 放大器, 此类 作 这
ad645, 是 需要 为 这个 类型 的 应用.
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