Усилитель фототока Советский патент 1988 года по МПК H03F17/00 

Л

.

л//

СП

4iik Ю

о:

Изобретение может использоваться в фоторегистрирующей аппаратуре широкого назначения и обеспечивает повьпиение отношения сигнал/шум. Усилитель содержит фотодиод 1, операционные усилители (ОУ) 2,3 и резисторы 4,5. Фототек, возникающий в фотодиоде I, является вытекающим для ОУ 2 и втекающим для ОУ 3. На выходе ОУ 2 будет положит.значение сигнального напряжения, а на выходе ОУ 3 - отриц. Т.к. выходное напряжение усилителя фототока определяется разностью выходных напряжений ОУ 2,3, то при равном сопротивлении резисторов 4,5 равно удвоенному значению выходнот о напряжения одного из ОУ, Шумовые напряжения с входов ОУ 2,3 без инверсии поступают на выходы и компенсирую ся. В результате в усили- 1 еле фот(ттока повышается отношение сигнал/шум. 1 ил. 4 сл

Лзобретение относится к усилитель- ноГ) технике н может быть исгюльзова- }ю в фоторегистрирующей аппаратуре широкого назначения.

Цель изобретения - повышение отношения сигнал/шум.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого усилителя фототока,

Усилитель фототока содержит фотодиод 1, первый 2 и второй 3 операционные усилители, первый 4 и второй 5 резисторы.

Усилитель фототока работает еле- дующим образом.

Световой поток, падающий на фотодиод 1, возбуждает в нем фототок, который для первого операционного усилителя 2 является вытекающим, а для второго операционного усилителя 3 - втекающим. На выходе первого операционного усилителя 2 появляется положительное значение сигнального напряжения, а })а выходе второго операци- онного усилителя 3 - отрицательное. При этом выходное сигнальное напряжение усилителя фототока оказывается равным удвоенному значению выходного напряжения одного из операционных усилителей 2 или 3, если сопротивления первогч) 4 и второго 5 резисторов равны. Шумовое напряжение на входе первого операционного усилителя 2 без инверсии передается на его выход, Коэффициент передачи при этом в по- посе частот этогй операционного усили т йля определяется сопротивлением пер- liOT O резистора 4 и комплексным сопротивлением фотодиода 1, представляю- щим собой параллельное соединение ди- намУ1ческого сопротивления фотодиода 1 и его емкости. Это же шумовое напряжение поступает на вход второго операционного усилителя 3 и без инверсии передается на его выход. Если сопротивления первого 4 и второго 5 резисторов равны, то коэффициент передачи второго операционного усилителя 3 оказывается равным коэффициенту передачи первого операционного усилителя 2. Так как выходное напряжение усилителя фототока определяется разностью выходных напряжений операционных усилителей 2 и 3, то шумовая составляющая напряжения на выходе усилителя фототока, обусловленная собственным шумовым напряжением первого операционного усилителя 2, практически полностью компенсируется. За счет этого повышается отношение сигнал/шум в усилителе фототока, а следовательно, и точность регистрации фототока при использовании усилителя в измерительной аппаратуре световых потоков.

Формула изобретения

Усилитель фототока, содержащий фотодиод, включенный между инвертирующими входами первого и второго операционных усилителей, первый и второй резисторы, включенные между выходом и инвертирующим входом соответственно первого и второго операционных усилителей, при этом неинвертирующий вход первого операционного усилителя подключен к общей щине, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения отношения сигнал/щум, не- инвертируюший вход второго операционного усилителя соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, причем выходы первого и второго операционных усилителей являются дифференциальными выходами усилителя фототока.