微弱光电信号检测电路设计.pdf

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1、微弱光电信号检测电路设计刘小虎，邢静(西安培华学院，陕西西安710125)CircuitDesignofWeakPhotoelectricSignalDetectionLIUXiaohu，XINGJing(Xi’anPeihuaUniversity，Xi’an710125，China)摘要：光电信号检测与采集电路的性能优劣，0引言直接关系到粉尘浓度测量系统的准确度和精确度。在分析研究了光电检测基本原理和微弱信号检测微弱信号的检测技术应用在许多领域，比如海影响因素的基础上，针对粉尘浓度测量系统中光信洋探测、建筑物的应力测试和环境监测等l1]，而大部号的特点，通过采用差分式测量结构，提高光电探分

2、有用信号比较微弱，都淹没于噪声背景下，这就测器供电电源的稳定度，选用低噪声、响应快的运需要利用各种传感器把这些微弱信号检测出来，转算放大器等措施，设计了一种噪声低、反应快、简单变成利于处理和分析的物理量。而光电检测技术实用的微弱光信号检测电路，成功应用到了某粉尘由于具有非接触式测量、速度快、大量程和精度高浓度测量系统上。等特点【2]，得到了广泛应用。光电检测技术就是把关键词：光电检测；微弱光信号；低噪声电子学和光学结合在一起，通过电子设备或传感器中图分类号：TP216检测光学信号，然后进行采集、储存、传递、处理和文献标识码：A显示。从原理上来讲，是通过一些光敏元件检测随文章编号：1001—2

3、257(2015)l1—0064一O3被测物理量变化的光特性和光量，一般这些被测量Abstract：Theperformanceofphotoelectric不易直接检测，所以先把这些被测量转换成易于接signaldetectionandacquisitioncircuitisdirectly收的光学信息，接着再把这些包含有用信息的光学connectedtOtheaccuracyandprecisionofthedust信息量转换成电量，并对得到的电学量进行适当的concentrationmeasurementsystem．Onthebasis处理，然后分析和研究测得的电学信息，从而实现of

4、analyzingthebasicprinciplesofthephotoelec—对被测量的检测。近几年来，国内许多高校和科研tricdetectorandweaksignaldetectionfactorson院所都进行了相关技术的研发_3]。总的来讲，国内外的大多数检测原理都是基于锁相放大器¨4的原理thecharacteristicsoftheopticalsignaldustcon—来实现检测的，设计较复杂。因此，通过选择合适centrationmeasurementsystem，byusingdifferen—tialmeasurementstructure，improvingt

5、hestability的光电探测器，构建合理的系统结构和检测电路，ofpowersupplyphotoelectricdetector，choosing设计一种简易、实用、精度高、成本低的微弱光信号检测系统。low—noise，fastresponseandothermeasuresofoperationalamplifier，alownoise，fasterre—1基于光透射法粉尘浓度测量系统sponse，easyandpracticalweakopticalsignalde—的光电检测原理tectioncircuitisdesigned，andsuccessfullyapplied在研制

6、基于光透射粉尘浓度测量系统的过程tOthedustconcentrationmeasurementsystem．中，需要将被测粉尘浓度的变化情况进行实时监Keywords：photoelectricdetector；weakopti—测，粉尘浓度的变化，会引起光电二极管检测到的calsignals；lownoise透射光的强弱发生变化，从而达到监测目的，因此，收稿日期：2015—08—21检测电路的设计关系到整个测量系统的准确度和基金项目：西安培华学院校级课题资助项目(PHKT20150707)灵敏度。图1为光束通过粉尘区域示意图。·64·《机械与电子》2O15(11)Q吾言星譬．1l3l1

7、一AD一一l2IJIIL／1uIo／D41l17LED、兄AGNDI_-[1kQ一一-0．1uFG==[jl1]R。l1．505l0152o253o354o455o55浓度／(g／m)l图7多次测量得到的电压值图4激光发射电路设计原理5结束语3．3差分放大电路设计在分析多种微弱信号检测技术的基础上，经过2个探测器测得信号后送给差分运放进行差分研究和比较，选择了光电检测技术进行微弱信号的运算，这里利用跟随器进行