光电转换电路的设计
什么是光电转换
光电转换过程的原理是光子将能量传递给电子使其运动从而形成电流。这一过程有两种解决途径,最常见的一种是使用以硅为主要材料的固体装置,另一种则是使用光敏染料分子来捕获光子的能量。染料分子吸收光子能量后将使半导体中的带负电的电子和带正电的空穴分离。
一种光电转换电路原理
如图所示,是由四2输入端与非门CD4011、光电管、发光二极管组成的光电转换电路。该电路具有光电转换、声光报警、控制等多种功能,可应用于光电检测及控制电路中。在图中,与非门CD4011组成声控报警系统,晶体管VT2、继电器J等组成控制电路。同时,D3、 D4、R4、C组成多谐振荡器。
当光电管VT1没有受到光照时,由于其内阻很大,使D1的输出电平高于它的翻转电平,D1输出为低电平状态,而D2输出为高电平状态。此时,发光二极管LED不笈光,VT2也截止,继电器没有吸合。多谐振荡器的控制输入端为低电平状态,振荡器不工作,压电片HTD不发声。当光电管VT1受到光照时,其内阻减小,使Dl的输入电平低于它的翻转电平,D1输出为高电平状态, D2输出为低电平状态。此时,发光二极管LED发光,VT2正相导通,J为吸合状态,开始工作。同时振荡器起振,压电片HTD发声。
光电声自动转换电路
在该电路中,LED发出的光信号经光导纤维传输后由光敏二极管VDL接收,VDL将接收到的光信号转换成微弱的电信号。此电信号经由晶体管VT等元器件组成的前置放大器放大后再送人集成电路LM386进行功率放大,推动扬声器BL还原出声音,形成光—电—声的自动转换。电路中RP是音量调节电位器。
光电转换- 前置放大电路的设计
光电二极管(Photo-Diode)和普通二极管一样,也是由一个PN结组成的半导体器件,也具有单方向导电特性。但在电路中它不是作整流元件,而是把光信号转换成电信号的光电传感器件。 光电二级管是怎样把光信号转换成电信号的呢?普通二极管在反向电压作用时处于截止状态,只能流过微弱的反向电流,光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大,以便接收入射光。光电二极管是在反向电压作用下工作的,没有光照时,反向电流极其微弱,叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光的强度越大,反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电传感器件。
运算放大器(Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP)是一种直流耦合﹐差模(差动模式)输入、通常为单端输出的高增益电压放大器。在实际电路中,通常结合反馈网络和不同的反馈方式,共同组成某些功能和特性不同的模块,这些模块是各种电子电路中最基本的环节。可见运放在电子电路中的应用之广。