一种用于光电二极管的微弱电流检测电路

本技术涉及光电二极管信号检测领域，特别涉及一种用于光电二极管的微弱电流检测电路。

背景技术：

1、光电二极管是一种将光信号转换成电信号的光电传感器件，在如航空航天、天文、气象、军事、工业和民用等众多领域都有重要应用。光电二极管接受光能作为输入以产生电流，但输出的电流信号一般极其微弱。对微弱电流信号进行高精度采集时，需要先实现微弱电流信号到电压信号的转换。电流-电压转换电路一般有2种，其一为采样电阻型电流-电压转换电路，此种电路需要光电二极管内阻远远大于采样电阻，至少为mω级，而光电二极管内阻很少能达到mω级，故此方法不适于na级微弱电流信号采集；其二为利用高输入阻抗运算放大器(运放)的跨阻放大器，但传统的跨阻放大电路中存在较大噪声和漏电流的干扰，因此需要对微弱电流信号进行不失真放大和精确检测投入更多研究。

2、综上所述，传统的光电二极管的信号检测电路存在检测结果失真的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供一种用于光电二极管的微弱电流检测电路，通过改进电路构成，解决了传统的光电二极管的信号检测电路存在的检测结果失真的问题。

2、为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为采用一种用于光电二极管的微弱电流检测电路，包括依次级联的前级放大电路和后级放大电路，所述前级放大电路设置有第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一引脚通过电阻与所述后级放大电路电气连接，且所述第一引脚通过反馈电阻反向连接所述第一运算放大器的第四引脚，所述第一运算放大器的第三引脚接地，所述第四引脚与光电二极管的输出端电气连接；所述后级放大电路设置有第二运算放大器，所述第二运算放大器包括第一通道和第二通道，其中，所述第一通道的第一引脚通过滤波电路与所述第二通道的第五引脚电气连接，且所述第一通道的第一引脚通过反馈电阻反向连接所述第一通道的第二引脚，所述第一通道的第三引脚与由第五电阻和第六电阻构成的并联电路电气连接并接地，所述第二通道的第六引脚与第七引脚电气连接。

3、可选地，所述微弱电流检测电路还包括供电电路，所述供电电路包括用于输出2.5v电压的第一供电电路和用于输出-3.3v电压的第二供电电路。

4、可选地，所述第一供电电路的第一引脚接地，所述第一供电电路的第二引脚与电容连接并接地，所述第一供电电路的第二引脚输出的2.5v供电电压传输至所述第一运算放大器的第五引脚，所述第一供电电路的第三引脚与外部电源电气连接。

5、可选地，所述第二供电电路的第一引脚通过第三电容接地，且所述第二供电电路的第一引脚分别与所述第一运算放大器的第二引脚、所述第二运算放大器的第四引脚电气连接；所述第二供电电路的第二引脚接地；所述第二供电电路的第三引脚与外部电源电气连接，且通过第四电容接地；所述第二供电电路的第五引脚通过第五电容与所述第二供电电路的第六引脚电气连接。

6、可选地，所述第一运算放大器的第二引脚与所述第二供电电路的第一引脚电气连接，且所述第一运算放大器的第二引脚通过第六电容接地。

7、可选地，所述第一供电电路的第二引脚与所述第一运算放大器的第五引脚电气连接，且所述第一运算放大器的第五引脚通过由第八电容和第九电容构成的并联电路接地。

8、可选地，所述第一通道的第四引脚通过第十一电容接地，且与所述第二供电电路的第一引脚电气连接。

9、可选地，所述第二通道的第八引脚通过由第十二电容与第十三电容构成的并联电路接地，且与外部电源电气连接。

10、可选地，所述第二通道的第八引脚通过由第十二电容与第十三电容构成的并联电路接地，且与外部电源电气连接。

11、本实用新型的首要改进之处为提供的用于光电二极管的微弱电流检测电路，通过构建低电压噪声密度、低电流噪声密度、低偏置电流、低温漂的高精度运算放大器，有效降低运算放大器的噪声的同时，通过加入反馈电容，对电路进行相位补偿，降低反馈电阻上的等效噪声带宽，起到抑制电路噪声的作用。同时，通过采用前后两级放大的方式并通过改变反馈电阻的值，实现了na～ma级微弱电流信号的不失真放大和精确检测，解决了传统的光电二极管的信号检测电路存在的检测结果失真的问题。

技术特征：

1.一种用于光电二极管的微弱电流检测电路，其特征在于，包括依次级联的前级放大电路(1)和后级放大电路(2)，

2.根据权利要求1所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述微弱电流检测电路还包括供电电路，所述供电电路包括用于输出2.5v电压的第一供电电路和用于输出-3.3v电压的第二供电电路。

3.根据权利要求2所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述第一供电电路的第一引脚接地，所述第一供电电路的第二引脚与电容(c1)连接并接地，所述第一供电电路的第二引脚输出的2.5v供电电压传输至所述第一运算放大器的第五引脚，所述第一供电电路的第三引脚与外部电源电气连接。

4.根据权利要求3所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述第二供电电路的第一引脚通过第三电容(c3)接地，且所述第二供电电路的第一引脚分别与所述第一运算放大器的第二引脚、所述第二运算放大器的第四引脚电气连接；所述第二供电电路的第二引脚接地；所述第二供电电路的第三引脚与外部电源电气连接，且通过第四电容(c4)接地；所述第二供电电路的第五引脚通过第五电容(c5)与所述第二供电电路的第六引脚电气连接。

5.根据权利要求4所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述第一运算放大器的第二引脚与所述第二供电电路的第一引脚电气连接，且所述第一运算放大器的第二引脚通过第六电容(c6)接地。

6.根据权利要求3所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述第一供电电路的第二引脚与所述第一运算放大器的第五引脚电气连接，且所述第一运算放大器的第五引脚通过由第八电容(c8)和第九电容(c9)构成的并联电路接地。

7.根据权利要求4所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述第一通道的第四引脚通过第十一电容(c11)接地，且与所述第二供电电路的第一引脚电气连接。

8.根据权利要求4所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述第二通道的第八引脚通过由第十二电容(c12)与第十三电容(c13)构成的并联电路接地，且与外部电源电气连接。

9.根据权利要求1所述的微弱电流检测电路，其特征在于，所述反馈电阻(r2)的两端与反馈电容(c7)电气连接。

技术总结
本技术公开了一种用于光电二极管的微弱电流检测电路，包括前级放大电路和后级放大电路，前级放大电路设置第一运算放大器，第一运算放大器的第一引脚通过电阻与后级放大电路电气连接，且第一引脚通过反馈电阻反向连接第一运算放大器的第四引脚，第一运算放大器的第三引脚接地，第四引脚与光电二极管的输出端电气连接；后级放大电路设置有第二运算放大器，第二运算放大器包括第一通道和第二通道，第一通道的第一引脚通过滤波电路与第二通道的第五引脚电气连接，且第一通道的第一引脚通过反馈电阻反向连接第一通道的第二引脚，第一通道的第三引脚与由第五电阻和第六电阻构成的并联电路电气连接并接地，第二通道的第六引脚与第七引脚电气连接。

技术研发人员：巫江,何巧,任翱博,罗丽,黄一轩,徐可萱,周翔宇
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：20230213
技术公布日：2024/1/12