光信号示波器接收头研制的设计

3.0 闻远设计 2023-08-16 96 4 4.89MB 44 页 30光币

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重庆大学本科学生毕业设计（论文）

光信号示波器接收头研制

的设计

重庆大学本科学生毕业设计（论文）中文摘要

摘要

光电传感器是将光转化成电的器件。由于它的精度高，反应快，在军事、民

用电器和工业控制上的应用十分广泛。本文首先分析了光电传感器的特点、分类和

发展现状，提出使用 PIN 光电二极管的原因，并详细介绍其特点。在设计要求下，

分析实现的方法和途径。由于 PIN 光电二极管输出为电流，而示波器显示一般用

电压，所以用电流-电压转换电路实现电流到电压的转换。这样就能实现在示波器

上显示光信号了，即达到了目的。

在整个电路中也要考虑放大的问题。但是在实现电流-电压转换的时候，用

的电流-电压反馈电路，我们可以在反馈电阻的使用上达到目的，即在光电二极

管的光电流一定的前提下，反馈电阻越大，电压越大。同时，我们还可以根据示

波器本身电压倍数可以调节，来达到放大电路的目的。

任何电路都不能离开电源。在本设计中，要使用到集成运放 CA3140。我们使

用 220V-9V 的变压器，再利用交流直流转换器，实现交流到直流的转换，并用电

容调整波形，最后提供直流电源。

当然，上面所提到的只是设计的思路，我们还需要仿真模拟。在本设计中

我们使用了电路仿真软件 multisim。在该软件中，我们得到了理想的仿真结果，

达到了设计的要求。

关键词： PIN 光电二极管，电流电压转换，multisim 仿真软件

ABSTRACT

重庆大学本科学生毕业设计（论文）中文摘要

The electro-optical sensor is the component which convertes the light into

electricity. Because it’s highly precision, responds quickly, it is extremely widespread in

the military, the civil electric appliance and the industry control application .This article

has first analyzed the electro-optical characteristic, the classification and the present

situation of development, then proposed the reason using the PIN photodiode, and

gave details of its features. Under the design request, analysis realization method and

way. Because the PIN photodiode outputs for the electric current, but the oscilloscope

demonstrated generally uses the voltage, therefore uses the current - voltage switching

transform the electric current to the voltage. This will achieve the oscilloscope showing

the optical signal, which is to achieve its purpose.

In the entire electric circuit also must consider the problem of amplification. But

in achieving the current-voltage conversion, with the current-voltage feedback circuit

we may reach the goal in the feedback resistance using, namely premise the

photoelectric current certainly, the feedback resistance is bigger, the voltage is greater.

Meanwhile, we can also adjusted oscilloscope itself multiple voltage to achieve the

purpose amplifier.

Any electric circuit needs the power source. In this design, integrated operational

amplifier CA3140 needs power. we use 220V-9V transformer, AC to DC conversion,

and capacitance adjustment the wave.

Certainly, above mentioned is only the design mentality, we also need the

simulation. In this design, we have used circuit simulation software 'multisim'. In this

software, we obtained the ideal simulation result, has met the design requirements.

Key words： PIN photodiode, Current—voltage conversion

Multisim Simulation Software

中文摘要...................................................................................................Ⅰ

ABSTRACT..............................................................................................Ⅱ

1 绪论.........................................................................................................1

1.1 光电传感器............................................................................................1

1.1.1 光电传感器的原理.................................................................................1

1.1.2 光电传感器的分类.............................................................................1

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重庆大学本科学生毕业设计（论文）光信号示波器接收头研制的设计重庆大学本科学生毕业设计（论文）中文摘要摘要光电传感器是将光转化成电的器件。由于它的精度高，反应快，在军事、民用电器和工业控制上的应用十分广泛。本文首先分析了光电传感器的特点、分类和发展现状，提出使用PIN光电二极管的原因，并详细介绍其特点。在设计要求下，分析实现的方法和途径。由于PIN光电二极管输出为电流，而示波器显示一般用电压，所以用电流-电压转换电路实现电流到电压的转换。这样就能实现在示波器上显示光信号了，即达到了目的。在整个电路中也要考虑放大的问题。但是在实现电流-电压转换的时候，用的电流-电压反馈电路，我们可以在反馈电阻的使...

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