对数放大器在弱光检测中的应用
根据LOGl00的输入输出关系，实验中以I2为基准电流，根据运放反向输入结构有
，即在电路中可通过给定基准电压μ2实现。光电检测部分电路的输出电压一般只有mV量级，同时根据LOGl00器件要求，其输入电流要在l nA～l mA，I1，I2的比值要在l05以内。故图1中的输入电阻R11，R21选择在几十kΩ，以保证对数电路输出精确度，根据这些要求，μ2值设定为几mV。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/187864.htm
因光电转换电路的增益很高，虽然采用精密放大电路，并使用RF和CF限制信号频带，但几乎对所有的输入光信号，其输出噪声都非常高。图2(a)为P=0．7nW时光电转换电路的输出波形，可以看出，噪声与信号在同一个数量级，噪声与信号峰值比接近l，如果以这样的输出直接进行A／D转换，将使数据的准确性大打折扣，虽然可以通过单片机程序中的滤噪子程序来降低数据的出错概率，但软件模拟功能具有一定的局限性，可能无法得到准确的数据输出。图2(b)是通过前置放大电路处理后的输出信号，其波形较光滑，噪信峰值比降低至O．02以下，几乎不用软件滤噪可以将A／D转换的数据直接进行后续处理。由此可见，LOGl00作为前置放大电路在放大有用信号的同时，也有效抑制了噪声，其具体测量数据与理论计算结果差距较小，完全可满足设计要求。图3所示为输入光功率在1．4 nW时理论值(虚线)与测量值(实线)相差不到0．1 V。
图4为不同入射光功率P下前置放大电路的输出VOUT波形，从图4可以看出，输入光信号的强度几百pW的微弱改变时，LOGl00的输出信号幅度有几百mV的明显变化，这使得在A／D转换时可最大限度地采集不同光源强度的数据。然而LOGl00也有其不足之处。由图4可见，随着输入光强度的减弱，输出信号中噪声逐渐增强，当噪声与信号相比增大到一定程度后，可能会使A／D转换电路输出错误，这时必须采用软件进行滤噪处理。因此LOGl00一般用在检测弱光信号电路中，在微弱光信号检测中，LOGl00的输出信噪比较小，还需精密滤波电路辅助，这不但增加了电路的复杂性，也使其输出数据的准确度大大降低，从而不能进行实际应用。
要解决这个问题，可考虑使用精度更高的LOGl01和LOGl04作为前置放大电路，与LOGl00相比，它们具有更宽的动态输入范围100 pA～3．5 mA，精确度可达0．01％FSO。LOGl01和LOGl04采用恒定增益，在电路中使用灵活性方面不如LOGl00。在内部没有集成激光校准电阻，但直流偏移电压低，且能在很宽的温度范围(-5～75℃)内精确输出，因此更适合使用于微弱光信号检测电路中。
3 结论
讨论了LOGl00在弱光检测应用中的噪声滤除性能，实测结果表明LOGl00有较强的噪声抑制能力，在弱光检测中可作为前置放大电路。但当输入信号逐渐减弱时，噪声抑制能力也较弱，不适宜使用在微弱光信号检测中。
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