一種醫用光電檢測前置放大電路設計

　　6 信號帶寬分析

　　分析各級電路模塊的信號帶寬，可以計算得到整個電路的信號帶寬：

　　1)光電二極管S1223的帶寬：25MHz;

　　2) I/V轉換級的帶寬：為1階低通模型，可知低通截止頻率為5.1MHz;

　　3)1階高通模型的帶寬：為1階高通模型，可知高通截止頻率為16Hz;

　　4)固定增益環節的帶寬：為1階低通模型，可知低通截止頻率為3.18MHz;

　　5)2階巴特沃茲低通濾波器的帶寬：低通截止頻率為2.56MHz。

　　綜上，根據多級放大電路頻響的上限截止頻率計算公式

　　計算可得，整個光電檢測前置放大電路的信號通帶范圍為(16 Hz~2.07M Hz)，帶寬約為fH=2.07M Hz，滿足光學信號的設計需求。

　　7 噪聲分析

　　根據多級放大電路的原理，本文介紹的光電檢測前置放大電路的噪聲主要決定于I/V轉換電路引入的噪聲。對用于高速光電信號轉換的I/V轉換電路，該級噪聲主要為運放的電壓噪聲和Rf的電阻熱噪聲。由于整個電路的的信號帶寬為fH=2.07MHz，取等效噪聲帶寬變換因子為1.57，同時后級放大級增益為G=10，則結合圖5所示的I/V轉換等效電路模型，整個電路的噪聲計算如下：

　　結語

　　本文介紹的醫用光電檢測前置放大電路設計，在研制過程中經歷多次試驗，結果表明滿足開發的臨床診斷設備應用需求，且具有電路形式簡單、噪聲性能良好、穩定性高等優點，可以在同類醫用診斷設備的設計應用中加以推廣，具有良好的應用前景。

　　參考文獻：
　　[1]劉斌,張秋蟬.光電檢測前置放大電路的設計[J].燕山大學學報,2003,27(3):194-196
　　[2]宋濤,張斌,羅倩倩.光電轉換電路的設計與優化[J].光電技術應用,2010,25(6):46~48
　　[3]S1223 Si PIN Photodiode數據手冊.日本濱松公司.
　　[4]高光天,等.傳感器與信號調理器件應用技術[M].科學出版社.2002
　　[5]AD8034運輸放大器數據手冊.Analog Devices, Inc.