“光电电路综合设计”实践课程教学改革探索

从教学理念、教学内容、课程体系建设几个方面入手,总结了"光电电路综合设计"教学改革的经验。提出了以综合设计的形式设置实践课程的教学理念,丰富并完善了具有专业特色、产业特色、多样化的设计内容,建立了规范与自主相结合的课程体系;并充分调动了师生的积极性,使他们参与到教学改革中。实践表明,学生在综合设计能力、应用能力、主动积极性等方面都有了较大的提高。

耐温裸光纤在挠性光电电路中的应用

裸光纤埋入式挠性光电电路(flexible electro-optical printed circuit board,FEOPCB)可有效解决电互联方式的传输瓶颈,还可实现不同子系统间的柔性互联,但要求埋入裸光纤与电路板层压工艺相兼容。首先对3种类型的裸光纤在层压工艺条件下的物理特性展开验证研究,经过光学显微镜观察分析,耐温裸光纤在高温、高压条件下无高温降解和破裂等缺陷。在聚酰亚胺基材上加工裸光纤定位结构,埋入耐温裸光纤并制作挠性光电电路,测试了其高速信号传输性能,在850 nm波长条件下通信速率可达10 Gbit/s,误码率小于10^(-16),试验结果表明耐温裸光纤可承受印制电路板加工过程的高温高压。

检测微弱光信号的PIN光电检测电路的设计

分析了ＰＩＮ管光电检测电路的工作原理，对几种电路形式进行了噪声分析，提出了减小噪声、提高信噪比的方法。

铯光泵磁力仪光电检测电路噪声特性研究

光电检测电路噪声性能是影响磁力仪灵敏度的重要因素。基于M_x型铯光泵磁力仪光电信号的特点,对磁力仪光电检测电路噪声来源进行分析,建立了基于跨阻放大电路的等效噪声模型,推导出电路信噪比及输出噪声频谱特性,并分析各噪声分量在总噪声中的比重;根据磁力仪拉莫尔信号频带范围,设计研制了具有低噪声性能的光电检测电路并应用于铯光泵磁力仪。测试结果表明,所提噪声模型理论分析和实验结果一致,基于跨阻放大的光电检测电路,其低频段噪声主要由等效电流噪声决定,随着频率升高,放大器等效电压噪声逐渐起主要作用。进一步的野外实验表明,基于光电检测电路所研制的光泵磁力仪噪声达0.6 pT/√Hz,与国外同类产品CS-VL水平相当。

低噪声光电检测电路的设计和噪声估算

论述了低噪声光电检测电路的设计及相关问题 ,指出光电检测电路要求具有较高的信噪比 ,在较宽的频带范围内无频率失真 ,信号具有较大的传输功率 ;低噪声前置放大器的选择应与源阻抗相适应 ,对于内阻约为几十kΩ至上百kΩ的硅光电探测器 ,可采用高性能场效应管作前置放大器 ;考虑到光电二极管具有恒流源特性及内阻大的特点 ,为了获得较大的信号幅度 ,光电转换需要把高阻抗的电流源变成低阻抗的电压源 ,然后再与负载相连。分析了频带与噪声电压的关系 ,计算了光电探测器的噪声电压和噪声电流以及它们在放大器输出端形成的噪声电压 ,并对光电转换的信噪比进行了计算。基于低噪声光电探测电路设计的光纤电压互感器可获得 0 .2 %的电压测量精度 。

基于模式识别的精密光电检测电路故障识别

传统精密光电检测电路故障识别方法存在故障识别正确率低和耗时长的问题,为此提出基于模式识别的精密光电检测电路故障识别方法。首行确立不同识别样本的故障字典,从故障字典中获取不同故障下识别样本的隶属函数参数,完成光电检测电路故障的初步识别,然后采用两分类器依据初步故障识别结果进行分层模糊聚类分析获取故障决策树,采用决策树实现精密光电检测电路故障识别,测试实验结果表明,本文方法可以提高精密光电检测电路的故障识别正确率,而且精密光电检测电路识别效率高。

光电导探测器的响应时间与微变等效电路

为了研究光电导探测器对高频光信号的响应特性,分析了光电导探测器响应时间的物理机理,应用解析方法推导出了它的响应时间表达式及其适用条件,建立了光电导探测器的微变等效电路模型,测试了CdSe光电导探测器在不同外接负载电阻条件下的响应时间参数。实验表明:在照度小于103lx范围内,CdSe光电导探测器的响应时间平均值为5.4ms,与外接负载电阻的阻值无关。研究表明:线性光电导探测器的响应时间由半导体材料内部的微观结构决定;探测器可等效为恒流源和光电阻的并联;外接输出电路时,其总的响应时间与探测器的响应时间和光电检测电路的时间常数两个参数有关,一般应用中可近似取为探测器的响应时间。

几种光电检测电路的性能比较

以 2 0 0 2年和 2 0 0 3年全国大学生电子竞赛中涉及的非接触式测量问题为研究对象。介绍和分析了几种实际的光电检测电路 ,并对难点问题的多种方案进行了研究和比较。

一种新型光电检测电路

本文介绍了一种新型的红外线光电检测电路，它在节能灯生产设备中的应用提高了设备的自动化程度和可靠性。

激光目标识别系统光电探测电路的频率特性设计

本文从输入光信号频谱特性出发 ,分析了信号的频谱分布 ,研究了激光目标识别系统光电探测电路的总频带宽度和电路设计问题。根据电子学级联系统的放大器带宽计算方法 。

光电检测电路中的噪声匹配条件及工程近似估算方法

根据低噪声电路理论,应用解析方法推导出了光电探测器与前置放大器噪声匹配条件的理论修正表达式,并对工程近似估算光电检测电路噪声系数方法进行了讨论。

基于1N4148玻封二极管的低成本光电计数电路设计

为了实现低成本、远距离地对产品进行计数,设计了一种采用1N4148玻封二极管为光电传感器的光电计数电路.采用2 kHz激光调制光源、二阶高通滤波电路提高电路的抗干扰能力,同时采用半导体激光器作为光发射器件,1N4148玻封二极管作为光接收元件.结果表明,设计的光电计数电路实现了对不同时段产品的计数,验证了1N4148作为新型光电传感器与半导体激光器配合使用的可行性.因半导体激光器价格低廉,电路具有低成本、计数距离远等优点,具有应用前景.

一种光电探测器接口电路的响应特性分析

针对窄脉冲激光时域/频域特性,对窄脉冲激光电路设计进行了详细的分析,包括探测器光敏面面元尺寸分析,以及取样电阻、反馈电容对信号带宽和信号完整性的影响等。为了提高探测系统的信噪比、稳定性等要素,对两种典型的光电接口电路进行了理论分析和软件仿真,得到不同的探测器结电容、取样电阻、反馈电容等参数对窄脉冲激光探测电路光电接口带宽、输出信号幅值、脉宽等响应特性的影响。根据不同种类的探测器及脉冲激光探测信号的频率特性,选取不同的偏置与放大电路,可以使前置光电接口电路的性能达到最佳。

光电互联电路中激光器与光纤间接耦合仿真分析

随着大数据、云计算、5G通信等新兴产业的蓬勃发展,数据中心的信息量成指数增长。光电互联电路可实现数据中心服务器内部板间、组件之间、芯片之间的高速、高带宽、高密度、低功耗、低损耗的信息传输,可有效解决高速电互联技术的传输瓶颈。采用光纤作为传输介质可有效降低光电互联电路的制作成本,激光器与光纤的耦合对准技术则是实现光电互联电路的关键技术之一。文中利用ZEMAX光学软件建立了激光器与光纤间接耦合模型,仿真分析了激光器纵向偏移误差、横向偏移误差、角度偏移误差和45°耦合机构倾斜角角度加工误差对耦合效率的影响。仿真结果可为光电互联电路的设计与制造提供指导。

计算机控制系统中光电隔离电路的CAA方法研究

研究了借助于实验计算和PSPICE软件相结合的手段,对光电隔离电路进行计算机辅助分析(CAA)的方法,即建立光耦合器的器件模型,建立光电隔离电路的模型,利用PSPICE软件对光电隔离电路进行仿真分析。并给出了常用微机接口中光电隔离电路计算机仿真分析的示例。

光电互联电路中激光器与光纤直接耦合对准误差仿真分析

光电互联电路可实现电子系统内高速、高带宽、高密度和低功耗的信息传输,可有效解决高速电互联传输瓶颈问题。采用光纤作为传输介质可降低光电互联电路制作成本,激光器与光纤耦合对准技术则是光电互联电路实现的难点之一。利用ZEMAX光学软件建立了激光器与光纤直接耦合模型,仿真分析了纵向偏移误差、横向偏移误差和角度偏移误差对耦合效率的影响。仿真结果可为光电互联电路的设计与制造提供指导。

光电检测电路的设计及实验研究

本文结合现阶段光电检测技术的应用发展情况,对光电检测系统的基础性理论进行了较为详细的分析,通过仿真软件对所测的数据结果进行与之相对应的仿真,最终得出的结果与结论值接近光电流输出电压之间的测量曲线,这一做法具有非常广泛的含义。

基于光电二极管反偏的光电检测电路的噪声分析

噪声性能是限制光电检测电路探测能力的重要因素,针对这个问题,设计了基于光电二极管反偏的光电检测电路并分析其电路噪声,分析噪声时,创新性地从光电检测电路结构出发,将整个电路等效为光电二极管、晶体三极管、运算放大器三个级联模块,详尽分析了每个模块的噪声来源及其相关因素,计算每个模块的输出噪声,最终得出整个电路的输出噪声电压模型。根据输出噪声电压模型,确定了电路的各项参数,预估电路的输出噪声电压,最后,搭建实际电路,测量电路的噪声性能,验证了输出噪声电压模型的准确性,实现低噪声光电检测电路的设计。

电子天平光电检测电路的检修

1电子天平原理概述 电子天平是利用电磁力平衡原理来衡量物体质量的仪器，它由电磁力平衡传感器、光电检测电路、PID调节电路、脉宽调制及电流调节电路、计数及单片机处理等电路组成。电子天平通过支架连杆与一个线圈相连，该线圈置于固定的永久磁铁—磁缸之中，组成一个闭环自动调节系统，通电线圈在永磁体的磁场中做切割磁力线运动，将产生电磁力。光电检测电路把称盘上加载的重物而引起杠杆的位置变化量转化成电信号输出，然后经过PID 调节，形成脉宽调制电压并调节流过线圈的电流大小，产生与被称物体的重力方向相反的电磁力，最终与被称物体的重力相平衡，此时，由计数器对调制后的脉宽进行计数并由单片机进一步处理和显示。

一种实用的光电检测电路设计与实现

气体检测在人类的日常生活和生产过程中非常重要。光纤传感器采用光而不是电作为信息载体,因此不存在产生电火花的安全隐患问题。光纤气体传感器中,吸收型光纤气体传感器更具有灵敏度高,响应快,抗温等优点。然而,吸收型光纤气体传感器也存在信号微弱,抗干扰能力差等缺点。文中基于对光纤气体传感器系统的研究,提出了一套完整的光电检测电路的设计与实现方法。该电路具有电路结构简单,实用性强,可移植性强等优点,广泛运用于光纤气体传感领域。实验验证了该设计的正确性、精确性、实用性和可靠性。