应用新型双T选频网络的OFCS光检测放大器

传统的双T型网络(图5中无运放A2时)参数如下：

其中： R1＝R2＝2R3＝R
C1＝C2＝＝C
fo＝
Q＝
Ho＝A1

然而在双T型选频网络的使用当中，由于其Q值不高，低于1，电路带通效果不理想。为了提高带通效果，通常必须采用增大闭环增益A1的方法来提高，但这种线路结构的Q值选取也受到一定的限制，当选取较高的闭环增益时，会引入附加相移，对相对相位变化影响较大，为保证精度，同时还要求相应提高运放开环增益。本文则提出了一种新的T型选频网络设计方法，使提高Q值的同时不影响其他参数变化，带通宽度更窄，带通效果更为显著。具体做法是：在反馈网络中再接一个同相输比例运放作为双T网络的负载，此时Q值可再提高A2倍，电路如图5。其相应参数如下：

fo＝
Q＝
Ho＝－
式中：A1＝ A2＝1+

可见新型T型选频网络的带通范围比传统的T型网络更窄，Q值更高，选频特性更好。改进前后的频响曲线如图6所示。

5 其他电路处理

在实验中，由于电磁波干扰较多，还应从电路的其他方面抑制噪声的产生和放大。具体做法如下：

(1)正负电源加退耦电容，在满足响应时间的情况下尽可能大些，一般为4.7μF的钽电容并联一个0.01μF的瓷片电容效果较好
(2)电路板要尽可能地小，采用低温焊锡?输入线采用钳夹方式或紫铜－紫筒连接。电路板制好可以长时间通电进行快速老化，增进稳定性?
(3)输入端最好采用保护环方式 ?具体方法参见文献4。输入输出线要尽可能地短 ?最好制成一块小板置于屏蔽盒内。屏蔽盒要接地良好。

6 测试结果和结论

在光纤电流传感器实验的后续信号处理中，利用CH1、CH2两个通道同时进行观测，当增益为4000倍时得到的CH1/CH2波形分别如图7上下子图形所示。

噪声基本被有效抑制，放大器输出比较稳定的50Hz正弦波形，带通效果显著，能够为后级的数据采集卡提供满意的电压信号。如果将第二级的反馈电阻改成可调电阻，该放大器便能够调节放大倍数，并且，去除双T型选频网络之后，该放大器也可用于其他微弱光电信号检测场合，使用会更加灵活。值得注意的是：一旦将增益设计10000倍以上，自激现象较难克服，因此，还应利用其他的补偿方案来改善频响特性，从PCB板的设计布局方面也应优化，使设计后噪声减至最小。