光頻轉換器,簡稱LFC(Light to Frequency Converter),是用來檢測光照強度,輸出頻率信號的傳感器。具有高動態(tài)范圍線性響應的光頻傳感器是現(xiàn)代醫(yī)療電子系統(tǒng)的一個關鍵組成部分。例如,在血氧檢測儀中,必須采用對光波長在660納米和940納米都敏感的光頻轉換器,實現(xiàn)高動態(tài)范圍和高穩(wěn)定性是設計光頻轉換的主要難點。具有低成本和高性能的光頻傳感器,在醫(yī)療電子領域備受關注。本文提出了一種集成光電二極管的高線性動態(tài)范圍光頻轉換器,整個系統(tǒng)主要包括光電二極管陣列,帶隙基準,電流檢測電路和脈沖頻率產生四個模塊。最先分析了用于血氧儀的光頻轉換器的工作原理和性能指標,只有抑制光電二極管的暗電流才可能達到高動態(tài)范圍和高穩(wěn)定性。本文設計的高性能光頻轉換器主要由以下三種技術來實現(xiàn),首先,N阱/P襯底光電二極管被調節(jié)到幾乎為零的反偏電壓,以便在低光照時盡量抑制依賴反偏電壓的暗電流。其次,復制了一個運放來監(jiān)控原運放的失調電壓,避免工藝-電壓-溫度(PVT)的變化對運放失調電壓的影響,保證光電二極管的反偏電壓為0。最后是采用對工藝-電壓-溫度變化不敏感的延遲電路來設計脈沖頻率調制模塊,保證輸出頻率的...

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【學位級別】：碩士

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本文編號：4013067