光頻轉(zhuǎn)換器,簡稱LFC(Light to Frequency Converter),是用來檢測光照強(qiáng)度,輸出頻率信號的傳感器。具有高動態(tài)范圍線性響應(yīng)的光頻傳感器是現(xiàn)代醫(yī)療電子系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)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(zhuǎn)換器,實(shí)現(xiàn)高動態(tài)范圍和高穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)光頻轉(zhuǎn)換的主要難點(diǎn)。具有低成本和高性能的光頻傳感器,在醫(yī)療電子領(lǐng)域備受關(guān)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(zhuǎn)換器,整個(gè)系統(tǒng)主要包括光電二極管陣列,帶隙基準(zhǔn),電流檢測電路和脈沖頻率產(chǎn)生四個(gè)模塊。最先分析了用于血氧儀的光頻轉(zhuǎn)換器的工作原理和性能指標(biāo),只有抑制光電二極管的暗電流才可能達(dá)到高動態(tài)范圍和高穩(wěn)定性。本文設(shè)計(jì)的高性能光頻轉(zhuǎn)換器主要由以下三種技術(shù)來實(shí)現(xiàn),首先,N阱/P襯底光電二極管被調(diào)節(jié)到幾乎為零的反偏電壓,以便在低光照時(shí)盡量抑制依賴反偏電壓的暗電流。其次,復(fù)制了一個(gè)運(yùn)放來監(jiān)控原運(yùn)放的失調(diào)電壓,避免工藝-電壓-溫度(PVT)的變化對運(yùn)放失調(diào)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(shè)計(jì)脈沖頻率調(diào)制模塊,保證輸出頻率的...

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【學(xué)位級別】：碩士

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本文編號：4013067