管敏杰， 赵冬娥

（中北大学 电子测试技术重点实验室， 仪器科学与动态测试教育部重点实验室， 山西太原 030051）

0 引言

噪声普遍存在于电子测试系统中，它的来源是多方面的，有热噪声、散粒噪声、产生-复合噪声和1/f噪声等由探测器引起的噪声，有信号辐射和环境光引起的光子噪声，也有电路设计引入的系统噪声。在对微弱信号的测试过程中，被测的微弱信号常常被埋没在各种各样的噪声中，把信号和噪声分离及提取，是保证测量结果正确的关键。光电转换电路作为微弱信号测量系统的入口，对其进行减噪处理就显得尤为重要，它将直接影响到后续电路的信号处理及整个测量系统的准确性。

1 光电转换电路原理

本文研究的是基于PIN型光敏管的光电转换电路，其设计原理图如图1所示。图1中，PIN型光敏二极管受到光信号的照射，产生光电流，根据运算放大器“虚断”和“虚短”的特性[1]，光电流只是流入了反馈回路，并在反馈电阻上产生了压降，从而将电流信号转换成了电压信号，即完成了光电转换的处理[2]。随后的电路将对该电压信号进行滤波、增益放大、采集和显示等一系列处理。

图1 基于PIN型光敏管的光电转换电路图

2 光电转换电路中的噪声

2.1 光电探测器的噪声

2.1.1 热噪声

式中，k为波尔兹曼常数；T为热力学温度；R为器件电阻值；∆f为测量频带宽度。

热噪声普遍存在于任何导体与半导体中，它属于白噪声。降低温度和压缩频带宽度能减少噪声功率。

2.1.2 散粒噪声