李常青，杨晓娅

（郑州大学 信息工程学院，河南 郑州450001）

引言

微弱信号检测技术是利用电子技术对光学信息进行检测的一门新兴检测技术，在军事、工业、医疗及科学研究等领域有着广泛的应用［1-2］。对于微弱的光信号来说，一般先通过光电二极管把微弱光信号转换为电信号，再将调制到光载波上的有用信号解调出来［3-4］。通常一些信号动态范围很宽的信号（如雷达、声呐），一般线性放大器无法处理，且在保证分辨率的情况下要求模数转换器具有较高的位数。尤其对于微弱光信号来说，检测信号与噪声在强度上几乎处于同一数量级，给信号的检测带来很大的难度［5-7］。常用的一些微弱信号检测方法中需要用到诸如锁相放大器等仪器，电路设计结构复杂且价格昂贵［8］。基于对数放大器输入输出成对数关系，可以对宽动态范围的数据信号进行压缩变换再处理［9-11］。本文利用对数积分放大的原理设计了一种实用的微弱光检测电路，整体电路由单片机实现时序控制、数据采样及结果的处理，简化了电路结构。

1 电路设计分析

1．1 前置放大电路

光电转换的基本原理是当被测光照射到光探测器上时，产生相应的光电流，即将光信号转化为电信号。光电转换电路需要考虑的是：光电二极管、运算放大器和R∥C反馈网络。在微弱光检测中，光电二极管是光电转换的主要器件，其灵敏度和响应速度决定了检测系统的精度和工作速度。常用的光电二极管种类很多，本文采用了具有较高灵敏度和较低的暗电流的PN型（S1227-66B）和PIN型（LFSPD-2500）2种硅光电二极管作为光电探测器进行光电转换输出。……