[发明专利]一种快速光斑尺寸测量中前置放大器

摘要

本发明提供一种快速光斑尺寸测量中前置放大器，该前置放大器包括取样电阻完成电流与电压的转换，第一级大增益高带宽的电压反馈运算放大器模块，连接第二级的小增益高带宽高压摆率的电流反馈运算放大器模块，两级运放之间连接合适的电阻。同时也包含了输入阻抗匹配、电源整流滤波、运放负反馈网络、外部频率补偿和输出始端匹配等部分。可设计多路相同且独立的电路对多阳极光电倍增管(MaPMT)的多路输出进行处理。本发明充分发挥现有成熟不同类型的运算放大器特点，第一级增益采用电压反馈型集成运算放大器AD8099。通过外部补偿电路和反馈网络电路，可以现实10倍高增益，同时有低噪声的特性，因此能够放大感兴趣的高频信号同时避免噪声干扰。

主权项

一种快速光斑尺寸测量中前置放大器，其特征在于：从前端MaPMT输出的微弱电流信号输入该前置放大器，该前置放大器经过电流电压转化，第一级增益和第二级增益后输出；由于信号从MaPMT阳极输出后，通过特性阻抗50Ω的0.8D‑QEV同轴电缆传输至该前置放大器的第一级增益即电压反馈型集成运算放大器AD8099的正相输入端，取样电阻R1一端接该运算放大器AD8099的正相输入端，取样电阻R1另一端接地，取样电阻R1的阻值被设定为50Ω；运算放大器AD8099的正相输入端有接近无穷大的内阻，从取样电阻R1上的电压取样，负反馈网络电阻R2和R3连接运算放大器AD8099的输出端和负相输入端，形成的闭环增益为：1+R3/R2；电容C1并联在电阻R3上，其对反馈的高频信号进行相位补偿，同时，也有外部补偿网络电容C2，调整实现增益和带宽的优化；第二级增益的放大器为LMH6702，两级之间用合适的电阻R4连接，避免Q值过大可能导致的电路振荡；LMH6702的正相输入端连接运算放大器AD8099的输出端，负反馈网络电阻R6和R7连接LMH6702的输出端和负相输入端，形成的闭环增益为：1+R7/R6；LMH6702输出端的电阻R5连接外部输出传输线，形成输出始端匹配，同时也消除了每路信号串扰引起的振荡；运算放大器AD8099和LMH6702的电源管脚都并联了旁路电容，为放大器的高速电流提供低阻通道；整个前置放大器电路工作在±5V稳压源条件下，稳压源的电源输入端也需要引入滤波网络，以减小电源纹波对运放供电的影响和电源串扰。