光电子课程设计一.课程设计目的：1.学会用振荡电路设计发光管调制电源的方法；2.了解微弱信号放大电路的设计思想；3.熟悉集成运算放大器的各类性能参数；4.了解带通滤波器从躁声中检出弱信号的方法；5.学会多重反馈有源带通滤波器的设计步骤和参数计算；6.练习如何进行光电信号检测系统的联调试验；二. 课程设计简介：主要采用了 NE555 定时器构成多谐振荡器电路，产生振荡信号，驱动砷化镓红外发光二极管 HG412A，并使用 2CU2D 硅光敏二极管探测该红外信号，得到的微弱电流信号经低噪声集成运放 LF353 放大，再经运放 uA741 对放大后的信号滤波，信号中心频率为 5KHz，滤波后的信号送至光电报警电路。当红外发光管与硅光敏二极管之间的区域被隔断时，报警电路部分的红灯亮。而当电路正常接受到 5KHz 光脉冲时，发光二极管不亮，设计思路见下图三.课程设计内容： 1.发光二极管调制电源设计[1]设计要求：利用 LM555CN 为 HG412A 砷化镓发光二极管的调制电源。电源调制频率在最小可调范围为 3kHz~7KHz，输出波形占空比为 50%，且发光二极管的输出功率可以调节。[2]工作原理：输出端 OUT 的高电平通过可变电阻 R1 对电容器 U2 充电，使 U2 逐渐升高到2VCC/3，输出端 OUT 跳变为地电平，电容器 U2 又通过可变电阻 R1 向输出端 OUT放电，当 U2 下降到 VCC/3 时，输出端 OUT 又变为高电平。电容器在 VCC/3 和2VCC/3 之间充电和放电，输出端 OUT 输出连续的矩形脉冲。由于充放电通道相同，所以输出的波形占空比为 50％。[3]计算过程：充电时间 T1=放电的时间 T2： T1=T2=ln2*RC=0.7R输出的电平的矩形脉冲的频为： f=1/(T1+T2)=1/（1.4RC）要使输出为 5K 矩形脉冲： R=6.5K C=0.22uF用 NE555 组成的多谐振荡器来驱动发光二极管，输出的电平为 12V，设发光二极管的工作电流为 Id=30mA,电压为 Vd=1.5V,计算可得限流电阻为 R2=360。[4]电路及波形图：2.光电微弱信号放大电路设计[1]设计要求：本电路是应用低噪声集成运放 LF353 的 A 部分设计的微弱信号放大电路，用于 2CU2D 型光电二极管输出的微弱电流信号前置放大。放大倍数 1000-2000可调，输出要求出去 1/f 低频噪声。[2]工作原理：由于光敏二极管在工作时近似于一个电流源 Is，因此在进行微弱电流信号放大时必须考虑如何进行 I-V 转换，有两种方法进行转换，一是直接电阻转换，即电流源连接电阻 R，然后与取 R 上的电压进...
