原创 为滤波器与振荡器设计的合成电感器可由红外线控制

几乎所有的半导体产品都对光敏感，而这一特征对于光电探测器(光电二极管和光电晶体管)来说却特别有利。光电探测器能够探测所有工业、消费以及科学仪表应用中的辐射能量。随着制造工业的进步，光电二极管已经能够探测远红外线、可见光谱、紫外线等的各种波长。

图1电路在光敏模块中使用BPW41光电二极管来合成有源电感器，该合成电感器的大小可由入射光能级进行线性控制。这个合成电感器能方便有效地替代梯形无源滤波器，以获得用于光学仪器中的光敏感、低灵敏度模拟滤波器。另外，它也可以利用红外线来控制光学振荡器的频率。使用Elantec公司的EL2082电流式乘法器，可让基于电感器的光敏设计由适当的模数控制电路进行电压控制。

运算放大器U1(1/4 LM324) 线性放大了二极管电流I_S。电阻T网络经由额定电阻值模拟大反馈电阻。小电容C1用于改进瞬时反应特性。因为R4的输出电流流入低阻抗的虚接地节点，所以就无需配置EL4083的I_X。这还使光电二极管的低寄生电容虚短路，从而避免产生带宽与假振荡的问题。

EL2082被配置成电压控制的transinductive模块，IC的输出电流和光电二极管的比例电流被馈送到EL4083四象限电流式乘法器。它的输出电流连接到输入端，使其与总输入电流相等。因此，从U2管脚3看到的合成电感器具有如下阻抗值：

L_EQ=(I_REF×R4×R3)/(I_S×(R1×R3+R2×R3+R1×R2))

其中VC1等于1 V，I_S是光敏二极管的电流，因此光控特性十分明显。增益系数取决于光源发光，并可通过电位计R3 和 R4进行适当调整。需注意的是，BPW41具有内置光滤波器，可为红外光谱提供可测的电流。使用不同的光电二极管就能使电路适合不同的光谱。

为避免使用任何电感(及其带来的EMI)，U2管脚2的外接电感可以用RC晶体管网络代替，如图2所示。

另一种方法是采用额外的EL2082 (U4)，该方法不需要使用任何电感(图3)，其阻抗如下：

L_EQ=(C2×R5×R6×I_REF×R4×R3)/(I_S×(R1×R3 + R2×R3 +R1×R2))

V_C1和V_C2值固定为1V，偏置电压为±5V。这两种电路都用标准100W灯泡进行了测试。

作者：Saurav Gupta，Monika Sardana