低噪聲、高靈敏度，這款光學(xué)傳感器兼職就是神器

ADI ADPD2211光學(xué)傳感器將是下述內(nèi)容的主要介紹對(duì)象，通過這篇文章，小編希望大家可以對(duì)它的相關(guān)情況以及信息有所認(rèn)識(shí)和了解，詳細(xì)內(nèi)容如下。

ADPD2211是一款針對(duì)生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用而優(yōu)化的光學(xué)傳感器。極低功耗和近理論信噪比(SNR)通過結(jié)合在零偏置光導(dǎo)模式下工作的超低電容深結(jié)點(diǎn)硅基光電二極管與低噪聲電流放大器來實(shí)現(xiàn)。ADPD2211提供典型的400 kHz帶寬性能，特別適合用于脈沖激勵(lì)。ADPD2211在工作期間所需功耗很小并集成關(guān)斷引腳，同時(shí)支持電源循環(huán)以在便攜式應(yīng)用中優(yōu)化電池壽命。ADPD2211提供散粒噪聲限制性能，是在低光照條件下測(cè)量具有最高保真度信號(hào)的理想選擇。低功耗、極高SNR和電磁干擾(EMI)抗擾度的組合可實(shí)現(xiàn)低功耗系統(tǒng)解決方案，傳統(tǒng)的光電二極管(PD)和跨阻放大器(TIA)則無法實(shí)現(xiàn)。

ADPD2211 是一款集成式低功耗光學(xué)傳感器，由一個(gè)耦合到低噪聲電流放大器的深結(jié)硅光電二極管組成，采用光學(xué)透明芯片級(jí)封裝。 ADPD2211 針對(duì)需要低功耗和高 SNR 的電池供電、可穿戴、醫(yī)療和工業(yè)光學(xué)傳感應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

在散粒噪聲限制性能方面，ADPD2211 的板載光電二極管在零偏置電壓的光電導(dǎo)模式下工作。這種工作模式允許二極管在沒有由二極管耗盡區(qū)泄漏引起的直流暗電流的情況下工作，從而提供了散粒噪聲的基本限制。噪聲電平與頻率帶寬的平方根成正比。

在靈敏度和信噪比方面，SNR 是衡量傳感器將感興趣的信號(hào)與設(shè)備周圍環(huán)境中出現(xiàn)的雜散信號(hào)(例如設(shè)備本身內(nèi)的環(huán)境光、非線性和噪聲)分離的能力的量度。 ADPD2211 以零偏置光電導(dǎo)模式運(yùn)行其集成光電二極管，以提供接近零的暗電流，因此光電二極管不會(huì)產(chǎn)生暗散粒噪聲分量。集成電流放大器需要 10 nA 的內(nèi)部偏置電流，以提高帶寬并在低光照水平下線性化響應(yīng)。該偏置在電流放大器的輸出端產(chǎn)生 90 fA/√Hz 的散粒噪聲分量，并建立 ADPD2211 的本底噪聲。為了優(yōu)化 ADPD2211 的靈敏度，確保光信號(hào)集中在集成光電二極管的光活性區(qū)域非常重要。板載精密電流放大器被屏蔽，不會(huì)受到光線照射其表面的顯著影響，但器件靈敏度僅基于入射到光電探測(cè)器的光功率。

在線性度方面，線性對(duì)于 PPG 至關(guān)重要，因?yàn)樾枰獪?zhǔn)確提取調(diào)制到大直流分量上的小幅度、脈動(dòng)交流信號(hào)，這是由非脈動(dòng)組織吸收引起的

和環(huán)境光。在脈沖光應(yīng)用中，帶寬是線性度的關(guān)鍵組成部分，因?yàn)槠骷暮诎岛?或斷電條件下的快速恢復(fù)會(huì)對(duì)傳感器提取感興趣信號(hào)的能力產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。 ADPD2211 經(jīng)過生產(chǎn)調(diào)整，以確保在高達(dá) EE = 2200 μW/cm2、λ = 528 nm、電源電壓為 3.3 V 的輻照度下具有 60 dB 的線性度。

在包裝注意事項(xiàng)方面，ADPD2211 采用透明環(huán)氧樹脂模塑料封裝。為保持最佳靈敏度，請(qǐng)小心處理設(shè)備以防止可能影響光電二極管上方表面光潔度的劃痕或化學(xué)物質(zhì)。由于不透明模塑料中缺乏穩(wěn)定填料(通常高達(dá) 70% 的二氧化硅)，ADPD2211 的最高儲(chǔ)存溫度為 105°C。

在EPAD 連接方面，ADPD2211 上的 EPAD 充當(dāng)光電二極管和放大器的通用電氣、熱和機(jī)械平臺(tái)，不得外部連接。 由于 ADPD2211 的功耗極低，因此不需要外部冷卻。 Analog Devices, Inc. 建議移除器件下方的走線，以消除潛在的外部信號(hào)耦合到 ADPD2211 的敏感內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。

ADPD2211 由 1.8 V 至 5.0 V 單正電源供電。 ADPD2211 具有高 PSRR，但建議使用適當(dāng)?shù)碾娐凡季趾团月芬蕴峁┳畲箪`敏度，尤其是在 ADPD2211 可能與脈沖模式應(yīng)用中的發(fā)送器共享參考節(jié)點(diǎn)的情況下。在集成電流放大器的靜態(tài)電流之上，與入射光存在線性關(guān)系，因?yàn)殡娏鞣糯笃鲗⒐怆姸O管輸出放大 24 倍。在典型的電池供電操作中，源 LED 的輸出會(huì)動(dòng)態(tài)降低以節(jié)省 功率基于光電傳感器的接收信號(hào)強(qiáng)度。 ADPD2211 的本底噪聲極低，可提供非常高的 SNR，從而以最小的源功率和低入射光功率實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的信號(hào)提取。

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