реклама на сайте
подробности

 
 
4 страниц V   1 2 3 > »   
Reply to this topicStart new topic
> Усилитель для фотодиода с шумом 5 fA/sqrt(Hz) с полосой до 30-50Мгц, как?
_pv
сообщение Jun 23 2008, 14:36
Сообщение #1


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



Здравствуйте, товарищи.
Подскажите, пожалуйста, чего бы почитать про то как человечество делает малошумящие усилители.

а то если взять емкость диода, усилителя ~ 3-5 пФ, то для полосы 30Мгц сопротивление обратной связи будет ~1кОм. Температурный токовый шум резистора 1кОм: sqrt(4kT/R) = 5pA / sqrt(Hz) (уже на 3 порядка больше фотодиода), это без учёта шума операционного усилителя в несколько nV/sqrt(Hz), которые еще на порядок больший вклад дадут...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
SSerge
сообщение Jun 23 2008, 18:43
Сообщение #2


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 719
Регистрация: 13-09-05
Из: Novosibirsk
Пользователь №: 8 528



У Analog Devices есть полезная книга "Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning"
Есть её перевод не русский язык:
Методы практического конструирования при нормировании сигналов c датчиков
http://www.autex.spb.ru/cgi-bin/download.cgi?sensor99_rus
там есть пример усилителя фототока с расчётом полосы, шумов и т.п.


--------------------
Russia est omnis divisa in partes octo.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DS
сообщение Jun 23 2008, 18:58
Сообщение #3


Гуру
******

Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250



Надо плясать от физической задачи. Абстрактного "самого хорошего усилителя" не бывает. Все они являются компромиссными решениями. В противном случае выпускалась бы только одна микросхема на все случаи жизни.


--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_pv
сообщение Jun 24 2008, 03:56
Сообщение #4


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



Цитата(DS @ Jun 24 2008, 01:58) *
Надо плясать от физической задачи. Абстрактного "самого хорошего усилителя" не бывает. Все они являются компромиссными решениями. В противном случае выпускалась бы только одна микросхема на все случаи жизни.

А между чем и чем компромис? полоса vs. плотность шума?
полоса задана, плотность шума фотодиода какая есть.
хочется иметь усилитель который шумы которого сравнимы с шумами фотодиода а не на 3 порядка выше...

Цитата
У Analog Devices есть полезная книга "Practical Design Techniques for Sensor Signal Conditioning"
там есть пример усилителя фототока с расчётом полосы, шумов и т.п.

да, спасибо, уже читал, не помогло smile.gif
если взять оттуда пример высокоскоростного усилителя с полосой 2Мгц, шумом 260мкв RMS и сопротивлением обратной связи 100кОм, плотность шума приведёная ко входу будет те же единицы pA/sqrt(Hz).
перефразирую вопрос: зачем делают фотодиоды с плотностью шумов в единицы фА на корень из герца, причем в гигагерцовой полосе, если шумы усилителей на порядки выше...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Tolyaha
сообщение Jun 24 2008, 07:12
Сообщение #5


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 116
Регистрация: 2-03-07
Из: Украина
Пользователь №: 25 826



Например AD8065 плюс полевичек малошумящий типа BF862 на вход для большей скорости, все это в холодильник -40, и будет нечто похожее.

Вот даже картинку нашел [attachment=22239:attachment]
Go to the top of the page
 
+Quote Post
asdf
сообщение Jun 24 2008, 08:58
Сообщение #6


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 775
Регистрация: 11-05-05
Пользователь №: 4 913



Цитата(_pv @ Jun 24 2008, 07:56) *
перефразирую вопрос: зачем делают фотодиоды с плотностью шумов в единицы фА на корень из герца, причем в гигагерцовой полосе, если шумы усилителей на порядки выше...


Тогда я бы перефразировал вопрос по другому: зачем использовать фотодиоды с гигагерцовой полосой в устройстве с полосой в несколько мегагерц? smile.gif
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_pv
сообщение Jun 24 2008, 10:30
Сообщение #7


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



Цитата(asdf @ Jun 24 2008, 15:58) *
Тогда я бы перефразировал вопрос по другому: зачем использовать фотодиоды с гигагерцовой полосой в устройстве с полосой в несколько мегагерц? smile.gif

Быстрый фотодиод => маленькая емкость => маленький размер фотодиода => меньше темновых токов => меньше величина шума ~ sqrt( 2 * e- * I )
Go to the top of the page
 
+Quote Post
mdmitry
сообщение Jun 24 2008, 12:34
Сообщение #8


Начинающий профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 215
Регистрация: 25-10-06
Из: СПб
Пользователь №: 21 648



Цитата(_pv @ Jun 24 2008, 14:30) *
Быстрый фотодиод => маленькая емкость => маленький размер фотодиода => меньше темновых токов => меньше величина шума ~ sqrt( 2 * e- * I )

=> блок питания для ЛФД на десятки-сотни вольт, дробовый шум во всей полосе ЛФД, выбор рабочей точки, ее регулирование (стабилизация от температуры) и т.д. Проблем масса.

Применяли скоростные ЛФД не от хорошей жизни. Присоединяюсь к вопросу asdf


--------------------
Наука изощряет ум; ученье вострит память. Козьма Прутков
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DS
сообщение Jun 24 2008, 12:47
Сообщение #9


Гуру
******

Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250



Цитата(_pv @ Jun 24 2008, 07:56) *
А между чем и чем компромис? полоса vs. плотность шума?
полоса задана, плотность шума фотодиода какая есть.
хочется иметь усилитель который шумы которого сравнимы с шумами фотодиода а не на 3 порядка выше...
да, спасибо, уже читал, не помогло smile.gif


В 99% процентах случаев такие рассуждения свидетельствуют о неадекватном выборе фотоприемника или методики измерения.


--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_pv
сообщение Jun 24 2008, 13:01
Сообщение #10


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



Цитата(mdmitry @ Jun 24 2008, 19:34) *
Применяли скоростные ЛФД не от хорошей жизни. Присоединяюсь к вопросу asdf

речь не идёт про лавинные фотодиоды.
PIN фотодиод

Цитата
В 99% процентах случаев такие рассуждения свидетельствуют о неадекватном выборе фотоприемника или методики измерения.


попробую ещё раз...

существуют довольно малошумящие PIN фотодиоды:
http://sales.hamamatsu.com/en/products/sol...andard-type.php
в даташите приведены цифирки аж от 2e-15 W/Hz^0.5 что равно 2e-15 A/Hz^0.5 при 1 A/W
теперь берем этот фотодиод и подключаем к быстрому малошумящему операционнику, считаем шумы, и получаем пикоАмперы на корень из герца. Вот эта вот разница на три порядка меня и удивила.
и соответственно возник вопрос каким образом человечество обращается с такими фотодиодами.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
DS
сообщение Jun 24 2008, 13:27
Сообщение #11


Гуру
******

Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250



Цитата(_pv @ Jun 24 2008, 17:01) *
речь не идёт про лавинные фотодиоды.
PIN фотодиод
попробую ещё раз...

существуют довольно малошумящие PIN фотодиоды:
http://sales.hamamatsu.com/en/products/sol...andard-type.php
в даташите приведены цифирки аж от 2e-15 W/Hz^0.5 что равно 2e-15 A/Hz^0.5 при 1 A/W
теперь берем этот фотодиод и подключаем к быстрому малошумящему операционнику, считаем шумы, и получаем пикоАмперы на корень из герца. Вот эта вот разница на три порядка меня и удивила.
и соответственно возник вопрос каким образом человечество обращается с такими фотодиодами.


А Вы не пробовали считать, сколько электронов шумового тока придется на период в диапазоне 1 Мгц ?


--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
alexkok
сообщение Jun 25 2008, 01:18
Сообщение #12


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 609
Регистрация: 3-03-07
Из: San Jose
Пользователь №: 25 837



Цитата(_pv @ Jun 24 2008, 16:01) *
существуют довольно малошумящие PIN фотодиоды:
http://sales.hamamatsu.com/en/products/sol...andard-type.php
в даташите приведены цифирки аж от 2e-15 W/Hz^0.5 что равно 2e-15 A/Hz^0.5 при 1 A/W
теперь берем этот фотодиод и подключаем к быстрому малошумящему операционнику, считаем шумы, и получаем пикоАмперы на корень из герца. Вот эта вот разница на три порядка меня и удивила.
и соответственно возник вопрос каким образом человечество обращается с такими фотодиодами.

Зачем же ограничиваться только операционниками?
Можно, например, использовать спиральный резонатор в качестве трансформатора для согласования с усилителем.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_pv
сообщение Jun 25 2008, 11:51
Сообщение #13


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 563
Регистрация: 8-04-05
Из: Nsk
Пользователь №: 3 954



Цитата(DS @ Jun 24 2008, 20:27) *
А Вы не пробовали считать, сколько электронов шумового тока придется на период в диапазоне 1 Мгц ?

Да, спасибо, об этом я как-то не подумал...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AlexKLm
сообщение Jul 4 2008, 18:01
Сообщение #14


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 160
Регистрация: 17-03-08
Из: Мурманская
Пользователь №: 35 989



Цитата(asdf @ Jun 24 2008, 12:58) *
Тогда я бы перефразировал вопрос по другому: зачем использовать фотодиоды с гигагерцовой полосой в устройстве с полосой в несколько мегагерц? smile.gif

Эта проблема решается только и только трансформатором напряжения с обственными шумами меньше чем усилитель. Если на входе ОУ стоит резистор - это уже неприемлемо. Придумайте схему в которой нет резистора на входе усилителся (или есть, но в полосе рабочих частот его сопротивление бизко к нулю). Понятно, что получившаяся схема не сможет усиливать постоянный ток. И выйдет, что полоса пропускания от нуля - не получается.


--------------------
Демократия - это когда считается, что два дурака лучше одного умного
Суверенная демократия - это когда считается, что один дурак лучше двух дураков
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Евгений Германов...
сообщение Jul 12 2008, 12:03
Сообщение #15


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 079
Регистрация: 24-06-07
Из: г.Екатеринбург
Пользователь №: 28 654



Кстати -40 это не выход.Нужен жидкий азот.
В некоторых книжках рекомендуют параллельное вкл усилителей-снижается шум.В ПТЭ в стародавние времена видел подобные схемы.
А вы прикинье а сколько шумов вам надо,не сколько возможно,а имннно сколько надо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

4 страниц V   1 2 3 > » 
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 13th August 2025 - 15:51
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01488 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016