Здравствуйте все!
Я собрал схему для усиления сигнала фотодиода, какая везде нарисована, и раньше я такую собирал. Рисунок прилагается.
Но на этот раз мне попался фотодиод с очень большой ёмкостью, до 900 пФ. Усилитель очень сильно звенит, время переходного процесса до нескольких микросекунд. Как с этим можно побороться? Очень бы не хотелось тупо совать ёмкость в ОС усилителя и заваливать фронты импульсов.
Заранее признателен.
P,S. С обычным маленьким фотодиодом неизвестного происхождения (в столе валялся) не возбуждается.

"Звенит" это, я так понимаю, Вы имели ввиду длительность переходного процесса или, все-таки, осциляции?

Да, длительность переходного процесса, реакция на скачок освещённости. Обозвал это возбуждением, может, и нехорошо так делать.

Тут придется выбирать- или переходный процесс с крутым фронотом и длительным колебательным установлением, или менее крутой фронт, но более быстрое затухание колебаний. Или найти усилитель, близкий к идеальному...

А с разводкой никаких косяков нет?
У нас был случай, когда после "умелой" переразводки железно работавший фотоприёмный модуль не работал вообще.
Может, обратные связи по печати идут, и с новым фотодиодом выполняются условия сдвига фаз?

можно, конечно, попробовать ОУ с токовым входом, но здесь будут мешать большие вх. токи смещения и шумовые токи низкоимпедансного входа.


Нет, я думаю, при 900 пФ на входе ОУ разводка не поможет.

А что Вы ожидали? Это стандартная проблема. На пальцах - входная емкость гасит сигнал обратной связи... он растет... потом наоборот... вот и звенит...
Все это обсуждалось неоднократно тут. Тема была... автор Herz. Что-то вроде "... трансимпеданс...". Можно поискать. Некоторое улучшение позволяет сделать компенсация (подавление) этой самой емкости посредством полевого транзистора. Емкость в обратную связь всегда ставят..

например

А кто будет мелкий конденсатор- триммер (10-15 пф) последовательно с резистором в неск ком в цепи обратной связи ставить? Для диодов с большой собственнной емкостью без такой подстройки ничего неработает. А триммер нужен чтобы под конкретный монтаж подкрутить полосу. Ну и смещение фотодиоду дать желательно- емкость ФД можно значительно уменьшить по сравнению с нулевым смещением. Ну и еще вопрос про rail2rail операционника- не сойдет ли оно с ума от того что входные каскады оказываются не в режиме вблизи земли? Я бы так не рисковал и поставил обычное двуполярное питание или хотя бы "прирподнял" схему над землей на величину падения на кремниевом диоде ( диод в минусе питания).

Уже ответили - чего то у меня некоторые посты с опозданием показывает.

Сообщение отредактировал lks - Oct 2 2008, 11:28

Позволю себе высказать некоторые соображения:
1. Посмотрев даташник на этот операционник, убедился в допустимости сигнала до -0,1 В на входах. Видимо при малых сигналах поднимать землю не нужно. Но имейте ввиду, что при очень сильной засветке напряжение на инвертирующем входе может достигать -(0,6-0,8) В. А это уже не нормальный режим для операционника.
2. Фотодиод включен в фотовольтаическом режиме. Этот режим используется в тех случаях, когда важно иметь нулевой сигнал при отсутствии освещенности (нет напряжения на фотолиоде - нет тока утечки). Если это не принципиально, то смещением можно уменьшить емкость фотодиода раза в 3. Это поможет заметно улучшить SNR. Ну а если фотовольтаический режим выбран сознательно, то тогда уж скомпенсируйте и ток утечки неинвертирующего входа, подключив его не прямо на землю, а через резистор с тем же номиналом, что и резистор обратной связи. И не забудьте зашунтировать его большим конденсатором.
3. Номинал резистора обратной связи и напряжение питания ограничивают максимально допустимый ток фотодиода уровнем 50 мкА. Судя по емкости 900 пФ, датчик большой и такой ток даст при очень слабом освещении. С превышением этого тока операционник будет уходить в насыщение.
4. Теперь собственно о "звоне". Параллельно резистору обратной связи нужно подключить конденсатор емкостью 4,7 пФ (формула дает 5,35 пФ, но там есть еще паразитная емкость резистора).
5. На всякий случай замечу, что выход операционника должен быть нагружен на емкость не больше 47 пФ. Иначе нужно с ней бороться как написано в даташнике.

На входе операционника может быть любой потенциал в пределах питания.
Некоторые типы ОУ работают при таком включении - некоторые нет.
У меня тоже были ОУ которые возбуждались в этой схеме - не все работают от уровня отрицательного питания.
С "плавающей землей" все проблемы отпадают - автоматически.
А вот почему возбуждается от разных диодов - это интересно, конечно...

Сообщение отредактировал lks - Oct 2 2008, 18:10

Поэтому и прсмотрел даташник Этот операционник нормально работает до -0,1 В на входе. А допустимый предел -0,3 В. Но с поднятой землей, действительно будет надежно. Я просто описал где находится граница допустимого.
Что касается разных операционников и фотодиодов, то есть формула для конденсатора в обратной связи, компенсирующего это явление. В нее входят емкость на входе, сопротивление обратной связи и частота единичного усиления операционника. Саму формулу можно посмотреть например в 3-й главе Graeme J.G. Photodiode Amplifiers. Книжку можно взять в upload\Books\Opto

Наверное в области неустойчивого усиления (т.к. нештатный режим ОУ) образуется резонансный горб (емкость диода+сопротивление обратной связи) и успешно пытается генерить?
Тогда вряд ли малой емкостью в обратной связи откупитсья удастся...

Так автор же написал- емкость фотоприемника 900 пФ. Скомпенсировать дополнительный полюс ПФ нулем, ясное дело, можно только с помощью конденсатора емкостью того же порядка. Причем тут даже собственную емкость ОУ можно не учитывать- все равно она будет заведомо меньше разброса емкости фотодиода. Другое дело, какие требования существуют к переходному процессу- нужна ли макс. скорость нарастания, или мин. время установления с заданной погрешностью.