DS,


И в мыслях не было! Частотка задумана порядка 3кГц только... Но я всегда представлял, что шумы питающего тока напрямую модулируют свет, и принимаются приемником вдобавок к его (приемника) шумам. Другое дело,

Я не работал до этого с лазерами, не знаю их теорию глубоко - т.е Вы хотите сказать, что флуктуации мощности намного больше? Посоветуйте, пожалужста, что можно на тему этих флуктуаций посмотреть? Если у Вас есть в электронном виде, буду очень благодарен.


Это определение плотности чернил, свечу на просвет лазером DL-7140 от Sanyo, 70 mW, 90 mA. В даташите, конечно, ни слова ни о каких флуктуациях. Лазер модулируется синусом 1 кГц, на приемной стороне - lock-in. Полоса системы порядка сотен герц, да плюс при преобразовании в цифру - используется сигма-делта АЦП со встроенным цифровым фильтром, первый ноль на 50/60 Гц.

У меня нет конкретного требования к шумам, выраженного в цифре, как нет и цтрожного понимания механизма проникновения шумов, лежащих вне полосы lock-in - видимо, идет накапливание шумов, лежаших вблизи гармоник клока (1 кГц)

Спасибо за помощь, DS и Aleksashka!
Aleksashka, я попробую то что Вы предлагаете - но модель не адекватна явно... Целью симуляции было понять возникновение этого шумового горба, но как говорит уважаемый DS, флуктуации оптической мощности все равно намного больше. Просто хотелось понять.
Оптическая ОС, конечно, усложняет дело - но я специально сравнил в железе оптическую ОС и электрическую (по току), как нарисовано на схеме - в плане шумов, все то же самое.

Спасибо

Мой совет - возьмите ОУ пошустрее и попроще и забудьте про его шумы. С3 надо будет убрать, R79 (которое в базе) уменьшить до десятков ом. У Вас порог чувствительности, скорее всего, определяется оптической системой, да и частота модуляции маловата. Если есть возможность легко поменять - поставьте 10 КГц или выше.
Разбираться с амплитудными флуктуациям лазера - это целая отдельная наука, ее ковырять имеет смысл только если Вы с лазерами плотно собираетесь работать. Там сразу начинают использоваться специальные термины и непонятные слова - для ознакомления не годится. Простыми словами, в полупроводниковых лазерах есть дополнительный шум, обусловленный локальными флуктуациями тока в материале, что приводит к локальными изменениям характеристик резонатора и возникновению сильных (по сравнению с шумом спонтанного излучения) флуктуаций.
Проблему обрисуйте, у Вас чувствительности не хватает, или Вы просто красоту на схему наводите ?

"Шумовой горб", скорее всего, возникает из-за того, что на каких-то частотах есть сдвиг фазы от + входа усилителя через обратную связь на - вход чуть больше 90 град. При этом может возникнуть больший 1 коэффициент усиления шума, "приложенного к + входу.

Но колличественно - это как-то характеризуется? Как этот флуктуационый шум сопоставить с шумом ОУ? На каких частотах его максимум, или он равномерный?

Проблем особенных нет, просто озадачен был некорректной моделью ОУ. Я понимаю механизм, но такие вещи обычно видны в спайсе (если модель правильная). Ведь фазовая характеристика ОС, с учетом внутренней структуры ОУ, коэффициент усиления для шума - это обычно и есть цели симуляции...

А чувствительность - ее всегда не хватает, как денег.

Так так же две компоненты - 1/f и равномерная. Мы проводили весьма высокоточные измерения с помощью перестраваемого резонатора Фабри-Перо со специальным узкополосным лазером с шириной линии излучения
порядка 600 КГц и еще в добавок одномодовым как в частотном, так и в пространственном смысле. В источнике тока использовался обычный ОУ с 10 нв/гц1/2. Один из выводов, что шума источника тока не видно - ширина пика такая, же, как и при питании от батареи через резистор. А в Вашем лазере ширина линии в паспорте даже не нормируется.

Усилитель несколько нестандартный, модель может оказываться неадекватной.

Можно и чувствительность обсудить, но обычно она определяется оптической схемой и методикой измерений.

может пригодится: Laser Noise Cancellers http://www.electrooptical.net/

В некорректности некоторых моделей (в плане шумовых параметров) я уже убеждался неоднократно. И вообще операционник этот по шумам далеко не идеал. Для Ваших целей лучше подойдет чтото порядка единиц нВ/sqrt(Гц), без всяких цифровых фильтров и DC/DC преобразователей внутри. Чтонить типа AD797. ИМХО

Этот засвистит с транзистором на выходе. Нужем на порядок менее скоростной.

C локальной ООС может и не засвистит

С локальной генератор тока будет неправильно работать.

Вот пример, даже с достаточно медленным ОУ получается такая шняга (см рисунок 1, график onoise- плотность шумов на выходе out). Причина- АЧХ имеет хороший такой выброс -см. рисунок 2.
Скорей всего и генереж будет на этой частоте. Эффект полностью устраняется введением резистора 330 Ом последовательно с ОС (см. рисунок 3).

Черт, как говорится слона то я и не приметил. Кондер C3 подключен прямо к эмиттеру транзистора. Конечно, такая схема будет чудить. Резистор обязательно нужен. Глаз уже замылился, раз есть конденсатор - перед ним должен быть и резистор .
Но испольсовать такую схему, предназначенную для работы выхода на емкостную нагрузку, в генераторе тока - посадить его точность.

Я тут провел несколько экспериментов. Дело в том, что у меня есть также AD8676 -с шумом 2.7 нВ/ (гц)^1/2 на 1 кГц. На первом графике - измеренный шум на выходе драйвера. Видно, что AD8676 - наименее шумный.
Далее, интересно было - насколько шум драйвера виден на выходе I2V - трансимпедансного усилителя на приемном конце... На втором графике - обший шум на выходе приемного усилителя, с разными драйверами. Синий график - LTC1152, розовый - AD8676. Удивительно, но на приемном конце я вижу пик, вызванный работой чоппера! Если интегрировать в Экселе, в случае AD8676 шум 1.25 мВ, в случае LTC1152 - 4.5 мВ. Как видно на графике ниже, эта разница обусловлена работой чоппера.

Добавьте резистор, как заметил Alexashka. У Вас сейчас через конденсатор соединены два выхода, тут уж что угодно может быть. Я просто проглядел с самого начала. У Вас, в частности, шумы с выхода ОУ усиливаются транзистором по схеме с ОБ . Так что флуктуации тока могут быть и достаточно большими.

Нет, на плате инвертирующй вход ОУ не подключен к эмиттеру транзистора, он подключен к мониторному фотодиоду лазера.

Попробуйте измерить без мониторного диода, просто подав напряжение На вход генератора тока с батарейки, так сложно что-то сказать. Мониторный диод маленький, на нем сильнейшая интерференцилнная картина. Изменение тока лазера приводит к незначительному смещению частоты - картина ползет, амплитуда сигнала с диода меняется. Какие там могут получиться коэффициенты и частоная зависимость - фиг угадаешь.
Для точных измерений надо пропускать свет от лазера через нейтральный фильтр и собирать весь пучок на диод с большой площадкой.

Для стабилизации лазера не используют только оптическую связь. Используется генератор тока, который стабилизирует ток лазера, который может управляться отдельной петлей обратной связи по интенсивности со своей частотной характеристикой.
В частности, потому что при такой схеме как у Вас, при аварии обратной можно нарваться на пережег лазера. FP лазеры не выдерживают даже кратковременного превышения предельной мощности - портится зеркало.