компенсация температуры фотоприемника Опции

[Alex_Golubev]

Привет.
Есть задача измерения степени поглощения вещества от разных длин волн.
И сразу столкнулся с проблемой, от температуры уплывает фотоприемник. При плавном повышение температуры фотоприемника, от измерения к измерению выдаются разные значения ацп. Если стабилизировать температуру фотоприемника то все нормально.
Подскажите может есть какие специализированные микросхемы или давно изученные и проверенные алгоритмы компенсации температуры фотоприемника?

[Dog Pawlowa]

И сразу столкнулся с проблемой, от температуры уплывает фотоприемник.

Вообще-то если света достаточно, то ничего не уплывает - физика не дает.
Уплывает, когда света недостаточно, и собственные смещения и темновые токи влияют на результат.
А теперь подумайте - ну, будете стабилизировать температуру, все равно к полезному сигналу будет добавляться смещения.
Даже если они постоянные, результат не будет достоверен.
Так что есть смысл вначале поработать над фотоприемником. Линзы, качественные фотодиоды с малым темновым током, усилители с малым смещением, или с термокомпенсированным смещением и проч.

[Alex_Golubev]

Вообще-то если света достаточно, то ничего не уплывает - физика не дает.

Эта как так?
Всегда была зависимость полупроводника от температуры а тут ее нет?
Типа дал больше света и все показания стабильные? Не понятно?
Линза мало, что даст только, если настроить правильно фокусное расстояние.

[Dog Pawlowa]

Всегда была зависимость полупроводника от температуры а тут ее нет?

Какого полупроводника? В каком режиме?
Приведите схему измерения, тогда будет предметный разговор, а пока мне представляется, что Вы сами не понимаете, о чем говорите.
Адаптацию теории почитайте, например вот здесь:
http://poznayka.org/s1526t1.html
"В фотодиодном режиме энергетическая характеристика в рабочем диапазоне потоков излучений линейна."
И картинка приведена такая ровненькая, без всякой зависимости от температуры.
Дерзайте, объясняйте, какой полупроводник и зачем Вы туда засунули

[Alex_Golubev]

Прочитал статью по вашей ссылки. В ней сказано цитата " Недостатком фотодиодного режима работы является зависимость темнового тока (обратного тока p-n перехода) от температуры. ". Я про это говорю.
Схема стандартная http://meandr.org/wp-content/uploads/2015/08/132.jpg .

[Plain]

Я про это говорю

Нет, не про это — темновой ток, исходя из своего названия, это при полной темноте, т.е. не светом создаётся.

[Myron]

Нет, не про это — темновой ток, исходя из своего названия, это при полной темноте, т.е. не светом создаётся.

Как я понял, ТС и спрашивает, как уменьшить темновой ток с целью понизить порог получения сигнала от возможно малого светового воздествия (малый световой поток ведь не убирает темновой ток, только при большом световом потоке вклад темнового тока становится "незаметным") перед тем, как начать оптимизировать выделение этого возможно малого светового воздействия из-под темнового тока путем известных методов - накоплением, оптимальной фильтрацией и т.д., если это возможно.
Вот так и приходится гадать, что же все таки надо ТС.

[Dog Pawlowa]

Я про это говорю.

А я пытаюсь донести до Вас две мысли:
1. Если создать такой световой поток, что фототок будет намного больше, чем темновой ток, то нестабильность фототока будет влиять незначительно.
2. Даже если темновой ток стабилен, это все равно внесет искажения в результат:
Допустим, полезный сигнал при отсутствии поглощения вызывает фототок 5 мкА, а темновой ток не зависит от температуры и равен 1 мкА.
Итого 6 мкА при отсутствии поглощения и 1 мкА при 100% поглощении.
В результате Вы измерите поглощение 83% вместо 100%.

[novikovfb]

Можно модулировать световой поток или включать/выключать источник света?

[AnatolyT]

Может быть калибровать перед каждым измерением, закрывать полностью объектив и измерять тепловой ток, затем открывать объектив и делать измерение.

[Molotov]

Привет.
Есть задача измерения степени поглощения вещества от разных длин волн.
И сразу столкнулся с проблемой, от температуры уплывает фотоприемник. При плавном повышение температуры фотоприемника, от измерения к измерению выдаются разные значения ацп. Если стабилизировать температуру фотоприемника то все нормально.
Подскажите может есть какие специализированные микросхемы или давно изученные и проверенные алгоритмы компенсации температуры фотоприемника?

- Здорово!!!!! А какой фотоприемник-то?
Ну если говорить вообще, то температура всегда влияла на режим работы полупроводников, режим работы транзистора и т.д.

Сообщение отредактировал Molotov - Mar 26 2018, 05:30

[Alex_Golubev]

Аналог девайс предлагают вот такое решение http://www.analog.com/media/en/reference-d...igns/CN0272.pdf .
Прошу дать Коментарии по нему.
Фотоприемник marubeni

Сообщение отредактировал Alex_Golubev - Mar 26 2018, 04:03

[novikovfb]

Аналог девайс предлагают вот такое решение http://www.analog.com/media/en/reference-d...igns/CN0272.pdf .
Прошу дать Коментарии по нему.
Фотоприемник marubeni

Если разброс по темновому току внутри партии фотодиодов небольшой и нагрев фотодиода от принимаемого излучения тоже небольшой - вполне подходящее решение.

[Dog Pawlowa]

Прошу дать Коментарии по нему.

Героически бороться с большим темновым током скоростного PIN-диода, если есть диоды на три! порядка лучше?
Ищите нормальный фотодиод у Hamamatsu.

[Alex_Golubev]

вы думаете Hamamatsu лучше marubeni?

[Dog Pawlowa]

вы думаете Hamamatsu лучше marubeni?

Конечно! Букв больше!
Шутка, приводите даташит - будем сравнивать.

Я вот этот применял http://www.hamamatsu.com/eu/en/product/cat...33BR/index.html
У него темновой ток еще меньше, и ближний ультрафиолет подрезан.

[HardEgor]

Подскажите может есть какие специализированные микросхемы или давно изученные и проверенные алгоритмы компенсации температуры фотоприемника?

Есть простой алгоритм - два одинаковых фотодиода связанные по теплу, один затемнён, второй освещен.

[Herz]

- Здорово!!!!! А какой фотоприемник-то?
Ну если говорить вообще, то температура всегда влияла на режим работы полупроводников, режим работы транзистора и т.д.

И к чему эта реплика?

[novikovfb]

Есть простой алгоритм - два одинаковых фотодиода связанные по теплу, один затемнён, второй освещен.

его уже предложили в сообщении 12.

[Dog Pawlowa]

Есть простой алгоритм - два одинаковых фотодиода связанные по теплу, один затемнён, второй освещен.

Тогда уж вертушка перед диодом, т.к. при токе диода 5 пА температурные уходы токов и напряжения смещения усилителей будут влиять больше.
Но вертушка сильно замедлит работу прибора, т.к. при этих токах время установления показаний будет десятки секунд.

Поэтому тут опять упираемся в вопрос, что же все-таки измеряется и чем, и на что влияет температура

[Plain]

десятки секунд

Призма и два диода, чередуемых двумя обтюраторами.

[smk]

вы думаете Hamamatsu лучше marubeni?

Hamamatsu лучше. Фотоприемник обычно снабжен элементом пельтье. Смотрите на мощность сигнала. Может статься, что для нормальной работы сильно охладить придется.

[Dog Pawlowa]

Может статься, что для нормальной работы сильно охладить придется.

С охлаждением свои проблемы - роса и утечки.

[khach]

С охлаждением свои проблемы - роса и утечки.

Герметичный фотодиод с TEC в одном корпусе спасут.

The S2592-03 combines a UV to near infrared Si photodiode with a thermoelectric cooler. A thermistor is also included in the same package to sense the Si photodiode chip temperature.

http://www.hamamatsu.com/jp/en/product/cat...2-03/index.html
Я другого не понимаю. Начальная задача

Есть задача измерения степени поглощения вещества от разных длин волн.

Это задача спектрофотометра. Обычно спектрофотометры работают максимум с 3-4 порядками ослабления света. Т.е при ярком источнике света на детекторе всегда с избытком, и до темнового тока еще 5-6 десятичных порядков остается. Так что температура кремниевого фотоприемника влиять не должна на чувствительность. Ну и опорный канал никто не отменял. А без него система не работоспособна, т.к плывет источник света. И гораздо сильнее, чем фотоприемник. Что лампа накаливания, что светодиод, что газоразрядный источник света- все плывут, и их надо компенсировать. Однократно, перед началом измерений, или постоянно, используя синхронный детектор и модулятор- это уже вопрос к конструктору прибора.

[Dog Pawlowa]

Герметичный фотодиод с TEC в одном корпусе спасут.

Интересно, это из-за повышенной чувствительности к УФ у этого диода темновой ток такой приличный ?

Я другого не понимаю. Начальная задача Это задача спектрофотометра.

И у меня разрыв шаблона. Тема не любительская, не светодиодик зажечь. Соответственно, рядом должен был оказаться руководитель, объясняющий что зачем и куда идти.