Экранированный фотодиод, Большой коэффициент усиления > большая чувствительность к наводкам Опции

[MiklPolikov]

Собрал схему с фотодиодом и транзисторным каскадом с большим коэффициентом усиления.
Заработало после того как заэкранировал весь усилительный каскад и особенно фотодиод, без экрана на выходе была сплошная помеха.

Вопрос:
как придать этому более технологичный вид ? Нужно использовать фотодиод в металлическом корпусе, с третьей ногой соединённой с корпусом ?
Такой фотодиод будет работать так же хорошо как двуногий SMD завёрнутый по бокам в фольгу ?
А может быть нужно оставить этот SMD фотодиод, а вокруг него на плату положить металлическую шайбу высотой 1-2 мм , и она будет выполнять ту
же роль что металлический корпус фотодиода с 3я ногами ?
Принципиальную схему привожу просто так, думаю она не имеет отношения к сути вопроса.

Приоритеры выбора фотодиода :
-Большое быстродействие (фототранзистор не подходит)
-Большой угол обзора
-Размер кристалла не более 2мм.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Herz]

Принципиальную схему привожу просто так, думаю она не имеет отношения к сути вопроса.

А меня как раз схема больше всего удивила. Вообще говоря, почему она должна работать? Почему бы первому каскаду не быть всё время в насыщении?

У операционника большие собственные шумы. На малых сигналах дискретный биполярный транзистор работает лучше.
И коэффициент усиления у операционника в нужной полосе явно меньше на несколько порядков чем надо.

Что-то Вы явно недооценили ОУ. Насколько можно понять из Вашего вопроса, шумы наличествуют именно сейчас, в транзисторном усилителе.
И каков же расчётный КУ в нужной полосе?

[MiklPolikov]

А меня как раз схема больше всего удивила. Вообще говоря, почему она должна работать? Почему бы первому каскаду не быть всё время в насыщении?

Там на всех коллекторах включая первый примерно 1/2 напряжения питания. Ни один каскад не в насыщении.

Что-то Вы явно недооценили ОУ. Насколько можно понять из Вашего вопроса, шумы наличествуют именно сейчас, в транзисторном усилителе.
И каков же расчётный КУ в нужной полосе?

Думаю что Ку каждого каскада порядка 100, т.е. в сумме 1000000
С усилителем (AD8648, полоса 24МГц) как ни старался, усиления не хватало. Ну и помехи, разумеется, не было.

[kovigor]

Там на всех коллекторах включая первый примерно 1/2 напряжения питания. Ни один каскад не в насыщении.

А с чего вы это взяли ? Эта схема при изменениях температуры может работать весьма своеобразно. Проще говоря, на коллекторах может быть что угодно. Что стоило застабилизировать напряжения на базах ? Резистора жалко ?
Дальше. Где фильтр по питанию ? У вас многокаскадный усилитель, который может запросто сдвинуть фазу на 180 градусов. Коэфф. усиления довольно большой. Достаточно ПОС через общий источник питания, и все загудит.

P.S. Скачайте MicroСap и промоделируйте ваш усилитель (можно без диода) при разных температурах ...

Да, и почему коэфф. усиления = 100 ? Десять, даже по постоянному току, и то на деле вы и десяти не получите ...

[MiklPolikov]

А с чего вы это взяли ? Эта схема при изменениях температуры может работать весьма своеобразно. Проще говоря, на коллекторах может быть что угодно. Что стоило застабилизировать напряжения на базах ? Резистора жалко ?

Резистор в цепи эмиттера разве не выполняет функций по стабилизации рабочей точки ? Если его побольше сделать.

Дальше. Где фильтр по питанию ? У вас многокаскадный усилитель, который может запросто сдвинуть фазу на 180 градусов. Коэфф. усиления довольно большой. Достаточно ПОС через общий источник питания, и все загудит.

По питанию много конденсаторов. На схеме не стал показывать.


За комментарии по схеме спасибо.
Но работа схемы меня устраивает, она не реагирует на помехи по питанию и усиливает как надо.
Вопрос был про борьбу с электромагнитными наводками , а именно про выбор наименее чувствительного к ним фотодиода.
Потому что как экранировать всю схему примерно ясно. А фотодиод всё равно должен смотреть через дырочку. И сейчас наблюдаю, что помеха очень зависит
от формы и высоты краешка экрана из фольги вокруг фотодиода. Т.е. и от формы отверстия в металлическом кожухе зависеть будет.

[Tanya]

Вопрос был про борьбу с электромагнитными наводками , а именно про выбор наименее чувствительного к ним фотодиода.

Что тут сказать... Только банальности. Металлический корпус, вход света через металлическую трубочку или световод, или сетка на окошке. Или все вместе.

[MiklPolikov]

Что тут сказать... Только банальности. Металлический корпус, вход света через металлическую трубочку или световод, или сетка на окошке. Или все вместе.

Я надеялся услышать что-нибудь не банальное.
Например что фотодиоды по помехозащищённости различаются.
Наверно не зря некоторые в металлическом корпусе с третьей ногой, соединённой с корпусом.

[VNS]

Я надеялся услышать что-нибудь не банальное.
Например что фотодиоды по помехозащищённости различаются.
Наверно не зря некоторые в металлическом корпусе с третьей ногой, соединённой с корпусом.

Вы не заметили моих вопросов, а ведь с этого начинается расчёт схемы. Фотодиод, если он не работает в оптимальном режиме, выдаёт фототок меньшего уровня, чем он может выдавать. Затем следует вопрос о внутреннем сопротивлении названного фотодиода, который определит коэффициент передачи полезной мощности на вход услителя. Если неверно задано соотношение внутреннего сопротивления фотодиода и входного сопротивления усилителя, то полезный сигнал просто теряется, а его остатки можно восстанавливать любым усилителем, но качество приёма невозможно восстановить.

[MiklPolikov]

Вы не заметили моих вопросов, а ведь с этого начинается расчёт схемы. Фотодиод, если он не работает в оптимальном режиме, выдаёт фототок меньшего уровня, чем он может выдавать. Затем следует вопрос о внутреннем сопротивлении названного фотодиода, который определит коэффициент передачи полезной мощности на вход услителя. Если неверно задано соотношение внутреннего сопротивления фотодиода и входного сопротивления усилителя, то полезный сигнал просто теряется, а его остатки можно восстанавливать любым усилителем, но качество приёма невозможно восстановить.

Теперь я понял идею, спасибо.
Дело такое :
На фотодиод приходят короткие импульсы(движущийся прибор с фотодиодом пересекает лазерные лучи рассеянные в плоскость).
Расстояние от фотодиода до лазера максимально возможное. На практике амплитуда импульсов от лазера(луч-то рассеивается) сопоставима с фоновой освещённостью.
Т.е. усилитель должен из фототока диода выделять и усиливать короткие всплески, причём амплитуда этих всплесков меняется в широких пределах, от насыщения фотодиода до постоянной фононовой составляющей и меньше.