Усилитель для низкоомного ИК фотодиода. Опции

[zigmo]

Здравствуйте. Прочитал литературу, прочитал форумы и вот странная вещь, почему-то все забывают про выходное сопротивление источника сигнала и входное приемника(ну или почти не обсуждают этот вопрос). Если у фотодиода очень большое собственное сопротивление это хорошо, легко работать, но вот что делать если его сопротивление с десятку кОм или вообще сотни Ом.
Моя задача усилить сигнал с диодов: http://www.ibsg.ru/PDF_Data/PD24-05_RU.pdf и http://www.ibsg.ru/PDF_Data/PD36-05_RU.pdf Сигнал должен быть именно усилен, речь идет об измерении и не о каком-либо импульсном режиме работы. В процессе была расчита схема классического I-V преобразователя, схема была промоделирована. В процессе моделирования было обнаружено то, что входное сопротивление преобразователя составляет чуть более 5 кОм при Rf - 20 МОм. Уменьшение Rf нисколько не повлияло на входное сопротивление, но вот замена усилителя при моделировании повлияла. Изначально был AD795, при замене на OPA129 сопротивление упало аж до 90 Ом. Я подумал что это глюки. Моделирование проводил в Multisim 12.0.
Подумав что это прикол проги, собрал реальный усь на AD795JRZ и начал тестировать. Оказалось прога нормально смоделировала, при комнатной температуре на выходе уся болтанка из крайнего плюса в крайний минус. Балансировка толко способствует отправке усилителя в полный накаут. При охлаждении диода до -15 градусов по цельсию происходит увеличение его дифференциального сопротивление и как следствие усилитель начинает работать, появляется стабильность, балансировка смещает уровень в ограниченом пределе(работа проводилась только с диодом PD24-05).


Балансировка по даташиту, по схеме R1, R2 = 100 Ом, R3 = 200 Ом, R4, R5 = 510 Ом, R6 = 100 кОм.
С1, С4 = 4,7 мкФ, С2, С3, С5, С6, С7 = 0,1 мкФ.
DA1 - AD795JRZ, DA2 - AD8510.

И так сам вопрос: как точно расчитать входное сопротивление преобразователя и как избавиться от этого прикола с сопротивлением?

Сообщение отредактировал zigmo - Jun 15 2015, 13:44

[prig]

AD795: 3.3 μV p-p maximum, 0.1 Hz to 10 Hz
И что Вы ожидаете с теми коэффициентами усиления по шуму, которые в вашей схеме имеют место быть?

П.С. Скорее всего, это основной вклад в "гулянку". Если задача позволяет, какую-то часть НЧ лучше срезать.
А в остальном, надо просто аккуратно оценить шумы для требуемой полосы в зависимости от ОУ. И чудеса исчезнут.

[MiklPolikov]

Посоветую:

Схему собирать из маленьких элементов, резисторы и конденсаторы не больше SMD 0603, выбор корпусов микросхем аналогичный. Иначе будут большие радиочастотные наводки на контуры, образованные дорожками на плате.
В качестве источника питания, по крайней мере на этапе экспериментов, использовать батарейку, что бы не было никаких помех по шине земли, возвратных токов и т.п. Вы ведь подключаете выход к осциллографу, а у него своя земля, куда-то как-то проложенная.
Для эксперимента, собранную плату (надеюсь, она маленькая, 1*1см ) нужно завернуть в фольгу, соединив этот экран с 0 , и посмотреть что на выходе. Если при этом на выходе станет 0, значит проблема в экранировании от электромагнитных наводок.

Я как-то усиливал малые токи от SMD фотодиодов. Фотодиоды были размером порядка 1*2мм . Так вот, электромагнитные наводки исчезали, после того как я заворачивал платы в фольгу, и делал для фотодиода окошко-дырочку диаметром 1мм. При увеличении диаметра до 2мм наводки снова появлялись, форма стенок дырочки так же сильно влияла. Т.е. электромагнитная наводка наводилась именно на сам фотодиод, при его миниатюрных размерах он всё равно представляет из себя электрический диполь.


МП