Снова об усилении фототока Опции

[Herz]

Тема уже подробно обсуждалась (ели кому интересно), всё же хотелось бы к ней вернуться.
Сейчас для подсветки у меня появилась возможность использовать лазер на ЛД, допускающий линейную модуляцию. Теперь, модулируя его синусом, расчитываю существенно поднять соотношение С/Ш за счёт сужения полосы приёмника. Предварительные результаты обнадёживают.
Общий вывод из предыдущего обсуждения: основное усиление должно происходить в первом каскаде, выполненном по трансимпедансной схеме, затем выделение полосы, дополнительное усиление (до или после детектора) и т.д.
Теперь резистор в ОС ТИ-усилителя в 15 МОм уже обеспечивает мне необходимое усиление. Вторым каскадом стоит полосовой фильтр на LT1567 с Ку=1. Но вот проблема: ширина полосы такого фильтра зависит от усиления на центральной частоте и увеличение его в 10 раз, к примеру, сужает полосу более чем вдвое. Придётся соответственно уменьшить Ку первого каскада.... Где тут компромисс?

[Herz]

С хамамацей работаем. У их фотодиодов действительно наблюдается минимум шумов в районе обратного смещения 2.5-3.5 В Подбирается экспериментально для конкретного диода. Предусилитель конечно должен шуметь меньше ожидаемого шума диода. Поэтому сильно гнаться за большим R в цепи обратной связи нежелательно. Ставим от 100Ком до 500Ком металлопленочные резисторы, а потом при необходимости усиливаем следующим каскадом. Конечно все измерения шумов проводятся в модулционном режиме с использованием синхронного детектирования при обязательной стабилизации источника света отдельной петлей регуляции мощности.

Ясно. Кстати, по поводу шума предусилителя, возможно, Вы не правы. Если он выполнен по ТИ-схеме, то лучше именно увеличивать резистор в цепи его ООС, чем "вытягивать" недостающее усиление в последующих каскадах. Дело в том, что увеличение его номинала (и, следовательно усиления) вдвое увеличит шум лишь в корень из двух раз, а удвоение Кус последующего каскада увеличит, естесственно , и шум в дра раза, на что вовремя обратил моё внимание уважаемый DS. Конечно, нужно следить за балансом шумов "тока" и "напряжения".... А что Вы применяете в предусилителе?

Я предлагал померить дрейф усилителя с сигналом, как Вы уже измеряли, только добавить емкость фотодиода. Эта емкость может оказывать приличное влияние на усилитель.
Но, судя по тому, что Вы описали - это норамльное поведение такой системы - 1 % медленных колебаний для рассеянного лазерного света - нормально. Проверить можно, проделав операцию с клином, хотя он в Вашем случае не нужен, сгодится стеклянная пластинка - ведь основная часть пучка не используется. Надо завернуть на фотодиод количество света, эквивалентное рассеяному, но в неискаженном пучке, чтобы его весь собрать на ФД. Тогда можно будет понять, с чем связан дрейф - с сущностью измеряемого света, или со схемотехникой.

Да... хотелось бы меньше.... Всё же, наблюдаемый дрейф, похоже, полностью связан с оптическими эффектами.

У нас ЛФД с большим смещением (десятки вольт). Я некорректно высказался по поводу разогрева: фотодиод впаян в плату усилителя и все вместе разогревается. Достаточно сложный алгоритм управления прибором с подстройкой рабочей точки ЛФД (управляемое смещение).
Одни мои коллеги сильно переживают на счет конвекции теплого воздуха в ограниченном объеме перед фотоприемником (у них правда ПЗС-матрица). У Вас не может сказываться турбулентность среды?

Да нет, старался, чтобы ничего не мешало и стабильнось условий сохранялась максимально. Есть, правда, подозрение о локальном разогреве среды в фокусе лазера. Хотя, мощность-то небольшая... 35 мВт всего.

[цитата]А в идеале хорошо бы собрать весь рассеяный свет (и вычесть из него отражённый), но пока не в моих технических возможностях...

Нет ничего проще - поляризатор с круговой поляризацией, установленный так, что свет лазера и отраженный проходили сквозь него. Отражение почти полностью подавляется.
Продается в фотомагазинах - циркулярный поляризатор. К отражающему объекту устанавливается стороной, крепящейся к объективу.

Любопытно, но как-то непонятно. Как он работает? Ставить его перед объектом? На каком расстоянии? Как он работает в фотографии? Попробую найти о нём что-нибудь...

Со спеклами можно бороться высокочастотной модуляцией 100-300 МГц - стандартное решение в сидиромах.
Обычно выполняется на одном транзисторе. Результат работы сразу виден глазом !

Не знал. Но в моём случае лазерный модуль - законченный прибор, по входу модуляции у него наверняка фильтры, что такие частоты не пропустит точно. Но мысль интересная.

А как дело обстоит с температурной стабилизацией питания на приемной стороне?

Да никак особенно. Но я очень слабо верю, что температурная нестабильность может в такой степени повлиять на результат.

[khach]

Ясно. Кстати, по поводу шума предусилителя, возможно, Вы не правы. Если он выполнен по ТИ-схеме, то лучше именно увеличивать резистор в цепи его ООС, чем "вытягивать" недостающее усиление в последующих каскадах.
.... А что Вы применяете в предусилителе?

Повод простой- мегаомные резисторы в силу конструкции шумят значительно сильнее своего теоретического шума. А металлопленочные мегаомники имеют внушительные габариты и начинают работать как антенна. К тому же мне приходиться работать со значительной постоянной подсветкой и перегружать усилитель по входу нежелательно.
Использую старые добрые LF411- только не спрашивайте почему-так исторически сложилось.
Даташит на диод посмотрел. А зачем используете UV диод? У него же параметры из-за чувствительности в УФ сильно зарезанными получаются. Если работаете в красной области, то и берите обычный диод- достаточно сильно выиграите и по шумам, и по чувствительности.
Дальше, какое обратное напряжение приложено? А то от него многое что зависит..И шумы, и быстродействие, и емкость, и темновой ток.
Модуляция. Я в килогерцы не лезу. Оптимум по шумам в моих условиях - 200-500 Гц. Ну и постоянные времени детектора 1-3 секунды. Если модулируете лазер- обязательно делайте модуляцию с "пьедесталом", т.е не уменьшайте ток лазера ниже порога. Модулируйте "трапецией"-завалите фронты, а не пускайте меандр прямо с цифровых микросхем. Контроль мощности лазера- тоже синхронным детектором по отдельному диоду со светоделителя. Внутренний диод использовать нельзя - он плывет с температурой от нагрева самого лазера. Ну и для совсем параноиков- поставить еще и пик-детектор для контроля верхней точки кривой модуляции.