| |
 Снова об усилении фототока |
|
|
|
|
 Aug 13 2007, 11:41
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287
|
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?
|
|
|
|
|
|
|
 |
Ответов
|
|
Sep 28 2007, 23:14
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 10 983
Регистрация: 23-11-05
Пользователь №: 11 287
|
Постепенно добрался, наконец, до реальных измерений. Усилительный тракт собран, спасибо DS за ценные подсказки. Выглядит так: ТИ-усилитель на AD825, полосовой фильтр с парафазным выходом пришлось выполнить на дискретных ОУ OPA727, далее СД на ключике ADG419 и ФНЧ на ОРА277. АЦП AD7738 (16-битный режим, время конверсии 1мс). Усредняю каждые 500 измерений.
Модуляция лазера - синусом 10,8 кГц.
В принципе всё работает, но наблюдается значительный дрейф конечного результата, весьма низкочастотный, особенно первый час работы. Да и затем доходит до 1% от измеряемой величины.
Сначала грешил на нестабильность мощности лазера (встроенного монитора он не имеет), сделал канал контроля, корреляция слабая.
Склоняюсь к мысли о нестабильности фотодиодов.
Пробовал фотодиоды FDS100, PC5-6, PC10-6 (от Silicon Sensor GmbH), разультат практически одинаков.
Модулируемый фототок приличный - порядка 80 нА RMS. Средний, правда, не контролируется.
В связи с этим вопрос - какого порядка стабильности фототока от них можно ожидать без термостабилизации? Может быть, "подсветить" его нужно для стабильности, (ибо внешней посторонней засветки может и не быть) и чувствительность ею модулируется?
Сообщение отредактировал Herz - Sep 28 2007, 23:21
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 7 2007, 11:20
|
Гуру
Группа: Модераторы
Сообщений: 8 752
Регистрация: 6-01-06
Пользователь №: 12 883
|
Цитата(Herz @ Sep 29 2007, 03:14)  Постепенно добрался, наконец, до реальных измерений. Усилительный тракт собран, спасибо DS за ценные подсказки. Выглядит так: ТИ-усилитель на AD825, полосовой фильтр с парафазным выходом пришлось выполнить на дискретных ОУ OPA727, далее СД на ключике ADG419 и ФНЧ на ОРА277. АЦП AD7738 (16-битный режим, время конверсии 1мс). Усредняю каждые 500 измерений.
Модуляция лазера - синусом 10,8 кГц.
В принципе всё работает, но наблюдается значительный дрейф конечного результата, весьма низкочастотный, особенно первый час работы. Да и затем доходит до 1% от измеряемой величины.
Сначала грешил на нестабильность мощности лазера (встроенного монитора он не имеет), сделал канал контроля, корреляция слабая.
Склоняюсь к мысли о нестабильности фотодиодов.
Пробовал фотодиоды FDS100, PC5-6, PC10-6 (от Silicon Sensor GmbH), разультат практически одинаков.
Модулируемый фототок приличный - порядка 80 нА RMS. Средний, правда, не контролируется.
В связи с этим вопрос - какого порядка стабильности фототока от них можно ожидать без термостабилизации? Может быть, "подсветить" его нужно для стабильности, (ибо внешней посторонней засветки может и не быть) и чувствительность ею модулируется? Уважаемый г-н. Herz! Я всегда была и остаюсь Вашим самым преданным критиком... И, как всегда, не могу понять Вашей логики... Вот и сейчас... У меня, как всегда, простые пальцевые соображения. Зачем Вам синусоидальная модуляция? Если Ваш источник света может выдавать некоторую максимальную мощность, то зачем вы ее сознательно(?) стремитесь уменьшить? Ведь, грубо говоря, Вам был бы полезен каждый испущенный, а затем и принятый фотон... Ну, допустим, очень хочется... Но тогда уж в качестве синхронного детектора нужно применять аналоговый умножитель, так как он будет давить шумы при слабом полезном сигнале. Не очень понятно, какая у Вас модуляция. Модуль синуса, или синус +1? Кажется мне, что оптимальной модуляцией д.б. несимметричный меандр. Асимметрия должна определяться отношением засветки к полезному сигналу. Что касается контроля стабильности приемника, то можно его подсвечивать редкими импульсами, если у Вас имеется стабильный источник... С пожеланием успехов...
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 7 2007, 18:50
|
Частый гость
Группа: Validating
Сообщений: 83
Регистрация: 22-09-07
Из: Санкт-Петербург, Россия
Пользователь №: 30 747
|
Цитата(Tanya @ Oct 7 2007, 15:20) был бы полезен каждый испущенный, а затем и принятый фотон... Фотодиод далек от счета фотонов, его вместе со входным каскадом можно рассматриват как приемник непрерывного сигнала. Тогда все определяется спектральной плотностью шумов. Она в районе килогерц должна бы снижаться, после фликкер-шума. Но и сигнала в высших гармониках менадра все меньше. Что получится после интегрирования, неясно--но прорыва не будет точно. Так что детектирование (перемножение с) чистым синусом я понимаю. А вот зачем модулировать синусом -- мне неясно. Схема модулятора усложняется, а на стороне детектора выигрыша нет. А если детектированеи идет прямоугольником, так и вовсе одни минусы -- и сигнала меньше, и полоса шумов шире..
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 8 2007, 11:35
|
Частый гость
Группа: Validating
Сообщений: 83
Регистрация: 22-09-07
Из: Санкт-Петербург, Россия
Пользователь №: 30 747
|
Цитата(Tanya @ Oct 8 2007, 09:38) базироваться на известном только автору отношении сигнала к засветке... А как уровень засветки меняет дело?
|
|
|
|
|
|
Сообщений в этой теме
 Herz Снова об усилении фототока Aug 13 2007, 11:41 DS Поставить делитель после первого каскада. Я не шуч... Aug 13 2007, 12:01  Herz Цитата(DS @ Aug 13 2007, 14:01) Поставить... Aug 13 2007, 13:07 DS Цитата(Herz @ Aug 13 2007, 17:07) Вы не н... Aug 13 2007, 13:10 Herz Неожиданно как-то. Выходит, в общем случае для улу... Aug 13 2007, 15:35 DS Нет, здесь мы просто имеем дело с особым случаем -... Aug 13 2007, 15:37 Herz Спасибо, теперь уже понятно. Единственная проблема... Aug 13 2007, 16:19 DS Цитата(Herz @ Aug 13 2007, 20:19) Спасибо... Aug 13 2007, 17:09 Le Fou Цитата(Herz @ Sep 29 2007, 03:14) Модуляц... Sep 29 2007, 07:39 blackfin Цитата(Herz @ Sep 29 2007, 03:14) Выгляди... Oct 6 2007, 16:45 DS Цитата(blackfin @ Oct 6 2007, 20:45) Врод... Oct 6 2007, 17:57 Herz Цитата(blackfin @ Oct 6 2007, 18:45) Врод... Oct 6 2007, 18:01 Le Fou про спеклы -- если параметры резонатора меняются п... Oct 7 2007, 03:25 mdmitry Термостабильность лазера может влиять. От разогрев... Sep 29 2007, 01:54 Herz Спасибо за участие в обсуждении.
Термостабильность... Sep 29 2007, 13:40 DS Если у вас размер пятна 7мм, а площадка фотодиода,... Sep 29 2007, 14:29 mdmitry Проверьте поперечные моды лазера, при нагреве мож... Sep 29 2007, 16:35 Herz Цитата(DS @ Sep 29 2007, 16:29) Если у ва... Sep 29 2007, 18:24 khach С хамамацей работаем. У их фотодиодов действительн... Sep 29 2007, 18:32 DS Я предлагал померить дрейф усилителя с сигналом, к... Sep 29 2007, 19:14 mdmitry У нас ЛФД с большим смещением (десятки вольт). Я н... Sep 29 2007, 20:10 НЕХ [цитата]А в идеале хорошо бы собрать весь рассеяны... Oct 1 2007, 09:14 Le Fou Цитата(НЕХ @ Oct 1 2007, 13:14) Со спекла... Oct 1 2007, 11:05 НЕХ Цитата(Le Fou @ Oct 1 2007, 15:05) ?... Oct 1 2007, 11:08 Alexandr А как дело обстоит с температурной стабилизацией п... Oct 1 2007, 10:16 Herz Цитата(khach @ Sep 29 2007, 20:32) С хама... Oct 4 2007, 13:11 khach Цитата(Herz @ Oct 4 2007, 15:11) Ясно. Кс... Oct 7 2007, 13:16 DS При модуляции тока полупроводникового лазера он мо... Oct 4 2007, 13:28 Herz Цитата(DS @ Oct 4 2007, 15:28) При модуля... Oct 6 2007, 12:29 Herz Как вам, например, шумовые параметры такого прибор... Oct 6 2007, 14:33 DS Цитата(Herz @ Oct 6 2007, 18:33) Как вам,... Oct 6 2007, 16:19 DS Шум трансимпедансного усилителя быстро растет с ча... Oct 7 2007, 11:56 Tanya Цитата(DS @ Oct 7 2007, 15:56) Шум транси... Oct 7 2007, 12:21 DS Тогда сразу начнутся помехи от топающего по ковру ... Oct 7 2007, 12:44 DS Не знаю насчет килогерца, но на частотах 10 -100 К... Oct 7 2007, 15:54 deemon Тут скорее не уровень засветки должен влиять на ре... Oct 8 2007, 12:34 Tanya Цитата(deemon @ Oct 8 2007, 16:34) Тут ск... Oct 8 2007, 14:01 deemon Цитата(Tanya @ Oct 8 2007, 18:01) Распред... Oct 8 2007, 16:37 Le Fou Цитата(deemon @ Oct 8 2007, 20:37) А засв... Oct 9 2007, 04:05 dxp Цитата(Le Fou @ Oct 9 2007, 11:05) Эх, гд... Oct 9 2007, 06:36 Le Fou Цитата(dxp @ Oct 9 2007, 10:36) Шум фотод... Oct 9 2007, 07:45 dxp Цитата(Le Fou @ Oct 9 2007, 14:45) Да я п... Oct 10 2007, 03:59 Herz Прошу прощения за отсутствие. Приятно, что тема об... Oct 9 2007, 22:46 Tanya Цитата(Herz @ Oct 10 2007, 02:46) Прошу п... Oct 10 2007, 06:54 Herz Цитата(Tanya @ Oct 10 2007, 08:54) Да, ид... Oct 11 2007, 09:26 Tanya Цитата(Herz @ Oct 11 2007, 13:26) Спасибо... Oct 11 2007, 10:14 deemon Цитата(Tanya @ Oct 11 2007, 14:14) По пов... Oct 11 2007, 17:32 DS Дрейф скорее всего связан с тем, что не собирается... Oct 10 2007, 11:18 Le Fou Цитата(DS @ Oct 10 2007, 15:18) в центре ... Oct 10 2007, 12:58 DS Цитата(Le Fou @ Oct 10 2007, 16:58) Кстат... Oct 10 2007, 14:56
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
