ИК фотоприемник с усилителем, устал выбирать, подскажите Опции

[Alexandr]

Нужен ИК фотоприемник на фотодиоде (можно на фототранзисторе) с АНАЛОГОВЫМ сигналом на выходе (напряжение). Приниматься будет не модулированный слабо меняющийся сигнал, нужно точно оценить интенсивность потока излучения. Сигнал с фотоприемника нужно усилить (максимум амплитуды до 5В), причем желательно усилитель с однополярным питанием и полностью согласованный с фотоприемником. Чувствительность - чем больше, тем лучше, и не плохо было бы сразу отфильтровать сигнал паразитной засветки.
Во понаписал В общем схем фотоприемников нашел много, но выбор сделать не могу. Не вижу явных преимуществ одной схемы перед другой, да и всем требованиям не удовлетворяют. А хотелось бы все и сразу Люди, кто занимается фотоприемниками, отзовитесь, пообщаемся

[dxp]

Нужен ИК фотоприемник на фотодиоде (можно на фототранзисторе) с АНАЛОГОВЫМ сигналом на выходе (напряжение). Приниматься будет не модулированный слабо меняющийся сигнал, нужно точно оценить интенсивность потока излучения. Сигнал с фотоприемника нужно усилить (максимум амплитуды до 5В), причем желательно усилитель с однополярным питанием и полностью согласованный с фотоприемником. Чувствительность - чем больше, тем лучше, и не плохо было бы сразу отфильтровать сигнал паразитной засветки.
Во понаписал   В общем схем фотоприемников нашел много, но выбор сделать не могу. Не вижу явных преимуществ одной схемы перед другой, да и всем требованиям не удовлетворяют. А хотелось бы все и сразу    Люди, кто занимается фотоприемниками, отзовитесь, пообщаемся 

Базовых схем-то там всего ничего, просто вариаций много. Вообще, фотодиод имеет два способа включения - фотовольтаический (еще называют фотогальванический) режим и фотодиодный режим.

В первом варианте фотодиод работает без смещения, выходной сигнал на нем проявляется как напряжение прямосмещенного перехода. Достоинство - простота. Недостатки: существенно нелинейная зависимость выходного сигнала (напряжения) от входного потока; низкие скоростные характеристики - главным образом из-за большой емкости прямосмещенного перехода.

Во втором случае фотодиод включают с обратым смещением. Выходной сигнал фотодиода - ток. Далее по вкусу - можно использовать этот ток непосредственно, можно преобразовать в напряжение на ОУ, например. Самый простой и быстрый вариант - это ОУ в схеме инвертирующего усилителя, только без входного резистора - фотодиод катодом подключается к инвертирующему входу ОУ, анодом на более низкий потенциал. Достоинства: линейная зависимость выходного сигнала (тока) от входного потока, высокая скорость - определяется непосредственно быстродействием ФД и ОУ.

Можно на рассыпухе собрать - в ряде случаев удается получить желаемое лучше, чем на ОУ (у меня был вариант, когда надо было большое усиление, требований по линейности и равномерности полосы не было - собрал схему на двух малушумящих транзисторах, работало и работает отлично).

Вам, по всему видно, надо применять второй вариант. Надо только определиться с полосой - чем шире полоса, тем труднее получить усиление, это очевидно.

Вторая трудность - если есть значительные засветки, придется повозиться, возможно. Фоновые засветки несут две основних неприятности: шумы из-за возросшего тока ФД, а также дробовые шумы (но их влияние, обычно, существенно меньше, они не доминируют и можно их во внимание не принимать) и смещение из-за того же тока.

Еще есть такая особенность, что некторые ФД просто не работают при достаточно сильных засветках - какие-то особенности технологии. Но обычный кремневый ФД (в том числе и pin фотодиод) должен нормально работать и по теории, и на практике. В первом приближении ФД - преобразователь "поток излучения - фототок". Характеризуется интегральной чувствительностью (в полосе длин волн) А/ВТ, емкостью, быстродействием - это основные характеристики.

Для борьбы с большим фоновым током, возникающим из-за фоновой засветки, применяют следующие меры:

1) Ограничивают засветку - либо фильтром, отсекающим излучение на неинтересующих длинах волн, либо, если требуется, оптикой, уменьшающей поле зрения фотоприемника.

2) Применяют частотноизбирательные цепи (фильтры) отсекающие постоянную составляющую (тут начиная от дросселя, включенного параллельно ФД, до цепочек ООС в усилителе - хорошо работает Т-образный мост). Электрические фильты также помогают уменьшить уровень шумов, возникающий из-за фоновой засветки.

3) Применяют активные схемы подачи смещения на ФД - большой постоянный ток утекает в активную нагрузку (например, коллектор транзистора), которая делается тоже частоноизбирательной - НЧ составляющую забирает на себя, для остального представляет собой большое сопротивление. Но с активными нагрузками обычно порядком возни, лучше без крайней необходимости с ними не связываться.

Вот в целом известные проблемы и спобособы борьбы. Конкретизируйте задачу, может удастся что-то более конкретно посоветовать.

[Alexandr]

Самый простой и быстрый вариант - это ОУ в схеме инвертирующего усилителя, только без входного резистора - фотодиод катодом подключается к инвертирующему входу ОУ, анодом на более низкий потенциал. Достоинства: линейная зависимость выходного сигнала (тока) от входного потока, высокая скорость - определяется непосредственно быстродействием ФД и ОУ.

Эта схема - первое что я нашел. Классика, во всех книгах есть. И в общем-то ее и собирался применить, до тех пор пока не полез в инет, в поисках того - как люди делают. И увидел кучу навороченных схем (с несколькими ОУ или 5-7 каскадами на транзисторах). Изучая все это богатство я так и не понял в чем принципиальная разница между этими и указанной базовой схемой. Поэтому и решил спросить. Хорошо, остановимся на базовой схеме. А вот вопрос: фотодиод не порекомендуете с узкой приемной диаграммой (не знаю как это правильно назвать - в общем чтоб геометрически узкий лучик света принимал) или это делается только конструкцией самой оптической системы? И вообще какие есть тонкости при выборе и использовании фотодиода?