реклама на сайте
подробности

 
 
> Нелинейность системы фотодиод-трансимпедансный усилитель. С чем она связана и как с этим бороться?, Понять и измерить нелинейный отклик системы на вх.сигнал перем.амплит
Dmitry_Ternovsky
сообщение Oct 7 2009, 23:51
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 177
Регистрация: 31-08-09
Из: Saint-Peterburg
Пользователь №: 52 105



Уважаемые коллеги!
Нужен Ваш совет.

Досталась схема трансимпедансного усилителя на OPA380, собранного по стандартной схеме (см.внизу). Питание однополярное +5V. Диод S8376-05, ёмкостью 12p (при 5V приложенного отрицательного напряжения). На неинвертирующий вход операционника с REFки подано напряжение для смещения входов и работы на слабых сигналах.

Приветствуется широкая полоса пропускания – как можно шире.
На вход поступают импульсы пилообразной формы. На "пиле" есть "провалы" - поглощение излучения веществами, в разных местах.
Схема хорошо работает, правильно отражает провалы от разных веществ (правда, много шумов высокочастотных, но они цифровым способом усредняются).

ПРОБЛЕМА в том, что в зависимости от мощности приходящего сигнала получаю импульсы напряжения на выходе с НЕПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ этой мощности амплитудой. Это различие составляет около процента, несколько процентов – что не приемлемо.

ПОЯСНЮ: фотодиод стоит в фокусе объектива. Когда световой поток полностью через объектив попадает на фотодиод, то напряжение в провале (на пиле сигнала) падает на 10 условных единиц (для примера), в то время как на верхушке пилы оно 100 у.е., когда же я загораживаю часть объектива, и на фотодиод попадает меньшая мощность, то на верхушке 50 у.е., а все тот же провал составлет уже 4 у.е., таким образом отношение "провала" к "верхушке" НЕ сохраняеться...результаты изменились не пропорционально. Уменьшая дальше мощность излучения (загараживая объектив больше) получим 20у.е. на "верхушке" и на 3у.е. провал - т.е. тенденция поменялась unsure.gif

Прошу помочь разобраться в физике процесса (постоянная времени RC тут никак не подходит smile.gif). Может ли это быть связано с фотодиодом или с операционником, и как от этого избавиться, как сделать систему линейной?
Размах напряжения на выходе усилителя от 2V до 5V.

И еще вопрос – кто как мерил нелинейность трансимпедансного усилка и системы фотодиод –трансимп.усилитель? Чем можно заменить фотодиод для экспериментального исследования нелинейности усилителя (его выходное сопротивление 300М)? строить самому источник тока с таких выходным сопротивлением и токами наноамперы?

Как решали подобные вопросы уважаемые разработчики?

Сообщение отредактировал Dmitry_Ternovsky - Oct 7 2009, 23:59
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
 


--------------------
Качество - главный критерий.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
MaxPIC
сообщение Oct 8 2009, 09:06
Сообщение #2


специалист
***

Группа: Свой
Сообщений: 279
Регистрация: 3-05-07
Из: г. Москва
Пользователь №: 27 506



Насколько я понимаю, в схеме, которую Вы указали, есть напряжение смещения +2 В. Это напряжение будет приложено и к фотодиоду, и предназначено оно для компенсации постоянного фототока (ну ещё темнового тока). Отсюда первый момент: если Ваш сигнал переменный, то измеряйте "провал" не в абсолютных величинах, а в относительных, относительно амплитуды "пилы". И второй момент, Ваша засветка должна быть такой величины, чтобы компенсировать ток, создаваемый Вашими +2 В смещения, да ещё и быть постоянной. Если засветка изменится, то возможен момент, когда напряжение смещения +2 В даст такой компенсирующий ток, что он в свою очередь не только компенсирует ток засветки, но и частично полезный фото ток. И тогда также будет видна нелинейность, причём этот момент явно будет проявляться при выходных напряжениях, близких к напряжению смещения +2 В. Я бы В Вашем на не инвертирующий вход подал землю. А так как у Вас сигнал переменный, то на выходе поставил бы ФВЧ, чтобы избавиться от напряжения смещения ОУ и тому подобных медленно меняющихся процессов.
P.S. Если у Вас стоит объектив, то внимательно смотрите за величиной освещённости поверхности фотодиода. Там есть режим насыщения, так как характеристика фототока от освещённости нелинейна (по экспоненте).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dog Pawlowa
сообщение Oct 8 2009, 09:25
Сообщение #3


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 702
Регистрация: 14-07-06
Пользователь №: 18 823



Цитата(MaxPIC @ Oct 8 2009, 12:06) *
так как характеристика фототока от освещённости нелинейна (по экспоненте).

Потрудитесь почитать общедоступные ресурсы прежде чем писать подобную фигню.

"зависимость фототока от освещённости, соответствует прямой пропорциональности фототока от освещённости"

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%...%B8%D0%BE%D0%B4


--------------------
Уходя, оставьте свет...
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
- Dmitry_Ternovsky   Нелинейность системы фотодиод-трансимпедансный усилитель. С чем она связана и как с этим бороться?   Oct 7 2009, 23:51
- - Dog Pawlowa   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 8 2009, 02...   Oct 8 2009, 02:51
|- - Dmitry_Ternovsky   Цитата(Dog Pawlowa @ Oct 8 2009, 06:51) Д...   Oct 8 2009, 07:32
|- - Dog Pawlowa   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 8 2009, 10...   Oct 8 2009, 08:51
|- - MaxPIC   Цитата(Dog Pawlowa @ Oct 8 2009, 13:25) П...   Oct 8 2009, 09:49
|- - Dog Pawlowa   Цитата(MaxPIC @ Oct 8 2009, 12:49) Вот о ...   Oct 8 2009, 10:01
||- - MaxPIC   Цитата(Dog Pawlowa @ Oct 8 2009, 14:01) С...   Oct 8 2009, 10:07
||- - Dog Pawlowa   Цитата(MaxPIC @ Oct 8 2009, 13:07) Я сам ...   Oct 8 2009, 10:30
||- - DS   Цитата(Dog Pawlowa @ Oct 8 2009, 14:30) А...   Oct 8 2009, 10:34
||- - Dog Pawlowa   Цитата(DS @ Oct 8 2009, 13:34) Но если он...   Oct 8 2009, 10:38
||- - DS   Цитата(Dog Pawlowa @ Oct 8 2009, 14:38) Ч...   Oct 8 2009, 10:44
||- - Dog Pawlowa   Цитата(DS @ Oct 8 2009, 13:44) Так света ...   Oct 8 2009, 10:53
|- - DS   Цитата(MaxPIC @ Oct 8 2009, 13:49) Да Вы ...   Oct 8 2009, 10:09
|- - MaxPIC   Цитата(DS @ Oct 8 2009, 14:09) Судя по вс...   Oct 8 2009, 10:15
|- - DS   Цитата(MaxPIC @ Oct 8 2009, 14:15) Мне во...   Oct 8 2009, 10:23
- - Herz   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 8 2009, 01...   Oct 8 2009, 19:49
|- - Dmitry_Ternovsky   Цитата(Herz @ Oct 8 2009, 23:49) Как это ...   Oct 9 2009, 01:33
||- - Tanya   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 9 2009, 05...   Oct 9 2009, 03:50
|- - MaxPIC   Цитата(Herz @ Oct 8 2009, 22:49) ?!...   Oct 11 2009, 18:10
- - Dmitry_Ternovsky   Снял сегодня картинку проясняющую суть дела. Синий...   Oct 9 2009, 00:52
|- - Dog Pawlowa   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 9 2009, 03...   Oct 9 2009, 06:29
|- - MaxPIC   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 9 2009, 03...   Oct 11 2009, 19:54
- - jam   Думаю, что причина изменения крутизны преобразован...   Oct 9 2009, 01:14
- - DS   Если у Вас рассеянный свет и телескоп фокусирует в...   Oct 9 2009, 07:07
|- - jam   Цитата(DS @ Oct 9 2009, 11:07) P.S. Я бы ...   Oct 9 2009, 08:11
|- - Dog Pawlowa   Цитата(jam @ Oct 9 2009, 11:11) Можно сго...   Oct 9 2009, 08:28
- - НЕХ   Хорошая диафрагма для уменьшения потока получается...   Oct 9 2009, 09:27
|- - Dmitry_Ternovsky   Цитата(НЕХ @ Oct 9 2009, 13:27) А вместо ...   Oct 13 2009, 19:29
|- - НЕХ   [quote name='Dmitry_Ternovsky' date='O...   Oct 15 2009, 10:53
- - DS   А интересно все-таки, это для чего ? Измерение соо...   Oct 10 2009, 19:17
- - НЕХ   А может причина провалов - просто "mode hoppi...   Oct 11 2009, 13:19
|- - DS   Цитата(НЕХ @ Oct 11 2009, 17:19) А может ...   Oct 11 2009, 13:24
- - Dmitry_Ternovsky   Простите, что долго не участвовал в обсуждении. Ц...   Oct 13 2009, 18:30
|- - Tanya   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 13 2009, 22...   Oct 13 2009, 18:57
|- - Dog Pawlowa   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 13 2009, 21...   Oct 13 2009, 19:07
|- - jam   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 13 2009, 22...   Oct 13 2009, 19:32
||- - Dmitry_Ternovsky   Цитата(jam @ Oct 13 2009, 23:32) Я говори...   Oct 13 2009, 19:42
||- - jam   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 13 2009, 23...   Oct 13 2009, 20:42
||- - Dmitry_Ternovsky   Цитата(jam @ Oct 14 2009, 00:42) Менятся ...   Oct 13 2009, 21:00
||- - jam   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 14 2009, 01...   Oct 13 2009, 23:11
|- - alexkok   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 13 2009, 22...   Oct 15 2009, 01:28
- - Dmitry_Ternovsky   Цитата(DS @ Oct 9 2009, 11:07) Если у Вас...   Oct 13 2009, 19:07
|- - DS   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 13 2009, 23...   Oct 14 2009, 10:04
|- - Dmitry_Ternovsky   Цитата(DS @ Oct 14 2009, 14:04) opa656 не...   Oct 14 2009, 22:06
|- - jam   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 15 2009, 02...   Oct 14 2009, 22:42
- - НЕХ   знакомы с http://thermosciences.stanford.edu/resea...   Oct 14 2009, 18:13
- - Dmitry_Ternovsky   Всем спасибо за внимание к вопросу! Буду экспе...   Oct 15 2009, 09:46
|- - DS   Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 15 2009, 13...   Oct 15 2009, 12:10
|- - Tanya   Цитата(DS @ Oct 15 2009, 16:10) А Вы не д...   Oct 15 2009, 18:19
|- - DS   Цитата(Tanya @ Oct 15 2009, 22:19) Еще и ...   Oct 18 2009, 12:15
- - Dmitry_Ternovsky   приходящий сигнал и в самом деле нельзя назвать ра...   Oct 18 2009, 18:15
- - DS   Речь идет о явлении интерференции.   Oct 18 2009, 18:34


Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 5th August 2025 - 00:31
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01428 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016