| |
 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 |
|
|
|
|
 Oct 7 2009, 23:51
|
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  Прошу помочь разобраться в физике процесса (постоянная времени RC тут никак не подходит  ). 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
--------------------
Качество - главный критерий.
|
|
|
|
|
|
|
 |
Ответов
|
|
Oct 13 2009, 19:07
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 177
Регистрация: 31-08-09
Из: Saint-Peterburg
Пользователь №: 52 105
|
Цитата(DS @ Oct 9 2009, 11:07)  Если у Вас рассеянный свет и телескоп фокусирует в 0.5 мм - диод надо брать 2х2 или 3х3. Иначе можно и 20% получить. При этом и емкость диода растет и шумы и допустимое обратное напряжение ФД падает. Но мне не понятно, почему от этого должна зависеть ошибка? (количество попадающего на ФД света одинаково для всех точек на графике, если, конечно, от интенсивности света не зависит размер пятна в фокусе ) Цитата(DS @ Oct 9 2009, 11:07) Вы не написали, что это рассеянный свет, а обычно все-таки через среду стараются гнать пучок, чтобы было потом что собирать. к, сожалению, не мой случай – прибор направленного действия при работе на расстоянии. Цитата(DS @ Oct 9 2009, 11:07) Кроме того, в лазере есть запаздывание изменения длины волны от изменения тока, Вы его замеряли ? От этого тоже спектр может меняться. Так ведь я не меняю ток в лазере, и скорость роста тока в лазере тоже не меняю…если какое-то запаздывание и есть, то оно постоянно для всех упомянутых тут случаев. Цитата(DS @ Oct 9 2009, 11:07) Что за вещество и что за лазер, если не секрет ? Вправо-влево Ваши пички не бегают ? Это линии поглощения от воды. Пички, слегка носит влево-вправо, но очень слабо, дрожание в пределах 0.5% (судя по всему температура в течении времени нарастания тока меняется), но я ведь смотрю минимум в каждом случае. Цитата(DS @ Oct 9 2009, 11:07) P.S. Я бы ОУ с такой извратной внутренней коррекцией никогда бы не выбрал для ТИ с мегомным резистором и довольно приличных частот. Да и шумы у него на средних частотах просто привет. Из других ТУ, пока остановился на OPA656, но у него питание двухполярное. Есть с однополярным питание похожие?
--------------------
Качество - главный критерий.
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 14 2009, 10:04
|
Гуру
Группа: СуперМодераторы
Сообщений: 3 096
Регистрация: 16-01-06
Из: Москва
Пользователь №: 13 250
|
Цитата(Dmitry_Ternovsky @ Oct 13 2009, 23:07) Так ведь я не меняю ток в лазере, и скорость роста тока в лазере тоже не меняю…если какое-то запаздывание и есть, то оно постоянно для всех упомянутых тут случаев.
Это линии поглощения от воды.
Из других ТУ, пока остановился на OPA656, но у него питание двухполярное.
Есть с однополярным питание похожие? opa656 не годится для данного случая. Коэффициент усиления мал, чтобы считать его операционником. Рядом с водой только поглощение от HF и HBr - их ищем ? При такой развертке может добавляться не только изменение за счет температуры перехода, но и за счет температуры кристалла в целом. Вы уверены, что Ваша схема схема термостатирования лазера не дает никаких чудес ? И обязательно проверьте с отражением от зеркала, а не от рассеянного света. В первую очередь надо исключить влияние оптических эффектов. Про нелинейности поглощения забудьте - не те плотности энергии. Можно еще на много порядков поднимать мощность, все будет линейным. Для сбора объективом слишком маленькая приемная площадка. У Вас часть света может попадать мимо площадки, и за счет интерференции соотношение попадающего/непопадающего света будет непостоянным. P.S. Если Вы измеряете не на эталоне, а на "натуре" - с чего вы взяли, что соотношение линий должно оставаться постоянным ?
--------------------
Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы, не бойтесь мора и глада, а бойтесь единственно только того, кто скажет - "Я знаю как надо". А. Галич.
|
|
|
|
|
|
|
|
Oct 14 2009, 22:06
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 177
Регистрация: 31-08-09
Из: Saint-Peterburg
Пользователь №: 52 105
|
Цитата(DS @ Oct 14 2009, 14:04) opa656 не годится для данного случая. Коэффициент усиления мал, чтобы считать его операционником. А чем данный случай не подходит? Вы имеете в виду параметр Open-Loop Voltage Gain? При этом Tranimpedance Gain держится до 1МГц на уровню 120dB (-3dB) и на первой же странице приведена схема применения с сопротивлением в обратной связи 10MOhm.
Сообщение отредактировал Dmitry_Ternovsky - Oct 14 2009, 22:11
Прикрепленные файлы
opa656.pdf ( 292.83 килобайт )
Кол-во скачиваний: 36
--------------------
Качество - главный критерий.
|
|
|
|
|
|
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 Насколько я понимаю, в схеме, которую Вы указали, ... Oct 8 2009, 09:06 Dog Pawlowa Цитата(MaxPIC @ Oct 8 2009, 12:06) так ка... Oct 8 2009, 09:25 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 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
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|
