интегратор фототока., посоветуйте/покритикуйте схемное решение. Опции

[slanted]

Собственно, имеем фотодиод (BPW21R), хочется с его помощью мерять уровень освещенности в диапазоне 1-100000 lx (соответствующий диапазон фототоков примерно от 10 нА до 1 мА). Идея измерять и интегрировать фототок возникла потому, что: а) появляется возможность калиброваться по эталонному источнику тока, а не эталонному люксметру, как при использовании "условно-логарифмического" фотогальванического режима; б) желание уйти от АЦП высокой разрядности (абсолютная точность не так важна, как большой динамический диапазон, соответственно, появляется возможность использовать АЦП интегрирующего типа - таймер+компаратор в предельном случае); в) желание уйти от схем с переключаемыми пределами; г) нежелание возиться с доставанием всяких хитрых компонентов, типа прецизионных АЦП, логарифмических усилителей и тому подобного добра.

К сожалению, реализация "в лоб" (GND-диод-*-конденсатор-VCC, в * подключен компаратор) страдает нелинейностью из-за того, что смещение диода в процессе интегрирования меняется, в результате чего вся конструкция получается заметно нелинейной. Появляется вопрос, как это малой кровью обойти: отвязаться от конденсатора каскадом с ОБ; сгородить токовое зеркало (примерно так, как предлагается применять например ADL5315); сразу строить интегратор на ОУ; забыть обо всем и компенсировать нелинейности программно?

Результаты моделирования по варианту номер два обнадеживают, но гложет червячок сомнения: получится ли на рассыпухе? Вариант: "забить и купить готовый датчик с цифровым выходом" не предлагать, хочется добить эту схему, да и абсолютное большинство готовых ALS всего до 10 klx.

[Tanya]

; сразу строить интегратор на ОУ; забыть обо всем и компенсировать нелинейности программно?

О какой нелинейности Вы говорите?
Интегратор со сбросом, два компаратора, формирующие ворота для счетчика. Прикидка. Генератор 10 Мгц. Нестабильность срабатывания компаратора... пусть будет 1 мкс. Для точности 1% нужно 100 мкс. Это для максимального тока. 10 секунд получится для минимального тока. Если на одном конденсаторе сделать. Если переключать конденсаторы (пусть на два диапазона), то соотношение времен будет (корень из 100000 - 300). Что-то в этом роде.
Есть такие микросхемы IVC102 и др., которые сделали специально для Вас.
И поискать можно по форуму.

[slanted]

О какой нелинейности Вы говорите?

Нелинейность "лобового" решения. С этим можно жить, но не очень удобно - приходится использовать только часть доступного питающего напряжения, ну и отклик системы примерно похож на желаемый, но что там в действительности - .

Интегратор со сбросом, два компаратора, формирующие ворота для счетчика. Прикидка. Генератор 10 Мгц. Нестабильность срабатывания компаратора... пусть будет 1 мкс. Для точности 1% нужно 100 мкс. Это для максимального тока. 10 секунд получится для минимального тока. Если на одном конденсаторе сделать.

Вполне устраивает, только я не понял зачем генератор 10М, если минимальное время интегрирования аж 100мкс.

Есть такие микросхемы IVC102 и др., которые сделали специально для Вас.
И поискать можно по форуму.

Оно да, но хотелось бы на коленке. Если заказывать, то я сразу закажу какой-нибудь TAOS и не буду греть голову.
Форум этот я что-то проглядел, спасибо.

ACF2101 вам в помощь.

Там же ж +- 100 uA, а мне надо в 10 раз больше. Ну и цена....

[Tanya]

Вполне устраивает, только я не понял зачем генератор 10М, если минимальное время интегрирования аж 100мкс.

1М было бы маловато. А цена же не растет с частотой. Это же прикидки. На выходе ОУ можно поставить эмиттерный повторитель чтобы ток увеличить. Счетчик предполагался на контроллере. Там же можно и ворота и компараторы найти. Иногда.
100 микросекунд получаются из 1% точности и плохой реакции компараторов. Найдете лучше или точность понизите - будет быстрее. На коленке... можно взять ОУ (с Вашими требованиями - почти любой) с внешним ключиком. Если подддиапазоны переключать, то все равно придется ключик ставить.