Выбор аналогового коммутатора, Есть схема(ниже), надо выбрать его попараметрам схемы Опции

[bullit]

Всем доброго времени суток!

Вот на этой схеме перед фотодиодом, и опером необходимо поствить коммутатор, чтоб к M1 можно было подключить 2 фотодиода.

Напряжения, как все догадались к фотодиоду не подаётся. А значит на выходе очень маленький ток и напряжение. Фотодиод ФД-11к , чувстительность 5мА/лм.

Вот и проблема сможет ли какой-нить коммутатор такой ток коммутировать, да ещё и без проблем?

Имеется и описание схемы (из журнала).

Заранее всем спасибо.

[_artem_]

imho , если считать грубо при токе утечки входа оу около десятой наноампера (можно достать меньше) для изменения напряжения в милливольту на выходе интегратора изза утечки требуется время :

47 нF * 0.001/0.1 нА ~ 0.5 секунд

[Herz]

Наверное, есть ещё утечки ключа и наводки...

[bullit]

Спасибо за ответы.

Но тут открылось немного другое. И придётся всё равно использовать два трансимпеданса. Так как придётся нормировать выходной сигнал(для АЦП) для каждого фотодиода. А сделать это при сопротивлениях обратной связи М1 около 2Мегов, как все понимают сложно. Т.е. использовать один канал на двоих нельзя.

Если для Вас не критично наличие переходных процессов, коммутатор можно включить так:

Сопротивлением коммутатора в этом случае можно пренебречь.
Кондёр C2, а также цепь R1C1 в приведённой Вами схеме следует оставить подключенными непосредственно к инвертирующему входу ОУ.
Кроме того, работоспособность схемы будет сохраняться только при токе ФД, не превышающего нескольких мкА. Поэтому, коммутатор можно и ставить и "тупо" - особой роли его внутреннее сопротивление играть не будет.

В том то и дело, что на фотодиоды не кокого напряжения не подаётся. Рабочая точка понапряжению фотодиода находится в нуле. Если вы знаете зависимость тока через фотодиоде от напряжения(или наоборот), то поймёте, что эта зависимость не линейна. И будет линейна только если напряжение на фотодиод(прикладываемое) будет нулевое. То есть фотонов на фотодиоде будет пропорционально току.

[Stanislav]

Я бы тоже ставил по усилителю на каждый фотодиод и коммутировал бы их выходы. Интегратор можно оставить один. Кстати, мне не совсем понятно, если измерение длиться ок. полсекунды, компенсирующее напряжение интегратора не уходит за это время?..

Нет, у него циклы коррекции темнового тока повторяются с периодом порядка 1 мС.

[bullit]

Тем более если даже предположить что токи будут меняться очень сильно, то схема как раз с этим практически и борится. А темновой и засвеченный токи будут одинаковыми для фотодиодов...

Не правильно выразился.
Для каждого фотодиода один и тотже темновой и засвеченный ток. А не то что они равны. Правдо вот оказалось что они(засвеченные) разные. Вот и приходится делать два канала для нормирования

[Stanislav]

Если для Вас не критично наличие переходных процессов, коммутатор можно включить так:

Сопротивлением коммутатора в этом случае можно пренебречь.
Кондёр C2, а также цепь R1C1 в приведённой Вами схеме следует оставить подключенными непосредственно к инвертирующему входу ОУ.
Кроме того, работоспособность схемы будет сохраняться только при токе ФД, не превышающего нескольких мкА. Поэтому, коммутатор можно и ставить и "тупо" - особой роли его внутреннее сопротивление играть не будет.

В том то и дело, что на фотодиоды не кокого напряжения не подаётся. Рабочая точка понапряжению фотодиода находится в нуле. Если вы знаете зависимость тока через фотодиоде от напряжения(или наоборот), то поймёте, что эта зависимость не линейна. И будет линейна только если напряжение на фотодиод(прикладываемое) будет нулевое. То есть фотонов на фотодиоде будет пропорционально току.

Простите, но, по-моему, Вы пишете полную чушь. Величина фототока практически не зависит от напряжения на переходе, и всегда будет пропорциональна засветке (с вычетом темнового тока, ессно). Просто в данной схеме он практически полностью уравновешивается током ОС.
При токе порядка 1 мкА сопротивление перехода составит десятки килоом, что гораздо больше сопротивления канала коммутатора.
В эскизе схемы же, приведённой мной, сопротивление ключа и вовсе не играет никакой роли.

Тем более если даже предположить что токи будут меняться очень сильно, то схема как раз с этим практически и борится. А темновой и засвеченный токи будут одинаковыми для фотодиодов...

Не правильно выразился.
Для каждого фотодиода один и тотже темновой и засвеченный ток...

Мне кажется, что Вы всё же не совсем понимаете то, о чём пишете. Из чего следует сие предположение?

...А не то что они равны. Правдо вот оказалось что они(засвеченные) разные...

Неудивительно. И незасвеченные тоже.

...Вот и приходится делать два канала для нормирования

Если посмотрите внимательно на мой эскиз схемы, то чудесным образом обнаружится, что к-т преобразования сигнала каждого фотодиода может быть подобран соответствуюшим ему резистором.

[bullit]

что скажете на этот счёт
Ivd=Is(exp(Uанод-катод/Uтепловое)-1)+Kф*Ф
где Кф-коэффициент преобразования фото в фототок
Ф-поток фотонов
И Uанод-катод - вроде здесь учавствует напряжение на фотодиоде или нет?
А использование нулевой рабочей точки исключает не линейность, значит можно без продлем знать поток фотонов. Исчезает Uанод-катод=0 и значит первое слагаемое равно 0. Остаётся только второе.

Или может чего я не пойму?

Если посмотрите внимательно на мой эскиз схемы, то чудесным образом обнаружится, что к-т преобразования сигнала каждого фотодиода может быть подобран соответствуюшим ему резистором.

Вот на этом конечно подумаю. Но...

[Stanislav]

что скажете на этот счёт
Ivd=Is(exp(Uанод-катод/Uтепловое)-1)+Kф*Ф
где Кф-коэффициент преобразования фото в фототок
Ф-поток фотонов
И Uанод-катод - вроде здесь учавствует напряжение на фотодиоде или нет?

Всё верно. Вы выразили с помощью формулы то, что я и сказал.
Первое слагаемое в правой части - ток, который при фиксированном напряжении на переходе есть величина, не зависящая от засветки ("темновой" ток). Компенсируется при помощи коммутируемого интегратора.
Второе слагаемое - фототок. Не зависит от темнового тока. Является собственно информационным сигналом.
Из этого следует, что если фотодиод подключен к токовому входу усилителя, зависимость его выхода от засветки всегда будет линейной. Абсолютное значение потенциала на переходе в первом приближении не играет никакой роли.
Это и есть ответ на вопрос:

...А использование нулевой рабочей точки исключает не линейность, значит можно без продлем знать поток фотонов. Исчезает Uанод-катод=0 и значит первое слагаемое равно 0. Остаётся только второе.
Или может чего я не пойму?

[bullit]

Понятно, спасибо. Значит я еще не спец по этому дело. Надеюсь буду.
Всё же с преподавателем я на эту тему поговорю. Заствлю мне всё это обяснить.

Сообщение отредактировал bullit - May 12 2006, 18:37

[_artem_]

bullit, вы собираетесь вычислять темновой и ток фоновой засветки по второму фотодиоду чтобы потом его вычесть из измеренного значения первого фотодиода ? А вы оценивали насколько неидентичность параметров фотодиодов может внести ошибку в измерения ?

[bullit]

bullit, вы собираетесь вычислять темновой и ток фоновой засветки по второму фотодиоду чтобы потом его вычесть из измеренного значения первого фотодиода ? А вы оценивали насколько неидентичность параметров фотодиодов может внести ошибку в измерения ?

Ну, во-первых, согласитесь со мной есть такое слово нормирование. Т.е. я могу выставить усилки так, что они(вместе со фотодиодами) на одну интенсивность показывали бы одно значение на выходе трансаимпеданса. Уменя как минимум два места где я могу регулировать коэф усиления (М1 и М2).

А во-вторых, мне надо сравнивать интенсивность прохождения света через исследуемый раствор (только через разныеоптические каналы), а от туда делать выводы.

[_artem_]

То есть вы предполагаете что функция разницы передаточной характеристики однотипных диодов будет линейной во всем диапазоне рабочих температур и освешенности? В смысле, я не знаю ответ на этот вопрос. Предполагаю что вы изучили эту сторону дела .

[bullit]

То есть вы предполагаете что функция разницы передаточной характеристики однотипных диодов будет линейной во всем диапазоне рабочих температур и освешенности? В смысле, я не знаю ответ на этот вопрос. Предполагаю что вы изучили эту сторону дела .

Согласен найти два идентичных полупроводниковых прибора не возможно. Остаётся только предпологать. Но есть выход, не очень хороший, но всё же: это подбирать фотодиоды. Это не выход при массовом изготовлении, но хотя бы из одной партии они по параметрам будут близки. Чесно этот вопрос выяснить не возможно, не один завод изготовитель не подпишется что его изделия могут сильно отличаться.
В моём устройстве использование двух фотодиодов обязательно, от этого не уйти не как. Так что приходится мириться с этим.

Хотелось бы спросить у других форумчан, может они прольют свет на этот вопрос.

[DS]

Сохраняется не разность, а отношение сигналов. С очень хорошей точностью.
Формулу фототока Вы похоже привели для прямого смещения перехода, а фотодиод обычно смещают в обратном направлении. Но при Ваших частотах можно диод без смещения включать.

[Herz]

Согласен найти два идентичных полупроводниковых прибора не возможно. Остаётся только предпологать. Но есть выход, не очень хороший, но всё же: это подбирать фотодиоды. Это не выход при массовом изготовлении, но хотя бы из одной партии они по параметрам будут близки. Чесно этот вопрос выяснить не возможно, не один завод изготовитель не подпишется что его изделия могут сильно отличаться.
В моём устройстве использование двух фотодиодов обязательно, от этого не уйти не как. Так что приходится мириться с этим.

Не предполагать, а уметь читать Datasheet. Каждый завод-изготовитель, как правило, гарантирует основные технические характеристики своей продукции. Ничего одинакового в природе вообще не существует , поэтому для важных параметров приводят значения "не более", "не менее". Часто производители даже приводят графики распределения вероятности значений для определённых характеристик в партии приборов.
Очень важно уметь построить схему так, чтобы на её работу не влиял разброс параметров деталей (в разумном диапазоне, естественно). Плохая схема та, в которой требуется подбор элементов.