|
|
|
Усилитель для низкоомного ИК фотодиода. |
|
|
|
Jun 14 2015, 17:34
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 34
Регистрация: 9-07-14
Пользователь №: 82 189
|
Здравствуйте. Прочитал литературу, прочитал форумы и вот странная вещь, почему-то все забывают про выходное сопротивление источника сигнала и входное приемника(ну или почти не обсуждают этот вопрос). Если у фотодиода очень большое собственное сопротивление это хорошо, легко работать, но вот что делать если его сопротивление с десятку кОм или вообще сотни Ом. Моя задача усилить сигнал с диодов: http://www.ibsg.ru/PDF_Data/PD24-05_RU.pdf и http://www.ibsg.ru/PDF_Data/PD36-05_RU.pdf Сигнал должен быть именно усилен, речь идет об измерении и не о каком-либо импульсном режиме работы. В процессе была расчита схема классического I-V преобразователя, схема была промоделирована. В процессе моделирования было обнаружено то, что входное сопротивление преобразователя составляет чуть более 5 кОм при Rf - 20 МОм. Уменьшение Rf нисколько не повлияло на входное сопротивление, но вот замена усилителя при моделировании повлияла. Изначально был AD795, при замене на OPA129 сопротивление упало аж до 90 Ом. Я подумал что это глюки. Моделирование проводил в Multisim 12.0. Подумав что это прикол проги, собрал реальный усь на AD795JRZ и начал тестировать. Оказалось прога нормально смоделировала, при комнатной температуре на выходе уся болтанка из крайнего плюса в крайний минус. Балансировка толко способствует отправке усилителя в полный накаут. При охлаждении диода до -15 градусов по цельсию происходит увеличение его дифференциального сопротивление и как следствие усилитель начинает работать, появляется стабильность, балансировка смещает уровень в ограниченом пределе(работа проводилась только с диодом PD24-05).
Балансировка по даташиту, по схеме R1, R2 = 100 Ом, R3 = 200 Ом, R4, R5 = 510 Ом, R6 = 100 кОм. С1, С4 = 4,7 мкФ, С2, С3, С5, С6, С7 = 0,1 мкФ. DA1 - AD795JRZ, DA2 - AD8510. И так сам вопрос: как точно расчитать входное сопротивление преобразователя и как избавиться от этого прикола с сопротивлением?
Сообщение отредактировал zigmo - Jun 15 2015, 13:44
|
|
|
|
|
Jun 14 2015, 19:03
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 34
Регистрация: 9-07-14
Пользователь №: 82 189
|
alexunder При испытаниях было 235 МОМ и 20 МОм в обратной связи, конденсатор Cf болтающийся параллельно Rf составляет 10 пФ, увеличение его до нескольких нФ ничего не давало, дальнейшее увеличение приводило усилитель в полную негодность и почти полной потери чувствительности(срабатывание по ступеньке).
Plain Уже на изусть все эти формулы запомнил. Спасибо конечно, но ничего нового.
|
|
|
|
|
Jun 14 2015, 19:20
|
Частый гость
Группа: Свой
Сообщений: 119
Регистрация: 21-09-09
Из: Москва
Пользователь №: 52 501
|
Цитата При испытаниях было 235 МОМ ... Вам какую мощность оптического сигнала надо обнаружить? и в какой полосе? Темновой ток даже у PD24-05 десятки мкА.
|
|
|
|
|
Jun 14 2015, 19:39
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 34
Регистрация: 9-07-14
Пользователь №: 82 189
|
enclis_ Мне дали и сказали делай, усилить надо единицы нА а лучше сотни пА, если это не вариант нужно дать ответ что диоды хрень и описать почему не пригоден для измерений. Про полосу скажем так: медленно меняющийся сигнал, если на вскидку, то для девайса что-то в районе 10-30 Гц точно не помню. При отсутствии смещения обратный ток отсутствует. Честно уже не хочу искать статьи Ti и NI в которых это описано, да и не в этом же вопрос.
|
|
|
|
|
Jun 14 2015, 19:39
|
unexpected token
Группа: Свой
Сообщений: 899
Регистрация: 31-08-06
Из: Мехелен, Брюссель
Пользователь №: 19 987
|
Цитата(zigmo @ Jun 14 2015, 21:03) alexunder При испытаниях было 235 МОМ и 20 МОм в обратной связи, конденсатор Cf болтающийся параллельно Rf составляет 10 пФ, увеличение его до нескольких нФ ничего не давало, дальнейшее увеличение приводило усилитель в полную негодность и почти полной потери чувствительности(срабатывание по ступеньке). Plain Уже на изусть все эти формулы запомнил. Спасибо конечно, но ничего нового. Приведите схему включения со смещением если не трудно. enclis_ верно заметил: с таким большим темновым током ставить такие высокие сопротивления Rос нет смысла. С резистором 20МОМ при Iph=10мкА вы получите на выходе ОУ теоретические 200Вольт, конечно он осциллирует.
--------------------
А у тебя SQUID, и значит, мы умрем.
|
|
|
|
|
Jun 14 2015, 19:56
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 34
Регистрация: 9-07-14
Пользователь №: 82 189
|
alexunderhttp://www.kit-e.ru/articles/usil/2009_03_46.phpРис. 6. левая часть, правая часть буфер на AD8510. Блок питания работает индивидуально на усилитель, других потрибителей не имеется(Блок питания трансформаторный). Индивидуально на питание усилителя стоит Rc цепочка, R=100 Ом C=4.7 мкФ, так же балансные кондеи по 0,1 мкФ к каждому усю по плюсу и по минусу итого на 2 уся 4 балансировочных кондея. Какой нафиг темновой ток!? ЕГО НЕТУ! Неужели дураки в Ti и Ni сидят раз пишут, что для данного режима включения плюсом является отсутствие темнового тока, высокая точность и высокая линейность? К тому же объясните мне пожалуйста, почему при охлаждении фотодиода до -15 градусов по Цельсию усилитель начинает работать и выходит почти в 0? http://www.analog.com/media/en/training-se...216sscsect5.PDF Рисунок 5.4 левая схема. Да это от AD. Других сейчас так просто не найду. О системе охлаждения: http://www.ibsg.ru/PDF_Data/PD24-05-TEC_RU.pdf данные диоды установлены в такой радиатор, что бы практический полностью корпус фотодиода помещался в алюминии, для лучшего контакта корпуса фотодиода и радиатора, корпус был промазан термопастой КПТ-8. На лапах фотодиода термопаста отсутствует.
Сообщение отредактировал zigmo - Jun 14 2015, 20:09
|
|
|
|
|
Jun 14 2015, 21:05
|
Гуру
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710
|
Цитата(zigmo @ Jun 14 2015, 20:34) Балансировка толко способствует отправке Цитата(zigmo @ Jun 14 2015, 22:56) 4 балансировочных кондея Проясните, что Вы имеете ввиду и какими-такими неведомыми компонентами и способами это достигаете, потому что на единственной предоставленной Вами не Вашей схеме ни о какой балансировке и слыхом не слыхивали: Цитата Рис. 6. левая часть Цитата почему при охлаждении фотодиода до -15 градусов по Цельсию усилитель начинает работать Потому что темновой ток, которого по данному факту не "нету", уменьшается до соответствующего выбранному Вами усилению усилителя.
|
|
|
|
|
Jun 15 2015, 03:33
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 34
Регистрация: 9-07-14
Пользователь №: 82 189
|
Plain
Балансировка по даташиту, по схеме R1, R2 = 100 Ом, R3 = 200 Ом, R4, R5 = 510 Ом, R6 = 100 кОм. С1, С4 = 4,7 мкФ, С2, С3, С5, С6, С7 = 0,1 мкФ. DA1 - AD795JRZ, DA2 - AD8510. Про темновой ток: повторяю, почему тогда AD, Ni, Ti, пишут что его нету? Откуда вы его находите покажите пожалуйста? Может в физике полупроводников что-то изменилось... Может новое что-то открыли и доказалси что ВАХ проходит не через точку начала координат...
|
|
|
|
|
Jun 15 2015, 05:14
|
Профессионал
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169
|
http://journals.ioffe.ru/pjtf/2014/16/p58-64.pdfВлияние низкочастотных шумов на пороговую чувствительность фотодиодных фотоприемных устройств среднего ИК-диапазона в широкой полосе частот © С.Е. Александров, Г.А. Гаврилов, Г.Ю. Сотникова Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Jun 15 2015, 13:52
|
Участник
Группа: Участник
Сообщений: 34
Регистрация: 9-07-14
Пользователь №: 82 189
|
НЕХ Читал, довольно странная статья если честно, до конца еще не разобрался, на данный момент снова вернулся к собственным шумам фотодиода и обнаружительной способности, получается какой-то бред, если выводить шум из обнаружительной способности то на 10 Гц он должен составлять пару пикоампер... На данный момент продолжаю решать этот вопрос.
ViKo Именно оттуда и брал, питание у этого усилителя только биполярное.
enclis_ Извиняюсь, действительно был неправ. В 1 пост добавил схему. Да ёмкость максимальна, ну и бог бы с ней, разве нет? У меня нет условия мерить сигнал на частоте, единственное условие - мерить постоянный сигнал или медленно меняющийся сигнал, частота которого дай бог бы с 10 Гц.
Самый главный вопрос остается открытым, как точно определить входное сопротивление данного усилителя. Возможно я просто не увидел это где-то...
Сообщение отредактировал zigmo - Jun 15 2015, 13:53
|
|
|
|
|
|
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|