|
|
|
трансимпедансный усилитель для лавинного фотодиода, помогите, пожалуйста, найти ошибку в проектировании усилителя на 6 МГц |
|
|
|
May 30 2018, 14:37
|
Профессионал
Группа: Свой
Сообщений: 1 719
Регистрация: 13-09-05
Из: Novosibirsk
Пользователь №: 8 528
|
Цитата(MegaVolt @ May 30 2018, 19:58) В вашем первом усилителе было усиление 400к. Кроме резистора там была ещё входная ёмкость щупа осциллографа порядка 13..15 пФ, на 6 МГц у неё импеданс гораздо меньше чем 400 кОм. Цитата И по сути если вам устроила схема с резистором то её же и стоит оставить. Зачем после неё усилитель не понятно. У вас мощность сигнала просто отличная. Это на паре метров отличная, автор хочет видеть сигналы с расстояния до 50 метров.
--------------------
Russia est omnis divisa in partes octo.
|
|
|
|
|
May 30 2018, 16:58
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 779
Регистрация: 3-01-05
Из: Минск
Пользователь №: 1 783
|
Цитата(SSerge @ May 30 2018, 17:37) Кроме резистора там была ещё входная ёмкость щупа осциллографа порядка 13..15 пФ, на 6 МГц у неё импеданс гораздо меньше чем 400 кОм. Да она портила усиление. Цитата Это на паре метров отличная, автор хочет видеть сигналы с расстояния до 50 метров. Пока нету расчёта не понятно до скольки нужно усиливать. Может и компаратора хватило бы.
|
|
|
|
|
Jun 1 2018, 11:52
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 779
Регистрация: 3-01-05
Из: Минск
Пользователь №: 1 783
|
Цитата(rudy_b @ Jun 1 2018, 13:55) ФД нагружен не на резистор, а на диод D2. Правда ничего не сказано про то, чему равно VCC, но нет в жизни совершенства. Век живи век учись. Я думал диод для защиты операционника от напряжения больше питания.... Цитата Но, по уму, должна быть еще и дополнительная ОС по постоянке или разделительная емкость, которой нет в этой схеме. Может небольшая лишняя постоянка на выходе не мешает работать никому. Или учитывается как поправка.
|
|
|
|
|
Jun 3 2018, 21:02
|
Группа: Участник
Сообщений: 12
Регистрация: 10-10-16
Пользователь №: 93 700
|
Цитата(Herz @ May 30 2018, 23:15) А Вы понимаете принцип работы трансимпедансного усилителя? На всякий случай: это преобразователь тока в напряжение. С коэффициентом преобразования, равным сопротивлению в обратной связи. Почитайте букварь. Это я понимаю. Но в принципе резистор тоже преобразователь тока в напряжение. Чем трансимпедансный усилитель лучше резистора?
|
|
|
|
|
Jun 4 2018, 07:29
|
Знающий
Группа: Свой
Сообщений: 779
Регистрация: 3-01-05
Из: Минск
Пользователь №: 1 783
|
Цитата(rudy_b @ Jun 3 2018, 16:17) Но нагрузка ФД на диод используется для компенсации сильно изменяющихся токов утечки или постоянной засветки - своего рода простенькое АРУ по постоянному току. Как работает эта схема? Ведь диод заперт? Максимум что мы имеем это токи утечки обратносмещённого PN перехода. Как используя их можно что-то застабилизировать? Цитата(Alexander889 @ Jun 4 2018, 00:02) Это я понимаю. Но в принципе резистор тоже преобразователь тока в напряжение. Чем трансимпедансный усилитель лучше резистора? Тем что падение напряжения на нём в идеале нулевое. Т.е. резистор в цепи лавинника при протекании тока имеет падение которое вычитается из напряжения смещения лавиниика что уменьшает его усиление. А при трансимпеданснике такого эффекта нет.
|
|
|
|
|
Jun 4 2018, 07:39
|
Профессионал
Группа: Свой
Сообщений: 1 329
Регистрация: 6-12-08
Из: Москва
Пользователь №: 42 252
|
Цитата(Alexander889 @ Jun 4 2018, 00:02) Это я понимаю. Но в принципе резистор тоже преобразователь тока в напряжение. Чем трансимпедансный усилитель лучше резистора? 1. Тем, что позволяет держать стабильный режим фотодиода. В случае с ЛФД на этом резисторе падает напряжение, а на ЛФД оно снижается. При снижении напряжения ЛФД падает его лавинное усиление (M). Но в вашем случае, когда напряжение велико и падение напряжения незначительно сказываются на режиме применение резистора, возможно, оправданно. Вот когда лавинное зависит экспоненциально и составляет например 40 вольт, то резистор вообще не вариант. 2. Позволяет согласовать входной/выходной импеданс со следующим каскадом. Выход трансимпедансника низкоомный, а нагрузочный резистор надо буферизовать. Ну и ещё немного про частотную зависимость для высокоомного резистора учитывая его ёмкость. Полоса снимаемая с резистора определяется как его RC. Если резистор 0,2 пФ (типовая емкость SMD элементов) и сопротивление 400 кОм. То -3 дБ будет 1/(2*3,14*400е3*0,2е-12)= 2 МГц. И это не учитывая входную ёмкость следующих каскадов, щупов и др. Я вам советую выжать как можно больше на лавинном усилении, а затем уже думать, насколько нужно усилить электрический сигнал
|
|
|
|
|
Jun 30 2018, 18:49
|
Группа: Участник
Сообщений: 12
Регистрация: 10-10-16
Пользователь №: 93 700
|
Цитата(yakub_EZ @ Jun 4 2018, 11:39) 1. Тем, что позволяет держать стабильный режим фотодиода. В случае с ЛФД на этом резисторе падает напряжение, а на ЛФД оно снижается. При снижении напряжения ЛФД падает его лавинное усиление (M). Но в вашем случае, когда напряжение велико и падение напряжения незначительно сказываются на режиме применение резистора, возможно, оправданно. Вот когда лавинное зависит экспоненциально и составляет например 40 вольт, то резистор вообще не вариант. 2. Позволяет согласовать входной/выходной импеданс со следующим каскадом. Выход трансимпедансника низкоомный, а нагрузочный резистор надо буферизовать. Ну и ещё немного про частотную зависимость для высокоомного резистора учитывая его ёмкость. Полоса снимаемая с резистора определяется как его RC. Если резистор 0,2 пФ (типовая емкость SMD элементов) и сопротивление 400 кОм. То -3 дБ будет 1/(2*3,14*400е3*0,2е-12)= 2 МГц. И это не учитывая входную ёмкость следующих каскадов, щупов и др. Я вам советую выжать как можно больше на лавинном усилении, а затем уже думать, насколько нужно усилить электрический сигнал Спасибо! Посоветуйте, пожалйста, микросхему для построения трансимпедансного усилителя, которая была бы способна работать на 6МГц (или больше) с ЛФД и давать усиление 400000. Подозреваю, что кроме частотного диапазона имеет значение входная емкость, так?
|
|
|
|
|
Jul 6 2018, 20:39
|
Знающий
Группа: Участник
Сообщений: 794
Регистрация: 4-09-06
Из: Москва(ЗелАО), РФ
Пользователь №: 20 055
|
Цитата(Alexander889 @ Jun 30 2018, 21:49) Спасибо! Посоветуйте, пожалйста, микросхему для построения трансимпедансного усилителя, которая была бы способна работать на 6МГц (или больше) с ЛФД и давать усиление 400000. Подозреваю, что кроме частотного диапазона имеет значение входная емкость, так? * Не существует микросхем с усилением 400 тысяч на частоте 6 МГц. Самые шустрые ОУ типа LM7171 дадут на 6 МГц усиление ~30 дБ (30 раз), микросхема усилитель ПЧ ЧМ приемников 174УР3 дает 60 дБ (1000 раз по напряжению) на частоте 6,5 МГц (ПЧ звука в телевизоре).
--------------------
-Кто-то работает на совесть, а кто-то на других заказчиков.-
|
|
|
|
|
Jul 12 2018, 16:53
|
Группа: Участник
Сообщений: 12
Регистрация: 10-10-16
Пользователь №: 93 700
|
Цитата(=L.A.= @ Jul 6 2018, 23:39) * Не существует микросхем с усилением 400 тысяч на частоте 6 МГц. Самые шустрые ОУ типа LM7171 дадут на 6 МГц усиление ~30 дБ (30 раз), микросхема усилитель ПЧ ЧМ приемников 174УР3 дает 60 дБ (1000 раз по напряжению) на частоте 6,5 МГц (ПЧ звука в телевизоре). Хорошо, что тогда делать? Использовать несколько каскадов? И еще: как то же люди собирают сигналы на частоте даже 200 МГц. Даже китайский лазерный дальномер излучает и принимает синус на 190-210 МГц без особых усилий. Я же не могу банальные 6 МГц принять на расстоянии больше 2 метров. Может быть я вообще что-то неправильно делаю? Может быть в оптике дело? Я не использую никаких линз. Поделитесь опытом!
|
|
|
|
|
|
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|