Усилитель для низкоомного ИК фотодиода. Опции

[MiklPolikov]

Посоветую:

Схему собирать из маленьких элементов, резисторы и конденсаторы не больше SMD 0603, выбор корпусов микросхем аналогичный. Иначе будут большие радиочастотные наводки на контуры, образованные дорожками на плате.
В качестве источника питания, по крайней мере на этапе экспериментов, использовать батарейку, что бы не было никаких помех по шине земли, возвратных токов и т.п. Вы ведь подключаете выход к осциллографу, а у него своя земля, куда-то как-то проложенная.
Для эксперимента, собранную плату (надеюсь, она маленькая, 1*1см ) нужно завернуть в фольгу, соединив этот экран с 0 , и посмотреть что на выходе. Если при этом на выходе станет 0, значит проблема в экранировании от электромагнитных наводок.

Я как-то усиливал малые токи от SMD фотодиодов. Фотодиоды были размером порядка 1*2мм . Так вот, электромагнитные наводки исчезали, после того как я заворачивал платы в фольгу, и делал для фотодиода окошко-дырочку диаметром 1мм. При увеличении диаметра до 2мм наводки снова появлялись, форма стенок дырочки так же сильно влияла. Т.е. электромагнитная наводка наводилась именно на сам фотодиод, при его миниатюрных размерах он всё равно представляет из себя электрический диполь.


МП

[prig]

Посоветую:
...
Т.е. электромагнитная наводка наводилась именно на сам фотодиод, при его миниатюрных размерах он всё равно представляет из себя электрический диполь.
...

Определение реального источника и типа помех иногда весьма затруднительно.
Скорее всего, Вы неправильно интерпретровали ситуацию, и диполь здесь не при чём.
1мм - это длина волны для 300ГГц. Гораздо проще словить что-то более низкочастотное.
По моему опыту, это или классические 50Гц, м.б. с вариациями типа импульсных помех, или помехи от работы сотовой связи.
В своё время, в определённой ситуации, особо доставляла помеха от сигнала вызова абонента GSM или DECT.

А если ближе к сабжу, то ТС ещё не освоил гораздо более простые вещи, связанные с шумами и помехами.
Надеюсь, что значение 4нВ/Гц^0.5 ему знакомо и с простейшими формулами он дружит. Просто пока не "пристрелялся" к таким задачам.

[MiklPolikov]

Скорее всего, Вы неправильно интерпретровали ситуацию, и диполь здесь не при чём.
1мм - это длина волны для 300ГГц. Гораздо проще словить что-то более низкочастотное.
По моему опыту, это или классические 50Гц, м.б. с вариациями типа импульсных помех, или помехи от работы сотовой связи.

Да, у меня наводилось 50 Гц и разные другие частоты в десятки КГц от компьютера и прочей техники.

[zigmo]

Да смысл в этом всём? Выше головы я не прыгну. НЕХ и Tanya довольно верно описали почему прикол такой, никакие наводки тут не причем. Я изначально лопухнулся... с этих диодов при комнатной температуре можно качать только микроамперы.

[ViKo]

с этих диодов при комнатной температуре можно качать только микроамперы.

Поставьте 2, 3...

[MiklPolikov]

Да смысл в этом всём? Выше головы я не прыгну. НЕХ и Tanya довольно верно описали почему прикол такой, никакие наводки тут не причем. Я изначально лопухнулся... с этих диодов при комнатной температуре можно качать только микроамперы.

Вы бы рассказали про задачу в целом, Вам бы тогда подсказали какой-нибудь другой путь её решения.

[prig]

...Я изначально лопухнулся... с этих диодов при комнатной температуре можно качать только микроамперы.

1. В какой полосе?
2. С помощью чего качать?
3. Каков вклад в шум каждого из элементов?
Как только ответите, поймёте, где именно лопухнулись.

П.С. У первого из упомянутых фотодиодов просто отличные х-ки: 1пА/Гц^0.5.
Проблема в том, что с такими величинами работать очень не просто.
Но даже по грубым прикидкам, шум 30пА (RMS приедённый ко входу) в полосе 10-100Гц достижим сравнительно простыми способами.

П.С.П.С. И таки обратите внимание, я задал полосу от 10Гц.

[BioWolf2000]

Решил применить ИК фотодиод InAsSb Hamamatsu P11120-201. И тут же озадачился. Динамическое сопротивление диода Rsh=10 Ом, что довольно мало. Выбрал LT1128 для трансимпедансного усилителя. Сопротивление обратной связи 200кОм и для сужения полосы впаралель поставил конденсатор 10нФ. На выходе наблюдаю довольно значительные шумы. Какие методы есть для снижения низкочастотных шумов в усилителях с низкоомным источником сигнала? Или я уже уперся в собственные шумы фотодиода? Встроенным элементом Пельтье застабилизировал температуру на уровне -30C

[alexunder]

Посмотрите эту тему:

https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=128605

[BioWolf2000]

Посмотрите эту тему:

https://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=128605

Спасибо! Моя тема.

[Tanya]

Спасибо! Моя тема.

Объединились.

[BioWolf2000]

Решил применить ИК фотодиод InAsSb Hamamatsu P11120-201. И тут же озадачился. Динамическое сопротивление диода Rsh=10 Ом, что довольно мало. Выбрал LT1128 для трансимпедансного усилителя. Сопротивление обратной связи 200кОм и для сужения полосы впаралель поставил конденсатор 10нФ. На выходе наблюдаю довольно значительные шумы. Какие методы есть для снижения низкочастотных шумов в усилителях с низкоомным источником сигнала? Или я уже уперся в собственные шумы фотодиода? Встроенным элементом Пельтье застабилизировал температуру на уровне -30C

Нашел интересную статью. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4863836/

Стоит пытаться запаралеливать входные ОУ?

ps. Похоже, что стоить попробовать. http://www.linear.com/solutions/5657 . Правда дороговатое решение выйдет.

[BioWolf2000]

Запаралелил 2 ОУ ADA4898-2. Визуально шумы раза в 1.5 уменьшились. Хотелось бы на порядок. Может на дискретных биполярных транзисторах входную часть собрать и запаралелить их?

[alexunder]

Может на дискретных биполярных транзисторах входную часть собрать и запаралелить их?

Кстати, выше в этой теме предлагали ОУ с входами на биполярных транзисторах.
Вы пробовали искать app. notes у Хамаматсу по таким ФД? Иногда в подобных документах дают намек как правильно реализовать усилитель. Уверен, что сами Хамаматсу предлагают готовый модуль усилителя, но стоит он, наверное, как четыре диода
PS. Чем вызвано желание использовать InAsSb фотодиод?

[BioWolf2000]

Кстати, выше в этой теме предлагали ОУ с входами на биполярных транзисторах.
Вы пробовали искать app. notes у Хамаматсу по таким ФД? Иногда в подобных документах дают намек как правильно реализовать усилитель. Уверен, что сами Хамаматсу предлагают готовый модуль усилителя, но стоит он, наверное, как четыре диода
PS. Чем вызвано желание использовать InAsSb фотодиод?

Как раз у ADA4898 en=0.9nV/sqHz
Меньше уже и не найдешь наверное.
А желание использовать InAsSb фотодиод возникло с необходимостью регистрировать сигналы в диапазоне 1-5мкм. Hamamatsu сняло с производства все датчики содержащие свинец, в том числе PbSe
Запрашивал стоимость усилителя https://www.hamamatsu.com/jp/en/product/cat...9-07/index.html , примерно 1500 евро

Проблемы таких датчиков немного тут расписаны https://www.eosystems.com/uploads/2/0/1/3/2...photodiodes.pdf