Мне (по работе) потребовалось собрать некий приборчик для обнаружения источника(типа светодиод - мощность порядка 1mW) модулированного(в диапазоне от 200герц до 5мегагерц) излучения. Спектральный диапазон может быть от 400нМ до 1мкм. Расстояние обнаружения максимум 10м. Возможны засветки от ламп(накаливания и люми-х,солнечные блики). Приборчик переносного типа - коробочка с электроникой и оптическая система в корпусе типа пистолет.Какой фотодиод и предусилитель можно было бы использовать????

Посмотрите эти, например:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Но непросто это будет, если вообще возможно. Похоже, задачка просто "на засыпку". Доступа к модуляции, конечно, нет?

А расходимость у излучающего светодиода какая. Поробуйте для начала пересчитать сколько у вас будет мощности, скажем в 1 см*2, при расстоянии 10м. Отсюда вы поймёте какая чувствительность вам нужна, далее выбрам максимальную из того что вы сможете достать, будете думать чем усиливать. Возможно вам не хватит простого фотодиода, или придёться делать большую собирающую оптику.

В этом диапазоне будут гармоники пульсаций источников освещения.

в видимом диапазоне на расстоянии 10м детектировать такой слабый сигнал? мне кажется это все-равно, что искать иголку в стоге сена

Мы не знаем на сколько он слабый пока не знаем его расходимость. Да и иголку в наше время найти не проблема, благо магнит есть

Думаю, задача - обнаружение слива информации через мигание обычного светодирода. Например, на морде системного блока компа. Так что расходимость примерно известна.

А говорят - телепаты в дефиците. Неужели актуальная задача? А светодиоды такого применения обычно имеют большие углы диаграммы направленности, так что тут в самом деле нетривиальная задача. Если даже сделать в пистолетике приличную оптику, как потом сканировать пространство этой штукой?

но задача решаема, правда не так в лоб. Главное не пытаться сделать 1 устройство на все диапозоны. Как минимум видимый диапозон надо отсекать выключением света в комнате.

Если задача такая, то надо сделать прибор с маленьким углом зрения, который при наведении на данный источник света покажет модулированный он или нет. Иначе задача, видимо, не решаема - модулированных источников света обычно тьма тьмущая, начиная от лампочек и кончая всевозможными экранами.

Я применяю оптику-собирающая линза диаметром 50мм и для того чтобы получить больший угол обзора и обнаружения ставлю конусное зеркало. Макет вроде бы показал себя неплохо - но не вытянул по частоте принимаемого сигнала.Я использовал ФДУК12СТ и AD8032.
Задача - обнаружение искрения трущихся токонесущих контактов(аналогия и имитатор - светодиод).Кругом полно металла так что радиоприём не помогает.

Не знаю, что такое конусное зеркало, но тут бы угол обзора не увеличивать, а уменьшать надо. Иначе от посторонних засветок избавиться будет сложно. Кроме того, искрение - и есть модуляция? Или ток в искрящей цепи изначально модулирован?

Если это искрение, то уходите в УФ ниже 400, тогда избавитесь от внешних помех. Почитайте литературу по спектру электрической дуги, узнаете как глубоко можно будет уйти вниз по длине волны. И тогда вам в принципе не нужна будет модуляция, любое излучение в этом спектре будет вашей дугой. Правда другой опрос зачем вам эта дуга, если например в качестве изврата считать обороты двигателя

Конусное зеркало, по всей видимости это- параболический отражатель

Вообще-то цвет свечения искрения зависит от типа металлов участвующих в процессе токопередачи.Оптический диапазон искрения проверен светофильтрами.Так что лезть в дальний УФ нет смысла. К сведению - искрение может возникать где угодно(например в изоляторах ЛЭП,в зажимах токосьёмников)то есть - где есть плохой контакт. А это не есть хорошо и чем раньше это обнаружишь...тем может быть.... дольше проживёшь!!!!
Оптические характеристики меня беспокоят гораздо меньше чем возможность принять полезный сигнал в диапазоне 200гц - 5мгц и скомпенсировать засветку. Вот моя схема которая работала в макете - FD-1.pdf. Что в ней можно изменить и заменить чтобы вытянуть необходимую полосу.

На высоких частотах (от килогерц и выше) я бы порекомендовал специализированный приемник - трансимпедансный усилитель типа ad8015.
Он неплохо работал в оптических воздушных системах связи с частотами до 5 МГц и выше.
Что касается низких частот, то тут можно использовать что-то типа вашего варианта, вот только датчик освещенности надо взять какой-нибудь фирменный. Просто фотодиод тут выглядит как-то совсем бедно.
Да, и про модуляцию лучше не упоминать, а то народ сбивается с мысли
Раз по условию задачи тип модуляции не известен, то для вас это не модуляция,
а просто произвольный сигнал переменной интенсивности.

Вам правильно намекнули, что если уйти в коротковолновую область, то ничего кроме искры Вы не увидите. И не нужно бороться с засветкой и модуляцией. С год назад на одной конференции был по этому поводу доклад.
Так вот. Они специально измеряли спектр излучения городов. С горы высокой, самолетов... Ничего. кроме дуги от трамваев не обнаружили. Доклад был про фильтр, отсекающий видимый свет. Для жутко полного отрезания он жутко дорогой. Для Ваших целей, наверное, - не очень.

Да ладно, стекло УФС-6 более чем подойдет. Дорогой фильтр используется, если надо обеспечить хорошую прямоугольную спектральную характеристику.
Надо только взять фотодиод с кварцевым окном и смещенным в коротковолновую область спектральным пиком. Хотя лучше была бы комбинация коротковолновый щелочной фотокатод (в фотоумножителе, естественно) +
УФС-1.

При другой комбинации прибор для поиска искрения будет не нужен - пожар и так хорошо заметен.

К сожалению ток потребления у 8015 слишком велик - я использую батарейное питание(Крона).

Давайте все таки отделим мух от котлет:
Во первых раз вы сказали дуга, значит это разряд в воздушном пространстве, без участия каких либо металлов.
Во вторых, да в результате мощного воздействия плазмы возгораются металлы и их оксиды, отсюда и разные цвета. Но УФ присутствует при любом случае. Даже в просто горящей спичке он есть, проверено мною лично .

Может, неаккуратно выразилась. Имела в виду, что для обнаружения близкой дуги не нужен дорогой фильтр.
А может... и простой фотоэлемент подойдет? С питанием проще. Бывают ли еще?

Про дугу ничего мной не было сказано!!! Дуга это уже непрерывный процесс - можно сказать горение. Есть ИСКРЕНИЕ- то есть последовательность коротких по времении световых ипульсов вызванных электрическим пробоем в газовой среде(воздух).

Как это ни называй - ультрафиолета там море. Даже вакуумного. Но его не увидеть...

Обычно "ваше" искрение и называют дугой электрического разряда. Дуга не обязательно должна быть непрерывной. Но это так для пояснения что я имел ввиду и особого смысла не имеет. А вот искрение может возникать вообще без участия тока, при трении различных материалов, например железа о кремень . В общем дело ваше что вам там надо детектировать.

Дорогой фильтр нужен для хороших спектральных характеристик, если просто вырезать - стекло годится.

Сейчас есть фотоумножители высотой 10 - 15 мм. Питание к ним в панельке немногим больше. Фотоэлементы тоже есть, но проще не будет.

На заре радиотехники использовали т.н. искровые передатчики.
Они излучали обычные радиоволны в довольно широком диапазоне радиочастот.
Так, может, стоит сделать искровой радиоприемник?

фотоумножитель... при засветке фоном (естественным освещением) он работать не будет, значит нужно этот фон обрезать фильтром. но естественное освещение плывет (в ультрафиолетовом диапазоне очень сильно). как быть?

Нет естественного коротковолнового ультрафиолета. Ничего туда не плывет.


Товарищи, о которых писала, хотят ультрафиолет для связи использовать. Они сделали какой-то жутко крутой фильтр. В смысел крутизны характеристики и крутизны цены.

а коротковолновый - это сколько? и какая длина волны естественного ультрафиолета? я просто не в курсе

У солнца ниже 300 опускается, помоему до 235 доходит, точно не помню. А вот там уже фильтры дорогие, точнее это даже не фильтры (стекло + напыление), а спец кристаллы. Поэтому если смотреть на предположим ЛЭП с земли, и это будет солнечный день, то фон будет не слабый УФС тут не справится.

ну... а у ФЭУ область спектральной чувствительности начинается от 300. куда уж короче? может правда есть какие-то ФЭУ особенные...

....ультрафиолет для связи.... Пусть посмотрят в справочниках длину трассы на определённую длину волны и влажность среды

всегда можно встать против солнца и ловить в качестве засветки рассеяный УФ

На 250 нм озон не съедает только 10^-50 часть уже слабого коротковолногого излучения Солнца.

Есть, но это секрет . вообще можно взглянуть сторону датчиков возгорания, там на нижнем УФ работают. вот кстати один из них http://www.bezpeka-azs.com.ua/fire-sensor.aspx.

Да. И за большие деньги.

Вроде не ставилась задача поиска искрящего контакта на фоне дневного летнего неба ? Там, я думаю, ничего не поможет.
Кристаллы используются для того, чтобы пропускать коротковолновое излучение. Для выделения 200 нм, думаю, уже решетки понадобятся.

Катоды ФЭУ начинаются со 115 нм. И, кстати, если говорить о таком - УФ фильтр вообще не понадобится - граница Cs-I катода где-то в районе 210 - 230 нм. Специально придумано, чтобы было solar-blind. Но такие ФЭУ есть только в стандартных корпусах - миллиметров 50 - 70 длиной, диаметром 13.

Вот именно. Купить готовый датчик. Мне только странным кажется, что горение выдает такой кусок спектра.

А причём тут озон ? кроме него там наверху ещё много чего есть. Ну не об этом речь. А про УФ связь, это фантастика, и еденичные экземпляры

Горение выдаёт такой УФ, это факт. Сомнения могут возникать только в дальности, 25м помоему многовато, 3-5м делали без особых прибамбасов. Остальное врядли может уложиться в 10 т.р. Хотя это было года 3 назд, может и работает. Всё таки с такими вещами нешутят, можно и на скамью сесть.

Кроме решетки еще и фильтр (именно кристаллический) , отрезающий н-ные порядки.


Более коротковолновую часть отрезает кислород. Ниже по частоте - озон в озоновом слое. А связь, конечно, не для нас с Вами.

Брэгговская решетка ?

Нет, покрайней мере с чем мне приходилось встречаться, это иммено кристалл типа Титансапфира, или граната (название не помню, просто тема не пошла, поэтому и не стал углублённо вникать). По форме это был цилиндр, в диаметре 4см, длина 8см. Хотя в принципе кристалл можно назвать решёткой

интересная штуковина... что там используется в качестве датчика? и хватит ли его чувствительности для детектирования искры, ведь он расчитан по-видимому на открытое пламя?

Это типа UVtronов датчики ? В их описании есть применение для детктирования разрядов, это точно.




И что он фильтровал ?

Вот как раз солнце и фильтровал, по крайней мере тот спектр, что проходит верхние слои атмосферы.

А каие длины волн он пропускал, не припомните ?

Не помню. Решетка, кажется, обычная была. Если интересно, поищу... Завтра. Не раньше.


Вот смущает. Стеклодувы часто работают без очков (фильтров). А кварцедувы со светофильтром сварочным. И светит только кварц. Или я ошибаюсь.

Ну да, интересно. Чтобы фильтровать, в кристалле должна быть периодическая структура порядка длины волны. Не круто для кристалла ? Ну или это уже не совсем кристалл, а выращенная периодическая структура, тогда она ни чем от решетки не отличается по существу.

Честно не помню, я тогда шёл по пути датчиков возгорания, но им не хватало чувствительности. Но если по применению, им точно можно было смотреть на солнце и горящую спичку, и видеть только спичку .

Так кристаллы и так растяться, их же не на рудниках добывают

Это люминисценция в пламени, связанная с химией. То ли при распаде окиси азота, то ли при переходе N2 из возбужденного состояния в квазистабильное. Уровень ничтожный.



Так здесь же речь про коротковолновый УФ идет, его ведь не видно ?

Есть монокристаллы, есть гетерокристаллы, уж больно технологии выращивания разные.

Ну не совсем. Там... рядом с Вами (я подозреваю...) делают (?) фильтры рентгеновского диапазона, и структура непериодическая.

Конечно не видно, не глазом же смотрели, спец видео камерой, со счётом фотонов. Про структуру незнаю, может и допированный был.