Уважаемые коллеги!
Нужен Ваш совет.

Досталась схема трансимпедансного усилителя на OPA380, собранного по стандартной схеме (см.внизу). Питание однополярное +5V. Диод S8376-05, ёмкостью 12p (при 5V приложенного отрицательного напряжения). На неинвертирующий вход операционника с REFки подано напряжение для смещения входов и работы на слабых сигналах.

Приветствуется широкая полоса пропускания – как можно шире.
На вход поступают импульсы пилообразной формы. На "пиле" есть "провалы" - поглощение излучения веществами, в разных местах.
Схема хорошо работает, правильно отражает провалы от разных веществ (правда, много шумов высокочастотных, но они цифровым способом усредняются).

ПРОБЛЕМА в том, что в зависимости от мощности приходящего сигнала получаю импульсы напряжения на выходе с НЕПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ этой мощности амплитудой. Это различие составляет около процента, несколько процентов – что не приемлемо.

ПОЯСНЮ: фотодиод стоит в фокусе объектива. Когда световой поток полностью через объектив попадает на фотодиод, то напряжение в провале (на пиле сигнала) падает на 10 условных единиц (для примера), в то время как на верхушке пилы оно 100 у.е., когда же я загораживаю часть объектива, и на фотодиод попадает меньшая мощность, то на верхушке 50 у.е., а все тот же провал составлет уже 4 у.е., таким образом отношение "провала" к "верхушке" НЕ сохраняеться...результаты изменились не пропорционально. Уменьшая дальше мощность излучения (загараживая объектив больше) получим 20у.е. на "верхушке" и на 3у.е. провал - т.е. тенденция поменялась

Прошу помочь разобраться в физике процесса (постоянная времени RC тут никак не подходит ). Может ли это быть связано с фотодиодом или с операционником, и как от этого избавиться, как сделать систему линейной?
Размах напряжения на выходе усилителя от 2V до 5V.

И еще вопрос – кто как мерил нелинейность трансимпедансного усилка и системы фотодиод –трансимп.усилитель? Чем можно заменить фотодиод для экспериментального исследования нелинейности усилителя (его выходное сопротивление 300М)? строить самому источник тока с таких выходным сопротивлением и токами наноамперы?

Как решали подобные вопросы уважаемые разработчики?

Дык а что Вы хотите, работая в нелинейной зоне вблизи насыщения выходного каскада?
На первой же картинке в даташит написано VOUT (0V to 4.4V), далее
"Voltage Output Swing from Positive Rail RL = 2kΩ 400 600 mV"
Уменьшите резистор в цепи обратной связи.

Второй источник нелинейности - напряжение смещения, но его прикинуть его влияние в цифрах я сейчас не в состоянии, да и данных недостаточно.

Нелинейная зона только вблизи выходного напряжения 4.4V и выше, а "провалы" от поглощения света смотрим в середине пилы, когда напряжение на выходе 2-3V, сваливается до уровня 1V, потом опять возрастает уже до 3.5-4V и продолжает линейно нарастать, но эта область уже не интересна.

А за подсказку о изменении напряжения смешения спасибо! Но мне кажется, вклад ее не велик - в ДШ указано 25uV максимально, а мы пока смотрим миливольты, хотя далее потребуется ее учитывать.
Только получается что надо увеличить резистор обратной связи, тогда коэффициент преобразования ток-напряжение будет больше и слабое изменение световой мощности выразится в большом изменении напряжения на выходе, и дрейф напряжения смещения будет менее заметен на фоне большого изменения полезного сигнала.

Dog Pawlowa, а распологаете ли вы информацией о нелинейности фотодиода (зависимости от приходящей мощности) ?

Я плохо воспринимаю на слух описания провалов и подъемов, тем более не совсем здоров сейчас.
Видимо ночью я был вообще не в себе, пропустив явную ошибку в Вашей схеме. Сравните ее со схемой, приведенной на листе 7 даташит. Откуда появилоь смещение последовательно с диодом?


Хм, как разработчик входившего в тройку самых популярных в мире цветоанализаторов для фотопечати, я имею некоторое представление об измерении света Нелинейности фотодиода от приходящей мощности не существует. Есть нелинейность, вызванная темновым током, которая наблюдается в области малых фототоков. У Вас диод Hamamatsu, вроде бы. Это хороший прибор, темновой ток у него малый и навскидку влиять не должен.

Да, напряжение смещения усиливается тем же операционником

Насколько я понимаю, в схеме, которую Вы указали, есть напряжение смещения +2 В. Это напряжение будет приложено и к фотодиоду, и предназначено оно для компенсации постоянного фототока (ну ещё темнового тока). Отсюда первый момент: если Ваш сигнал переменный, то измеряйте "провал" не в абсолютных величинах, а в относительных, относительно амплитуды "пилы". И второй момент, Ваша засветка должна быть такой величины, чтобы компенсировать ток, создаваемый Вашими +2 В смещения, да ещё и быть постоянной. Если засветка изменится, то возможен момент, когда напряжение смещения +2 В даст такой компенсирующий ток, что он в свою очередь не только компенсирует ток засветки, но и частично полезный фото ток. И тогда также будет видна нелинейность, причём этот момент явно будет проявляться при выходных напряжениях, близких к напряжению смещения +2 В. Я бы В Вашем на не инвертирующий вход подал землю. А так как у Вас сигнал переменный, то на выходе поставил бы ФВЧ, чтобы избавиться от напряжения смещения ОУ и тому подобных медленно меняющихся процессов.
P.S. Если у Вас стоит объектив, то внимательно смотрите за величиной освещённости поверхности фотодиода. Там есть режим насыщения, так как характеристика фототока от освещённости нелинейна (по экспоненте).

Потрудитесь почитать общедоступные ресурсы прежде чем писать подобную фигню.

"зависимость фототока от освещённости, соответствует прямой пропорциональности фототока от освещённости"

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%...%B8%D0%BE%D0%B4

Да Вы что, а я-то думал...
Пример: пятно излучения мощностью 10 мВт и диаметром 5 мм. Начинает уменьшать диаметр, освещённость увеличивается. И что, фототок вообще не изменится? При достижении определённой освещённости начнётся уменьшение фототока. А в самом конце уже будет выход из строя фотодиода. Вот о каком насыщении я говорил. И это особенно важно при фокусировке излучения на фотодиоде. Надо рассматривать размер итогового пятна с учётом защитного стёклышка и максимальной величины регистрируемой оптической мощности.

Стесняетесь признаться, что про экпоненту фигню написали и приплели вариант выжигания фотодиода лазером?
Не стоит, тут все свои

Поясняю ещё раз. Ничего я не приплетал. Я сам лично на стенде экспериментировал с фотодиодами и снял эту характеристику. Больше скажу, величины освещённости, приводящие к нелинейности или выжиганию, отличаются на несколько порядков, поэтому с этим вопросом нужно быть очень внимательным. Даже при 10 мВт можно спокойно уйти в нелинейную область (вопрос количественной величины нелинейности сейчас не рассматривается), хотя сжечь фотодиод при такой мощности будет очень не просто. Так что вот так.

Cовершенно верно. Только экспонента не при чем. Просто есть плотность тока, выше которого начинается сильная нелинейность - насыщение.

Нелинейность ТИ легко достигается порядка 10-4, дальше сложно.
Это что за фотодиод, что-то я его найти не могу. Судя по назанию, Hamamatsoвский с 5мм площадкой, но у них в каталоге нету.

Судя по всему источник - диодный лазер с модулящией током, тогда нежелательно ставить перед фотодиодом объектив. Конечно, будет нелинейность. И вообще, при когерентном излучении при наличии в системе параллельных плоскостей в оптических элементах интерференция в несколько процентов - дело обычное.

Да, еще - каковы характерные временные характеристики Ваших "пичков" ? Ваша схема ТИ, вообще говоря, частотно зависима, так что и от этого может быть вклад.

Мне вообще интересно, а кто-нибудь знает, какой вклад вносит спел-картина (хотя бы сколько процентов от сигнала), образующаяся на поверхности фотодиода? Ведь в определённых участках пятна ("ярких точечках") явно превышена освещённость.

спеКл

Нет, повышение незначительное. Могут быть провалы почти до 0, поэтому соседние точки кажутся очень яркими. Подумайте, насколько можно повысить яркость в точке при интерференции когерентного пучка с самим собой, и при каких условиях это может произойти.

Автор привел схему. Резистор обратной связи 1 МОм. Это значит, фототок 3 мкА. Это приблизительно на три порядка меньше тока, который будет при 10 мВт.

Но если он постарался и сфокусировал свет лазера в точку 10 мкм - а это не очень сложно, то плотность тока вырастет в 25 000 раз, и соответственно, будет эквивалентна общему току 75 ма, что уже, конечно, находится в области нелинейности.

Что ж, придет автор и рассудит, судя по описание, как он прикрывал свет до объектива рукой, это маловероятно.

Так света там может быть очень мало, чтобы даже почувствовать нагрев. Рукой чувствуются в фокусе десятки милливатт, от такого света уже может и черная бумага задымиться, а в фотодиоде точно будет дыра.
А до объектива, чтобы почувствовать излучение рукой, нужны около ватта как минимум.

Нет, я не про нагрев, а про физическую оптику. Прикрыть рукой можно широкий пучок.
Кстати, куда большую нелинейность может создавать посторонняя засветка. Глазом ее можно не увидеть даже в темной комнате, а она есть.

Как это можно утверждать, не зная мощности? Или Вы её чем-то меряете? Тогда, если "мощность" меняется линейно и на выходе Вашего ТИ - пила, то нет причин подозревать в нелинейности схему.

Мне кажется, дело здесь может быть в другом. Поскольку, как Вы утверждаете, "провалы" вызваны поглощением света частичками среды (На "пиле" есть "провалы" - поглощение излучения веществами, в разных местах), то логично предположить её неоднородность. В таком случае доля поглощённого (провала) в общем принятом (площади пилы) будет зависеть от того, как Вы заслоняете объектив.

А что в этом сложного? Даже источника пилообразного напряжения и резистора будет достаточно. Можно и хороший источник тока на ОУ+транзистор сделать.


Простите, MaxPIC, но по-моему, Вы пишете сплошную ерунду.

?!! Ни для какой компенсации токов оно не предназначено. Более того, именно оно темновой ток и провоцирует. А назначение смещения - в обеспечении фотодиодного режима работы (в отличие от фотовольтаического). Вот, к примеру, почитайте:Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну так автор именно об относительных величинах и говорил.

Вапще ниасилил... С компенсациями, Вы, кажется, явно уже переборщили... Сами не запутались? Обратите внимание: ток через фотодиод течёт в одном направлении.

И ничего не изменится, поверьте.



В вышеприведенной методичке есть рис.4, на эту тему.

Кстати, а автор не говорил, что источник излучения - лазер. Может, светодиод.

Снял сегодня картинку проясняющую суть дела.
Синий канал напряжение на выходе усилителя, усиливающего рассеяный веществом сигнал.
Зеленый - ток через ЛД... пока ток не достиг пороговой величины излучение ЛД отсутствует (правда при величине тока близкой к пороговой наблюдается слабое излучение - судя по всему светодиодный режим).
По шкале времени в клетке сейчас 50us, но придется делать пилу более крутой.

Красными точками A и B показаны места, в которых измеряется напряжение.
Я утверждаю что отношение V(B )/V(A) дожно оставаться постоянным для случая линейной схемы при разном уровне сигнала на приемнике - форма картинки не меняется, меняется только приходящий в объектив световой поток (объектив полностью открыт или половина/четверть его закрыта...не обязательно рукой ...зыыы )
Однако на практике это отношение меняется как в одну, так и в другую сторону.
С этим надо разобраться, это надо побороть!



напряжение 2V подано с целью работы входных каскадов усилителя при входных напряжениях близких к 0, в случае его отсутствия на инверт. входе усилителя будет даже отрицательное напряжение, а на выходе, как показала практика, ничего не будет. Поэтому таким образом было сделано смещение, и ошибки тут нет.
Если говорить о ДШ на OPA380, то там так же приводятся такие схемы - fig.6.




Приложил файл с описанием фотодиода G8370-81, обратите внимание на график Photo Sensitivity Linearity. Мощности, конечно, много бОльшие, чем в моем случае, но все же.
А вопрос о нелинейности ФД возник по причине его смещения в обратном направлении - слышал что отклик ФД становится нелинейным, но какова величина этой неинейности - я не знаю, поэтому и задал вопрос о нелинености ФД.



Усиливается ли? И с каким же коэф. усиления?
Ведь напряжение смещения штука постоянная, поэтому омическо сопротивление - резистор в цепи обратной связи 1MOhm да и 300MOhm шунтирующее сопротивление ФД - получается обычный повторитель (Кус=1+1/300 - если быть точным)
Поправте меня, если я не прав.



ловлю рассеяное излучение, проблем с превышением мощности не будет, наоборот ее не хватает, но объектив размером со спутниковую тарелку никто не даст делать -))


10мВт - гиганская мощность, убъет фотодиод при фокусировке хотя бы 1мм...не убъет так покалечит, так что он потом будет работать плохо.


Описание диода прилагаю, диод G8376-05. 0,5мм площадка. (Прошу прощения что ввел в заблуждение, перепутав G c S)


Поясните, пожалуйста, что значит легко достигается?



Без объектива никак - не собрать рассеяное излучение, мощность пренебрежимо маленькая.
А другие методы измерения рассеяного излучения мне не знакомы.


Времена пичков видны из рисунка.
Схема, конечно, частотнозависима, но разве при этом должно что-то меняться при изменении сигнала таким образом как в данном случае? Сигнал ведь меняется пропорционально, а усилитель каждый "пичок" как отрабатывал так и отрабатывает (частотные характеристики теже), но только другая амплитуда и другой уровень напряжения.


хм....какой же оптикой надо фокусировать в такую точку?
Сейчас стоит телеском с диаметром 200мм и длиной 300мм и то получается 0.5мм...Длина волны 1200нм.
Ради такого результата я готов очень постараться! ))


Посторонняя засветка может, но проводилась серия экспериментов в разное время и результаты каждый раз повторялись - дело судя по всему в измерительной части, а не в засветке. Хотя я еще раз вернусь к этому вопросу, чтобы исключить ее влияние. Спасибо.

Думаю, что причина изменения крутизны преобразования кроется в объективе - попробуйте поставить делитель света на стёклышке до поглощающей среды и смотреть мощность излучения . Вполне возможно , что мощность меняется в зависимости от поглощения. Посмотрите на выходе ТА какой ток утечки - может дело и в нём...

Простите, но для чего мне мерить мощность, ее величина меня не интересует, я знаю что она заведомо меньша предельной мощности ФД...интересует только две точки на сигнале (см. рис. внизу), а именно их положение относительно друг друга, которое, по-моему мнению, в линейной системе должно сохраняться. Повторюсь: парадокс в том, что когда я уменьшаю мощность то точки хаотично гуляют друг относительно друга - нет даже какой-то тенденции.



хорошее замечание, но не для моего случая: две линии поглощения - это одно и тоже вещество.



Собрать не сложно, согласен, а вы сможете подключить такой источник тока на транзисторе в схему вместо ФД?
у меня пока не получилось ничего придумать.
Подскажите как сделать? )

Непонятно, в чем у Вас проблема?
Надо отдельно проверить линейность по свету и по электричеству. Или все вместе. Это не очень сложно.
В качестве неупомянутых тут факторов добавлю, что может быть наводка электрическая, что эквивалентно засветке (или отрицательной засветке), и эффекты связанные с ограничением скорости нарастания усилителя.
Можно еще рассмотреть такой вариант - для усиления слабого сигнала на фоне большой пилы добавить эту инвертированную пилу на вход.

Смотрим на картинку. Мне кажется, она многое объясняет.
Контур пилы непоглощенного света сохраняется достаточно точно. Это значит, что линейность есть.
Хотелось бы еще несколько картинок, демонстрирующих ту нелинейность, которая Вам не нравится, но попытаемся без картинок.

Подходим с другой стороны. 0,1 pF на исходной схеме ... так не бывает. Емкость монтажа будет несколько пикофарад. Емкость выводов фотодиода - 5 pF. Емкость выводов резистора еще несколько pF. Т.е. постоянная времени усилителя приблизительно 5 мкс. Гляньте еще раз в даташит на ОУ. 90 MHz они получили при резисторе 2к, а у Вас в 500 раз больше. На странице есть несколько графиков изменения коэффициента передачи в зависимости от частоты. По какому графику смотреть - непонятно, но ясно, что снижение коэффициента происходит от 100 кГц до 2 МГц.

Смотрим еще раз на картинку: 50 мкс в клетке, время прохождения провала, судя по картинке от 1/3 до 1/15 - т.е. последний пик около 4 мкс.

То есть вы проходите провалы на скорости, когда сказывается ограничение полосы пропускания. Увеличите скорость пилы - и узкие провалы будут менее заметны. Когда Вы прикрываете свет рукой, фототок уменьшается и скорость перезаряда цепей уменьшается, узкие провалы уменьшаются, широкие провалы изменяются в меньшей степени.
Добавляете света - узкие провалы быстрее перезаряжаются.

Недостаточность быстродействия подтверждается разной скоростью спада и нарастания в провале, в первом разница наиболее заметна.

Спасибо за уточнение некоторых моих высказываний. Я буду более аккуратен.

Если у Вас рассеянный свет и телескоп фокусирует в 0.5 мм - диод надо брать 2х2 или 3х3. Иначе можно и 20% получить.
Вы не написали, что это рассеянный свет, а обычно все-таки через среду стараются гнать пучок, чтобы было потом что собирать.

Кроме того, в лазере есть запаздывание изменения длины волны от изменения тока, Вы его замеряли ? От этого тоже спектр может меняться. Что за вещество и что за лазер, если не секрет ? Вправо-влево Ваши пички не бегают ?



Это скорее всего связано с преобразованием пилы по форме линии поглощения через функцию lambda(I) лазера.

P.S. Я бы ОУ с такой извратной внутренней коррекцией никогда бы не выбрал для ТИ с мегомным резистором и довольно приличных частот. Да и шумы у него на средних частотах просто привет.

Можно сгородить ТА на рассыпухе и шумом меньше и полосой больше - но вот с линейностью по амплитуде и термостабильностью будут проблемы, по крайней мере у меня.... Если есть какая интересная схемка - поделитесь - помучаю её в спайсе , а то мож потом и на платке...

Вначале можно уменьшить резистор обратной связи, замедлить пилу и выжать побольше света, чтобы убедиться, что в этом причина.

Хорошая диафрагма для уменьшения потока получается из маски от разбитого кинескопа.
Источником нелинейности может являться внутреннее последовательное сопротивление фотодиода, иногда его компенсируют введением положительной обратной связи.
Но в Вашем случае больше похоже на эталонный эффект.
А вместо пилы - треугольник на лазер ?

А интересно все-таки, это для чего ? Измерение соотношения линий в воде для дистанционного измерения температуры в камере сгорания а ля Большов ?

А может причина провалов - просто "mode hopping" ?
модулируют, обычно, малым током...если светить лазером без коллиматора(обратное отражение в лазер) и среды(поглощение) на фотодиод, есть провалы ? как влияет температура лазера ? (температуру выбирают в зоне, свободной от "mode hopping")

Там DFB лазер ...

Согласен, режим работы фотодиода в данной схеме - фотодиодный и при появлении смещения появляется темновой ток.

Да, я и имел в виду измерение относительно амплитуды пилы, а не отношения двух точек на пиле.


На странице 2 в самом низу указанной Вами методички расписаны диффузионные и дрейфовые токи, и текут они в разных направлениях


Это не совсем то, о чём я говорил. Как Вы думаете, прямая линия идёт до бесконечности? А если по оси взять освещённость? Вот и получится график с насыщением, о котором я говорил. У меня где-то на работе график этой зависимости для ФД-24 лежит. Искать долго придётся, но характеристику я для этого фотодиода сам лично снимал.

Что-то я немного запутался. Попробую немного прояснить ситуацию. Представим себе, что у нас есть сигнал напряжения, пропорциональный фототоку: Pila(t), изменяющийся в диапазоне от 0 до самой величины. Далее есть постоянное смещение CBias = 2 В. А также есть медленно изменяющаяся величина смещения: Bias(t). Ещё есть среда с модулирующей функцией Ksi(t) = 0..1 Далее в момент времени А напряжение равно:
V( tA ) =Ksi(tA)*Pila(tA)+CBias+Bias(tA). В момент времени B напряжение равно:
V( tB ) = Ksi(tB)*Pila(tB)+CBias+Bias(tB). Тогда отношение двух напряжений есть величина:
V( tB )/V( tA )=[Ksi(tB)*Pila(tB)+CBias+Bias(tB)]/[Ksi(tA)*Pila(tA)+CBias+Bias(tA)] На мой взгляд, линейности здесь нет.
Если мы начинает измерять напряжения относительно "подставки", на которой находится пила, то тогда считаем, что смещения - медленно изменяются и Bias(tA)=Bias(tB)=Bias
Vref( A )=Ksi(tA)*Pila(tA)+CBias+Bias - (CBias+Bias) = Ksi(tA)*Pila(tA)
Vref( B )=Ksi(tB)*Pila(tB)+CBias+Bias - (CBias+Bias) = Ksi(tB)*Pila(tB)
Таким образом получаем отношение относительных напряжений:
Vref( tB )/Vref( tA )=Ksi(tB)/Ksi(tA)*Pila(tB)/Pila(tA)
Вот здесь при одних и тех же временах измерения относительно начала пилы отношение Pila(tB)/Pila(tA) должно оставаться неизменным при изменении только амплитуды пилы (чтобы её изменить можно изменять амплитуду тока накачки ЛД), а вот за среду Ksi(tB)/Ksi(tA) я не отвечаю. Поэтому сначала попробуйте, как уже предлагалось, проверить неизменность первого отношения, а затем можете уже проверять среду.

Простите, что долго не участвовал в обсуждении.


Вы говорите о влиянии поглощения света материалом объектива в зависимости от мощности света? Даже не думал о таком...возможно ли это...
проверю, чтобы узнать влияние этого эффекта, но интуитивно кажется что зависимости не будет.

Подскажите, как можно посмотреть (или вычислить) ток утечки на выходе ТА ? я знаю только ток через резистор обратной связи и ток нагрузки.



Проблема в том что не известна линейность источника тока, который я соберу. Хотя если взять микруху THS5671 (14 бит ЦАП с токовым выходом), а такой источник тока собран и где-то лежит, то должно сработать.
И еще я не очень понимаю - как будет влиять внутреннее сопротивление этого источника тока?
У ФД оно 300MOhm, если собирать свой источник тока, то, например: ставлю микросхему THS5671 - выходное сопротивление его 300kOhm. Через это сопротивление идет небольшой ток, равный U(-)/R, где U(-) - напряжение на инверт. входе усилка (несколько микровольт). Вот вроде и все - по идее должно работать. ))
А делать на транзисторе и резисторе - не думаю что линейность этого источника тока будет приемлема. Если не прав - поправьте ))



Как я понял "электрическая линейность", т.е. линейность усилителя проверяется с помощью источника тока, как описано выше?
А под "световой" понимается линейность фотодиода?

Тогда для его проверки потребуется калиброванный источник света!
Используемый сейчас ЛД имеет свои особенности на передаточной характеристике и она не линейная - с провалами (я говорю о характеристике лазера "мощность от тока")

Tanya, а что значит отрицательная засветка? такой термин я пока не встречал нигде.

Наводка возможно, но снимали несколько характеристик в течении длительного времени, и все они совпадают с хорошей точностью.

Скорость нарастания - это что первое пришло в голову, хотя производитель приводит 80V/us…весьма неплохо, а что на самом деле, думаю никто не знает.
Жаль что нЕчем сейчас заменить эту микруху OPA380 – например на аналогичную с бОльшей скоростью нарастания, чтобы исключить или подтвердить этот фактор…
Сейчас от этого никуда не уйти – схема уже собрана и с ней надо работать пока делаю новую почитав наставления PHILIPa HOBBSa.



«На глаз» линейность, конечно, есть, а как смотришь обработанные данные – так погрешность 1%.
Может ли эта погрешность быть вызвана схемой обработки АЦП?



Рад бы уменьшить резюк в 500 раз, но и так сигнал очень слабый ловлю – еле видно (и то после усреднения и матобработки).
Чтобы уменьшить постоянную времени есть вариант сделать два усилителя – один трансимпедансный с сопротивлением ОС 100 kOhm (в 10 раз меньше того что сейчас), а второй – усилитель напряжения, но соответственно все шумы первого он будет усиливать, а как разглядеть в нем полезный сигнал – это задача!


Менее заметны? Хм…смотря что Вы подразумеваете под скоростью пилы:
1. Если скорость нарастания тока через ЛД и соответственно сканирование по длине волны, то согласен, т.к. меняется именно приходящий сигнал. Если определенную таким образом скорость пилы вы сведете, скажем, к 100мА/нс (т.е. все значения тока от 1 до 100мА(как сейчас у меня сделано) и соответственно сканирование по всем длинам волн будет в течении 1нс), то боюсь что эта система ФД + ТрансУсил. вообще ничего и не заметит.
2. Допустим, я меняю резистор в цепи обратной связи с 1 MOhm до 10 MOhm, то скорость пилы напряжения на выходе услителя (измеренная в V/us) тоже измениться, но произойдет зарезание по частотной характеристике и я опять же рискую не увидеть провалов.
3. Я меняю уровень приходящего на ФД сигнала (а именно это и происходит) и таким образом скорость пилы напряжения на выходе тоже меняется (V/us), то частотная характеристика Тр.Ус. остается постоянной, т.к. определяется резистором в цепи ОС, а он не меняется – ПОЧЕМУ ЖЕ Я ДОЛЖЕН ВИДЕТЬ ИЗМЕНЕНИЕ В «ПРОВАЛАХ» СИГНАЛА?
Покритикуйте. Про перезаряд цепей меньшим током не понял и поэтому не могу подтвердить или опровергнуть эту точку зрения…понимаю только то, что при этом величина напряжения до которой перезаряжаются эти цепи тоже меняется.
Поясните, пожалуйста, какие емкости перезаряжаются и почему это происходит дольше/быстрее если напряжения при этом тоже меняются.


Ага, но и напряжение то растет ))


Аккуратность и не спешность!
Езда на мотоцикле помогает на забыть эти простые истины… как говорится: «лучше на 10 минут позже, чем не 40 лет раньше»

Оптическую линейность можно проверить с помощью нейтральных фильтров (сетки и т.п.)
Электрическую - собирается схема из генератора (Ваша пила). 50-омного резистора и двух конденсаторов, - один на землю (большой емкости), другой на вход усилителя (ТИ). Получается токовый делитель...

При этом и емкость диода растет и шумы и допустимое обратное напряжение ФД падает.
Но мне не понятно, почему от этого должна зависеть ошибка? (количество попадающего на ФД света одинаково для всех точек на графике, если, конечно, от интенсивности света не зависит размер пятна в фокусе )


к, сожалению, не мой случай – прибор направленного действия при работе на расстоянии.


Так ведь я не меняю ток в лазере, и скорость роста тока в лазере тоже не меняю…если какое-то запаздывание и есть, то оно постоянно для всех упомянутых тут случаев.


Это линии поглощения от воды.
Пички, слегка носит влево-вправо, но очень слабо, дрожание в пределах 0.5% (судя по всему температура в течении времени нарастания тока меняется), но я ведь смотрю минимум в каждом случае.



Из других ТУ, пока остановился на OPA656, но у него питание двухполярное.
Есть с однополярным питание похожие?

Я думаю, что подобный эксперимент вы можете сделать, чтобы понять причину. Судя по картинке, ситуация с шумами не особенно критична, возрастание шумов можно компенсировать повторением измерений.


Разумеется, я имел ввиду этот вариант. Вы можете уменьшить скорость изменения тока ЛД от времени?



Я подумаю еще, как лучше сформулировать, может кто поможет, кто электронику еще не забыл. Я больше работал с логарифматорами, а тут действительно, линейная схема. Нужно подумать, крутизна спада напряжения на выходе зависит постоянна или таки пропорциональна напряжению.

Легко! А зечем? )))



Дистанционного нахождение в воздухе конкретных веществ.
Про Большова интересно...как раз стоит задача дистанционного измерения температуры ))


Да лазер то тут не при чем...ведь его вообще никто не трогает в ходе экспериментов ))
Ну а если Вам интересно про лазер узнать - расскажу (его делали на заказ, поэтому конкретной ссылки дать не могу)


Не стал бы, т.к. при выходных напряжениях близких к напряжению питания проявляется нелинейность и аплитуда плывет.

Я говорил об отражении света от объектива обратно в диод...

Отключаете диод - смотрите какое постоянное напряжение на выходе, берём это за ноль - подключаем диод и видим изменение. Пересчитываем выходное напряжение во входной ток... Если при манипуляциях с загораживанием объектива ток будет значительно меняться - то видимо причина тут...

Вы ведь про лазерный диод говорите?!
тогда это исключено, ведь свет в объектив попадает рассеяный от поверхности. А попадание света ЛД на объектив (и тем более обратно) исключено.


Так это не ток утечки на выходе ТА, а ток утечки ФД от приложенного напряжения...а почему он должен меняться, если напряжение смещения ФД не меняется?

Менятся может от засветки , температуры... Вот это и надо проверить...
Более того, описываемая Вами нелинейность нехарактерна для ТIA и для диода тоже - видимо искать надо либо в оптике либо в обработке.

может я чего не понимаю, но от засветки ток, конечно, будет меняться, но это уже будет ток засветки.
возможность влияния тока утечки ФД я пока не вижу.
Если Вы говорите о том, что будет расти ток утечки при повышении засветки, то я не знаю как вычислить величину тока утечки, зная сигнал на выходе. По-моему для усилителя эти токи не отличимы.
А с ростом температуры утечка, бесспорно, растет...но я работаю при одной и той же температуре, если исключить увеличение температуры из-за нагрева ФД в течении импульса.



немного запутался...пока разбираюсь

Кривизна усилителя зависит от рабочей точки, особенно на высокой частоте, ну соответственно получается и от тока утечки.... хотя при 1моме в обратной связи обратный ток диода не даст большой разницы - а вот засветка может....

opa656 не годится для данного случая. Коэффициент усиления мал, чтобы считать его операционником.

Рядом с водой только поглощение от HF и HBr - их ищем ?

При такой развертке может добавляться не только изменение за счет температуры перехода, но и за счет температуры кристалла в целом. Вы уверены, что Ваша схема схема термостатирования лазера не дает никаких чудес ?
И обязательно проверьте с отражением от зеркала, а не от рассеянного света. В первую очередь надо исключить влияние оптических эффектов. Про нелинейности поглощения забудьте - не те плотности энергии. Можно еще на много порядков поднимать мощность, все будет линейным.
Для сбора объективом слишком маленькая приемная площадка. У Вас часть света может попадать мимо площадки, и за счет интерференции соотношение попадающего/непопадающего света будет непостоянным.

P.S. Если Вы измеряете не на эталоне, а на "натуре" - с чего вы взяли, что соотношение линий должно оставаться постоянным ?

знакомы с http://thermosciences.stanford.edu/researc...ent_theses.html ?
особенно http://thermosciences.stanford.edu/pdf/TSD-161.pdf на 125 странице.
http://thermosciences.stanford.edu/pdf/TSD-178.pdf

(грешу на лазер - очень Вы в нём уверены !)

А чем данный случай не подходит?
Вы имеете в виду параметр Open-Loop Voltage Gain?
При этом Tranimpedance Gain держится до 1МГц на уровню 120dB (-3dB) и на первой же странице приведена схема применения с сопротивлением в обратной связи 10MOhm.

Ошибаетесь - там стоит 1мом - с 10мом эта схема будет работать совсем по-другому....
К сожалению так и не понял - в чём у Вас проблема - всё вроде работает.... Нелинейность , если таковая и есть скорей всего не в TIA

Посмотрите на АЧХ OPA380, даже при 1 MOhm глубина ООС порядка 10 дБ.
Т. е. усиления не хватает чтобы устранить нелинейности ОУ.
Или Вы думаете что их там нет?
Вам уже рекомендовали поставить 100к.

Всем спасибо за внимание к вопросу!
Буду экспериментировать с учетом полученных рекомендаций и комментариев.
А о результатах сообщу уважаемому сообществу как только они появятся.

[quote name='Dmitry_Ternovsky' date='Oct 13 2009, 23:29' post='661786']
Легко! А зечем? )))

Лазеру может быть не всё равно с какой стороны достигаешь тока - гистерезис.

Дистанционного нахождение в воздухе конкретных веществ.
Про Большова интересно...как раз стоит задача дистанционного измерения температуры ))


А кто такой Большов ?

А Вы не думали, что этот Ваш эффект может быть принципиальным раком методики из-за вклада рассеяния от мелкодисперсных частиц и пыли, на которых рассеяние несравнимо больше, чем в воздухе. Они движутся и создают нестабильность в сигнале.