Jump to content

    
Sign in to follow this  
MiklPolikov

Что меньше шумит, ОУ или биполярный транзистор ?

Recommended Posts

На фотодиод приходит очень слабая вспышка света длительностью 1-10мкс, нужно усилить сигнал до такой степени, что бы его можно было обработать микроконтроллером : то ли посчитать как логические импульсы, то ли оцифровать и найти всплески в массиве данных.

 

Вопрос: чем сигнал лучше усиливать ? а) Операционником. б) Сделать первый усилительный каскад на биполярном транзисторе, а операционник следом.

Из моего опыта следует, что при усилении слабых сигналов шум операционника оказывается заметнее, чем шум одного биполярного транзистора.

Или это какой-то неправильный опыт, и про применение отдельных транзисторов в таких случаях давно надо забыть ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Здесь всё не так однозначно, чтобы выдать готовый рецепт. Литературы, посвящённой усилению сигналов с фотоприёмников - море и это говорит, в том числе, о том, что универсального решения не существует. Для обнаружения слабой засветки Вам, скорее всего, понадобится фотодиод с большой чувствительной площадью, а это повлечёт большую внутреннюю ёмкость. Именно она создаёт проблемы с шумами и требует ухищрений в схемотехнике. Но актуально это на сравнительно высоких частотах.

Сейчас существуют хорошие малошумящие ОУ и заботится придётся не о его собственных шумах, а именно о включении фотодиода, минимизирующем влияние его ёмкости. Биполярный транзистор может помочь, но, наверное, лучше полевой. Посмотрите, у Linear много аппликаций на эту тему.Transimpedance_Amplifier_LT.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
На фотодиод приходит очень слабая вспышка света длительностью 1-10мкс, нужно усилить сигнал до такой степени, что бы его можно было обработать микроконтроллером : то ли посчитать как логические импульсы, то ли оцифровать и найти всплески в массиве данных.

 

Вопрос: чем сигнал лучше усиливать ? а) Операционником. б) Сделать первый усилительный каскад на биполярном транзисторе, а операционник следом.

Из моего опыта следует, что при усилении слабых сигналов шум операционника оказывается заметнее, чем шум одного биполярного транзистора.

 

Суммарный шум транзистора состоит из двух составляющих - тока и напряжения. Биполярный и полевой транзисторы имеют различное их сочетание. В случае с высокоомными источниками сигнала лушие результаты по шумам даст каскад на полевике. В противном - на биполярном транзисторе, но никак ни на ОУ. Крайне упрощенно в ОУ шумы складываются минимум от трех источников транзисторов дифкаскада + ГСТ. Лучше всего найти монографию Г.Отт (Henry W. Ott) – Методы подавления шумов и помех в электронных системах URL: http://files.radioscanner.ru/files/downloa...60/ott1979.djvu

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо за информацию.

 

Оцените пожалуйста работоспособность схемы.

На фотодиод приходят полезные импульсы+постоянная составляющая которая меняется как угодно.

Хочу установить его рабочую точку в районе 1/2 напряжения питания.

 

post-24702-1359226486_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites

Поищите информацию на предмет ЗЧПУ (зарядо-чувствительный) предуситель для полупроводниковых детекторов. Первый каскад после полуппроводника там делается на полевике

Share this post


Link to post
Share on other sites
Хочу установить его рабочую точку в районе 1/2 напряжения питания.

зачем?

 

Оцените пожалуйста работоспособность схемы.

Схема работоспособна. Истоковый повторитель - повторяет. И эмиттерный бы справился. В остальном - плохая...

Share this post


Link to post
Share on other sites
зачем?

 

Представьте себе что фотодиод включен простейшим образом, последовательно с резистором.

А внешняя освещённость меняется на несколько порядков. Стало быть напряжение в том месте откуда его надо снимать будет либо +U , либо 0.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А внешняя освещённость меняется на несколько порядков. Стало быть напряжение в том месте откуда его надо снимать будет либо +U , либо 0.

Логично предположить, что схема должна иметь медленную по сравнению с полезным сигналом ООС глубиной в те самые несколько порядков. Нарисованное Вами этому соответствует?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Представьте себе что фотодиод включен простейшим образом, последовательно с резистором.

А внешняя освещённость меняется на несколько порядков. Стало быть напряжение в том месте откуда его надо снимать будет либо +U , либо 0.

Я бы снимал ток, не не в этом даже суть. Сейчас, когда Вы выставили на фотодиоде половину питания, что является полезным сигналом?

 

Для снижения влияния внешней засветки известно несколько приёмов, компенсирующих постоянную составляющую фототока. Вот простейший пример:

AB_061.pdf

3_V_CMOS_optical_preamp.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this