Перейти к содержанию

трансимпедансный усилитель для лавинного фотодиода

Добрый день!

 

Передо мной встала следующая задача. Собрать усилитель сигнала лавинного фотодиода AD500 http://www.mouser.com/ds/2/313/AD500-8-TO52-S1-14890.pdf. И принять сигнал модулированный меандром 6МГц световой поток от мощного светодиода (3 Вт) на расстоянии до 50 м.

 

Сначала я собрал элементарную схему Источник питания 150 Вольт ПЛЮСОМ к катоду фотодиода, далее к резистору 400 кОм и резистор на МИНУС источника. Подключаю осциллограф и смотрю сигнал на резисторе - синус 5 Вольтовой амплитуды при достаточно большом расстоянии от светодиода (около 2-3 м).

 

Хорошо. Теперь тот вывод фотодиода, что шел на резистор подключаю ко входу трансимпедансного усилителя с сопротивлением 5 кОм в обратной связи. Теперь ожидаю, что у меня 5 Вольтовый синус на его выходе появится уже на значительно бОльшем удалении от светодиода. Усилитель ad8032 http://www.analog.com/media/en/technical-d...AD8031_8032.pdf. 80МГц

 

Но на практике сигнал с усилителя даже слабее чем с простого нагрузочного резистора (что я описал выше). НО есть одна зацепка, при понижении частоты модуляции сигнал возрастает. Делаю вывод о влиянии входной емкости - 1,6 пф. Понижаю резистор в обратной связи до 300 Ом. Никакого значительного эффекта.

 

Про насыщение усилителя темновым током знаю, учел. Специальный усилитель OPA857 тоже пробовал и такой же завал ВЧ. А нужно то всего 6-12 МГц Что сделать для повышения усиления на больших частотах.

 

Прошу уважаемых посетителей форума подсказать решение этой проблемы или какую микросхему взять или "куда копать" в поисках ошибки.

Заранее спасибо!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Усилитель включите в режиме повторителя!

:rolleyes:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Хорошо. Теперь тот вывод фотодиода, что шел на резистор подключаю ко входу трансимпедансного усилителя с сопротивлением 5 кОм в обратной связи. Теперь ожидаю, что у меня 5 Вольтовый синус на его выходе появится уже на значительно бОльшем удалении от светодиода.

На каком основании? Вы уменьшили усиление в 80(!) раз и ожидаете увеличения выходного сигнала?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
На каком основании? Вы уменьшили усиление в 80(!) раз и ожидаете увеличения выходного сигнала?

 

Тот описанный выше нагрузочный резистор 400 ком не стоял в цепи обратной связи. Он был просто нагрузкой фотодиода. И я его убрал. А вы предлагаете в обратную связь 400 ком поставить?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

AD8015?

 

И первоначальную схему бы на бумажке нарисованную.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Тот описанный выше нагрузочный резистор 400 ком не стоял в цепи обратной связи. Он был просто нагрузкой фотодиода. И я его убрал.

Зачем?

 

111.png

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Зачем?

 

111.png

 

1) Хорошо, я так делал, только резистор 470 ком и фотодиод наоборот стояли (поменяны местами были). но мой ad8032 и в этой схеме почему то заваливает 6 мгц так что, повторюсь, выход оу слабее чем сигнал с резистора. Почему??

2) Если так делать, то зачем тогда трансимпедансный усилитель?

 

AD8015?

 

И первоначальную схему бы на бумажке нарисованную.

 

Спасибо! У ad8015 входная емкость 0,2 пф, поэтому советуете? Схему завтра выложу

Изменено пользователем Alexander889

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Посмотрел внутреннюю схему ОУ, вход имеет недостаточно высокое сопротивление.

Попробуйте поставить промежуточный каскад.

прототипы BF599, KSC2757

 

post-68399-1527641057_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

По моим расчётам 5 вольтовый размах сигнала эквивалентен размаху фототока 5/400е3= 12,5 мкА (i=u/r).

Тот же размах фототока преобразованный трансимпедансником 5к должен дать 12,5е-6*5е3= 62,5 мВ (u=i*r) что в 80 раз меньше и сходится с вашими показаниями.

Сейчас вам лучше всего поднять лавинное усиление до максимально возможного. Т.е поднять напряжение до почти порядка 200 вольт до приемлемого вам соотношения лавинного шума. Ну а дальше выбрать что понравится - оставить нагрузочное сопротивление и усиливать сигнал с него, либо прибегнуть к трансимпедансному усилению.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Тот описанный выше нагрузочный резистор 400 ком не стоял в цепи обратной связи. Он был просто нагрузкой фотодиода. И я его убрал. А вы предлагаете в обратную связь 400 ком поставить?

 

 

1) Хорошо, я так делал, только резистор 470 ком и фотодиод наоборот стояли (поменяны местами были). но мой ad8032 и в этой схеме почему то заваливает 6 мгц так что, повторюсь, выход оу слабее чем сигнал с резистора. Почему??

2) Если так делать, то зачем тогда трансимпедансный усилитель?

 

...

 

Комментить не хочется. Хочется то ли заплакать, то ли ...

 

М.б. Вам лучше начать с некоторых базовых принципов, потом как следует вкурить тему фотоприёмников, и только потом начинать вопросы задавать?

Тем более, тема фотоприёмников и их "обвязки" может иногда становиться крайне деликатной. Так что, Вы поосторожней с ней.

 

П.С.

И за что Вы так товарищем Герцем? Таки, уважаемый человек.

Таки, прежде, чем бухнуть ответ, стоило бы попытаться понять смысл его послания.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Почитайте тут.

Статья - бред теоретика! Зачем вообще эти учёные мужи полезли в чужую тему. Занимались бы информационной безопасностью, безопасней бы было всем.

Очень поразил полученный динамический диапазон и расчёт ёмкости обратной связи. Видно, что считали впервые и даже не удосужились проверить. Поэтому остальные выводы статьи для меня под вопросом, много спорных решений.

Для справки - правильный ответ для полосы 100 МГц и для Rf 12 килоом - 0,2 пика не учитывая входную ёмкость ОУ, но не 2 нФ!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Статья - бред теоретика! Зачем вообще эти учёные мужи ...

, но не 2 нФ!

 

Дык, этот учёный муж - китайский аспирант, считай студент. А проф статью вообще не читал.

Похоже, в тему студент въехать пытался, но с ёмкостью фотодиода ошибся на 3 порядка.

А дальше просто сообразилки не хватило, что с этими 2 нФ что-то явно не так.

 

 

...

Для справки - правильный ответ для полосы 100 МГц и для Rf 12 килоом - 0,2 пика не учитывая входную ёмкость ОУ, но не 2 нФ!

 

Строго говоря, правильный ответ зависит от рабочих режимов фотодиода, "паразитов" и х-к ОУ.

И далеко не для всех сочетаний эти 100 МГц достижимы, даже если полосы ОУ хватает.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Кому не нравятся китайские аспиранты могут почитать

http://www.analog.com/ru/education/educati...nditioning.html

в главе 5 есть про усилитель сигнала с лавинного фотодиода.

перевод:

http://www.autex.spb.su/sensor99.php

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
У ad8015 входная емкость 0,2 пф, поэтому советуете?
Я его советую потому что он готовый трансимпедансный усилитель в котором резистор уже встроен.

А так же потому что им удавалось вытащить сигналы на уровне 0,5 нВт по свету.

Правда у него выход по моему до 1В.

 

Но как верно сказали товарищи выше. В вашем первом усилителе было усиление 400к. Даже с 8015 будет 10к т.е. в 40 раз меньше.

 

И по сути если вас устроила схема с резистором то её же и стоит оставить. Зачем после неё усилитель не понятно. У вас мощность сигнала просто отличная.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти