Jump to content

    
Sign in to follow this  
misyachniy

Не моделируется и не работает усилитель фотодиода

Recommended Posts

По схеме "20mrvr2.pdf" попробовал смоделировать усилитель фотодиода "Amplifier_BF245.ms11".

 

По картинке "transimpedance.PNG" видно что усилитель самовозбуждается на частоте несколько Герц.

Колебания затухают со временем, но и усиление совсем мизерное получается.

 

Пробовал конденсаторов и низкоомных резисторов подобавлять между каскадами - все равно моделируется с колебаниями.

 

Решил собрать схему вживую.

Собрал только токовый каскад, без BF245 и решил не ставить 4,7К в цепи коллектора токового каскада.

в результате получил, как я понимаю, блокинг генератор "TEK0000.png" с частотой 1,8МГц.

 

Когда запаял резистор 4,7К - генерация пропала. Очевидно добротность паразитного контура индуктивности в коллекторе с емкостью схемы упала и генерация прекратилась.

 

Для проверки схемы я припаял фотодиод BPW34.

ПО документации PIN типа, должен быть быстродействующим. Размер и соответственно емкость конечно подозрительны.

 

Для генерации оптического излучения взял схему "20mhzlsr.pdf" частота генерации 26,68 МГц, лазер HLDP-650-A-5-02.

Лазер и схему запаял в коробку для изоляции от наводок.

Генерит ли лазер оптическое излучение, проверить нечем.

 

Приложил окошко лазера к фотодиоду.

В результате усилитель не усиливает :-(

Сигнала осцилографом не видно.

 

Пришла мысль проверить работу подав с генератора частоту в место фотодиода.

Но проверить можно только после выходных.

 

Может кто устанет праздновать и подскажет заведомую ошибку в выборе компонентов или схемы?

Или подскажет доступные компоненты для решения вопроса?

 

P.S. С наступившим Новым Годом.

20mrvr2.pdf

post-5454-1325420121_thumb.png

post-5454-1325420483_thumb.png

Amplifier_BF245.zip

bpw34.pdf

20mhzlsr.pdf

HLDP_650_A_5_02.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

А где у вас резистор нагрузки в коллекторе Q3?

 

И еще :

- фотодиод у вас инфракрасный, максимум чувствительности 950 нм;

- лазер - красный(650 нм), кстати подобный л.диод я не мог раскачать 10_ю МГц, только около 4КГц,

попробуйте поиграться с лазером от китайской указки;

- может быть дело в модуляторе лазерного излучения, лазер должен модулироваться током,

причем в активной области хар-ки лаз. диода.

Edited by domowoj

Share this post


Link to post
Share on other sites

У Вас лазер попросту не светится, поскольку:

post-11287-1325443030_thumb.png

А Вы ограничили ток драйвера всего на 12-14мА. Это красный лазер и когда засветится - видно будет сразу.

Share this post


Link to post
Share on other sites
По схеме "20mrvr2.pdf" попробовал смоделировать усилитель фотодиода "Amplifier_BF245.ms11".

 

Не удержусь и дам вот такую ссылочку:

 

http://eelab.sjtu.edu.cn/dlsy/xp/%E5%85%89...A7%E5%85%A8.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites

domowoj

А где у вас резистор нагрузки в коллекторе Q3?

От наличия или присутствия резистора, поведение моделированой схемы не меняется.

Меняется поведение реальной схемы.

 

- фотодиод у вас инфракрасный, максимум чувствительности 950 нм;

Это физическое свойство кремния.

Под другой максимум можно подогнать фильтром или просветлением.

В матрицах такое встречал, в фотодиодах - нет.

 

попробуйте поиграться с лазером от китайской указки;

Не буду, конструктив и качество отвратное.

Есть планы от DVD использовать.

 

- может быть дело в модуляторе лазерного излучения, лазер должен модулироваться током,

причем в активной области хар-ки лаз. диода.

 

Схема "20mhzlsr.pdf" по моему как раз током и модулирует.

Разве, что ток маловат.

Как Herz подсказывает: А Вы ограничили ток драйвера всего на 12-14мА. Это красный лазер и когда засветится - видно будет сразу.

 

Лазер светиться и при малом токе, разве что в режиме светодиода.

В литературе встречаются утверждения, что используют для модуляции/связи и сверхлюминисцентные диоды.

 

Кстати, как отличить свечение в режиме светодиода от режима лазерного излучения?

 

kovigor Не удержусь и дам вот такую ссылочку

 

Схемы BB конечно же хороши.

Но как обычно чтобы купить хороший операционник, нужно ехать оформить заказ на него, потом поехать получить.

Хочется работать с деталями которые есть в "тумбочке" :-)

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Одну ошибку видно сразу - 5 вольт обратного на pin-диод слишком мало: надо под 60 вольт. Они работают при большом обратном смещении. Это их особенность.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Лазер светиться и при малом токе, разве что в режиме светодиода.

В литературе встречаются утверждения, что используют для модуляции/связи и сверхлюминисцентные диоды.

Правда? Так используйте светодиод. Зачем лазер мучить?

Кстати, как отличить свечение в режиме светодиода от режима лазерного излучения?

Спросите там, где Вам сказали, что лазеры светятся при малом токе в этом режиме.

В табличке, что я для Вас вырезал из даташита, не просто так приводится параметр Threshold Current.

Если у Вас не хватает тока для лазера, это не проблема фотоприёмника...

 

P.S. И используйте, пожалуйста, для цитирования стандартные средства встроенного редактора. Это несложно.

 

Одну ошибку видно сразу - 5 вольт обратного на pin-диод слишком мало: надо под 60 вольт. Они работают при большом обратном смещении. Это их особенность.

Вот это новость! А где бы почитать об этой особенности? А то ведь до сих пор и я совершал ту же ошибку, ориентируясь на документацию. Вот, к примеру:

FDS010.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
Когда запаял резистор 4,7К - генерация пропала.

Еще бы она не пропала, если каскад перестал усиливать. (При нагрузке 4.7к верхний транзистор насыщается)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Еще бы она не пропала, если каскад перестал усиливать. (При нагрузке 4.7к верхний транзистор насыщается)

Каким это образом он насытится,

параллельно резистору стоИт индуктивность.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Вот это новость! А где бы почитать об этой особенности? А то ведь до сих пор и я совершал ту же ошибку, ориентируясь на документацию. Вот, к примеру:

FDS010.pdf

В семье не без урода - забыл написать "как правило". Но для использованного BPW34 это точно - ему надо много вольт.

Выискать редкое исключение и ткнуть меня носом не совсем корректно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Провел эксперимент с несколькими фотодиодами.

Из "отечественных" ФД256 показал одинаковые резултаты с BPW34 ф режиме генератора напряжения.

Схема "diagram_AD8542.PNG". В обратном включении ("diagram_reverse.PNG") испытывал только BPW34.

Под рукой был операционник с полосой всего 1мгц.

В первой табличке "Test_BPW34.PNG" зависимость выходного напряжения от частоты в режиме генератора и при двух обратных напряжениях 5 и 30 вольт.

 

Вторая табличка отношение сигнала на определенной частоте к начальной в 10кГц.

Явно видно, что повышение обратного напряжения - рабочая частота растет.

 

"2mhz_oscillogram.PNG" сигнал на осциллографе при частоте 2 МГц еле заметен.

 

Исходная схема, судя по всему не захотела усиливать сигнал, так как при построении диаграмы Боде, видно что существенное усиление получается на частоте около 9 МГц.

 

Пока на улице холодно, то за скоростными ОУ на рынок не ходил :-)

Нашел к AD8001 двуполярный источник. Буду экспериментировать дальше.

post-5454-1327942763_thumb.png

post-5454-1327942772_thumb.png

post-5454-1327942778_thumb.png

post-5454-1327942783_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Докладываю результаты лабораторной работы. :)

По схеме "ad8001circuit.jpg" подключил BPW34.

На 100Кгц размах сигнала был около 8 вольт.

 

Сигнал на 4.1 и 8 МГц на рисунках "4.1MHz.PNG" и "8.0 MHz.PNG"

 

Проанализировав схему драйвера лазера (20mhzlsr.pdf) приведенную в первом посте, пришел к выводу, что "слона" я и не заметил.

Драйвер не использует постоянное протекание тока через лазер (bias).

 

Нашел схему с постоянным смещение тока, рис 2 в "AV01-0745EN+AN_5341+16Jul10.pdf" и "ApplicationNote-SFH-electronic.pdf" схемы и текст идентичны.

Так что кто-то из Avago или Siemens, скромно умолчал о плагиате?

 

Прикладываю картинки на 10 35 и 40 МГц.

 

Сравнивая схемы пришел к выводу, что при 8МГц на "старом" драйвере и при 40МГц на "новом" не оптический сигнал а наводка на проводники. так как выдны не короткие импульсы а искаженная синусоида.

 

Теперь можно вернуться к проверке приемника на транзисторах.

 

P.S. По поводу сверхлюминисцентных диодов я очевидно был не прав.

Встречается в литературе термин "high-speed LED" - "IF-E98datasheet.pdf"

 

 

 

 

 

 

Прикрепляю 3 файла.

Они были в БМП формате, а на предварительном просмотре не показываются прикрепленные картинки.

post-5454-1328342310_thumb.jpg

post-5454-1328342503_thumb.png

post-5454-1328342572_thumb.png

AV01_0745EN_AN_5341_16Jul10.pdf

ApplicationNote_SFH_electronic.pdf

IF_E98datasheet.pdf

post-5454-1328343750_thumb.png

post-5454-1328343755_thumb.png

post-5454-1328343761_thumb.png

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