Перейти к содержанию
    

Термокомпенсированный усилитель сигнала фотодиода

С преобразованием в диапазонах придется учитывать время преобразования. Импульсы то 200пс., а это цепь обратной связи, а зависит ли квантовый выход преобразователя от температуры???. Ох целая научная работа получится.

Второй диод - это вариант. Только нужно, чтобы они были похожи по ТКС, а это вопрос... и у них были максимально близкие температуры.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да, с преобразование длины это красивый вариант, я обязательно его возьму на заметку, но к сожалению он ни как не решит проблему нагрева оптического бокса.

 

200пс, это, скажем так, "желательный" параметр. Пока удалось достичь 800пс при необходимой мощности ;) и что то подсказывает, что на этом и остановятся ))

 

Думаю, попробую я закатать туда второй диод. Посмотрим как будет бегать сигнал. Разброс на самих диодах не нулевой конечно.

Между каналами ( разброс самих диодов) 5-8%, что вполне укладывается во флуктуационную погрешность самого лазера.

Так , что если в результате всех манипуляций сигнал будет бегать на 10%, буду полностью доволен )))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Всё же не до конца понимаю что компенсируем? Если чувствительность от температуры то судя по графику на странице 3 слева вверху на заданной длинне волны погрешность будет меньше 0,1% на градус что как раз даёт 10% на 100градусах.

 

Если речь про темновой ток то по сути просто нужно измерять полку между импульсами и вычитать её из измеренного уровня. Или вообще убрать постоянку перед измерением.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Всё же не до конца понимаю что компенсируем? Если чувствительность от температуры то судя по графику на странице 3 слева вверху на заданной длинне волны погрешность будет меньше 0,1% на градус что как раз даёт 10% на 100градусах.

 

Если речь про темновой ток то по сути просто нужно измерять полку между импульсами и вычитать её из измеренного уровня. Или вообще убрать постоянку перед измерением.

По факту , у меня при 24°C оффсет 100мВ при полезном сигнале 1500мВ на 150Вт. Те же самые 150Вт при температуре 70°C дают 400мВ оффсета и почти 3В сигнал.Если вместо диода ставлю резистор

имитирующий 150Вт/24°C, то имею на 70°C - 50мВ оффсет и 1500мВ сигнал, то , что оффсет скачет вниз результат слишком сильной компенсации, у меня стоит кремневый диод .

Но это мне безразлично, поскольку оффсет измеряется перед импульсом и вычитается из уровня сигнала. Самое главное, что сигнал не пляшет.

С диодом же, получается каша. Термокомпенсация оффсета и самого ОУ не справляется и сам сигнал фототока скачет вверх.

А это приводит , при нормальной работе, к занижению выходной мощности на 50%, что неприемлимо.

Грешу на фотодиод. А начал я, с простейшего каскада на ОУ, постепенно схема обросла термокомпенсацией и дополнительными каскадами. Кроме того,

если разберусь с температурным дрейфом , думаю сделать токовую петлю, слишком высок уровень помех. Но это уже другая история.

Я на работе схему фотодатчика завтра скопирую и выложу, может чего найдёте :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

По факту , у меня при 24°C оффсет 100мВ при полезном сигнале 1500мВ на 150Вт. Те же самые 150Вт при температуре 70°C дают 400мВ оффсета и почти 3В сигнал.
Вот это очень странно. Потому что если верить даташиту такого не должно быть. Т.е. логично предположить что ошибку вносит что-то ещё.

 

Может быть проблема в том что импульс очень короткий и реакция диода на него оказывается сильно нелинейной. Например из-за того что частотная характеристика диода меняется из-за температуры.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вот это очень странно. Потому что если верить даташиту такого не должно быть. Т.е. логично предположить что ошибку вносит что-то ещё.

Я сам не могу понять, почему такая каша происходит.

Сегодня были у меня два инженера с АналогДевайсес, у меня их операционник стоит AD8000.

Сошлись на мнении, что для начала компенсирую виртуальную землю первого каскада вторым диодом. Закрою окошко и припаяю его с термоконтактом, с задней стороны платы.

Кроме того, есть подозрение, что LM4040-2.5 (стаб запирающего напряжения) то же слегка плывёт. Учитывая коэффициент усиления , это даёт ощутимую дополнительную нелинейность на высокой температуре.

Вобщем на следующей неделе проведу эксперименты. Руки сегодня не дощли скопировать схему. Вложу как смогу.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для этих целей изготавливаются фотодиоды с элементом Пельтье и градусником в одном корпусе. Другого пути кроме стабилизации температуры нет. У всех ведущих изготовителей есть этот ряд конструкций.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

alexunder, длинна волны 2100нм. Измеряем уровень каждого импульса, частота 100Гц. Скорость достаточная, да и не так много диодов на эту волну, особенно быстрых.

И фильтр стоит , и зеркало отбора, около 1% . Нагрев никак не убрать.

А почему нельзя сделать 0,1, или 0,01% отбора?

 

ЗЫ. Пардон, если есть другие источники нагрева, кроме падающей лучистой энергии .

Нужен конструктив, иначе бла на несколько страниц.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Да, чтоб закрыть тему, второй диод ничего особенного не дал. Вернулся к теме термоса.

В качестве "ткнуть в глаза" прилепил на плату пельтье с радиатором и запитал от регулятора температуры, выставил 25град.

Результат отличный, хотя и плохой термоконтакт , да и все открыто. Настоял на изменении конструкции датчика, будем менять. ))

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

По факту , у меня при 24°C оффсет 100мВ при полезном сигнале 1500мВ на 150Вт. Те же самые 150Вт при температуре 70°C дают 400мВ оффсета и почти 3В сигнал.

...

Грешу на фотодиод.

...

 

А я бы грешил на нелинейность выбранного режима работы фотодиода. С собственно смещением никакого криминала нет.

Если учесть, что нелинейность чувствительности начинается при при мощностях менее 1 мВт, вдувается что-то около 150 мВт (с вашей цифрой 1/1000), а нелинейность сильно зависит от температуры, это ещё не худший вариант.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Приветствую коллег !

Необходимо регистрировать и измерять яркость пикосекундных ( 200-500 пс) лазерных импульсов.

В принципе схемотехника не сложная, усилитель фототока на ОУ с термокомпенсацией на резисторной сборке.

Если необходимо, схему попозже приведу.

Но есть одна проблема, в процессе работы, датчик с оптикой и фотодиодом ( G12183-003K ) разогревается измеряемым лазерным излучением, от комнатной- до 60-70 градусов.

Ответственно плывет фототок диода, нелинейно. Подскажите, может есть схемотехнический способ достаточно точной термокомпенсации дрейфа фотодиода?

Сделать термос или заменить диод на диод с пельтье, в данном устройстве затруднительно. Рассматривается лишь как безвыходный вариант.

Если плывет темновой ток, а чувствительность не меняется, то поставьте еще один фотодиод в тепловом контакте с приемным, но закрытый. Измеряйте разницу.

А если нейтральными (хотя для монохроматического света любые подойдут) фильтрами ослабить свет, падающий на принимающий диод чтобы он не грелся?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...