Перейти к содержанию
    

трансимпедансный усилитель для лавинного фотодиода

В вашем первом усилителе было усиление 400к.

Кроме резистора там была ещё входная ёмкость щупа осциллографа порядка 13..15 пФ, на 6 МГц у неё импеданс гораздо меньше чем 400 кОм.

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

Это на паре метров отличная, автор хочет видеть сигналы с расстояния до 50 метров.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Кроме резистора там была ещё входная ёмкость щупа осциллографа порядка 13..15 пФ, на 6 МГц у неё импеданс гораздо меньше чем 400 кОм.
Да она портила усиление.
Это на паре метров отличная, автор хочет видеть сигналы с расстояния до 50 метров.
Пока нету расчёта не понятно до скольки нужно усиливать. Может и компаратора хватило бы.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

А Вы понимаете принцип работы трансимпедансного усилителя? На всякий случай: это преобразователь тока в напряжение. С коэффициентом преобразования, равным сопротивлению в обратной связи. Почитайте букварь.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Статья - бред теоретика! ...

В чем-то справедливо. Но в ней правильно показано, как нужно подключать ФД, как компенсировать его ток утечки, на какой вход опера подключать ФД и как делать в нем ОС. Остальное - додумает сам ТС.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Схему завтра выложу

Хм... интересная тема, похожая задача предстоит. Ждем схему, да хоть на листочке от руки сфотанную.

Я в подобных задачах совершенно не разбираюсь, но казалось что такая задача не должна составлять особую сложность, тем более до 6 МГц всего и 50 метров. Есть же передача данных по воздуху оптика, там наводят оси, несколько километров, сотня мегабит... Но там лазеры конечно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

как компенсировать его ток утечки
Что то не нашёл про компенсацию . Подскажите где там про это сказано?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

ФД нагружен не на резистор, а на диод D2. Правда ничего не сказано про то, чему равно VCC, но нет в жизни совершенства. Но, по уму, должна быть еще и дополнительная ОС по постоянке или разделительная емкость, которой нет в этой схеме.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

ФД нагружен не на резистор, а на диод D2. Правда ничего не сказано про то, чему равно VCC, но нет в жизни совершенства.
Век живи век учись. Я думал диод для защиты операционника от напряжения больше питания....

Но, по уму, должна быть еще и дополнительная ОС по постоянке или разделительная емкость, которой нет в этой схеме.
Может небольшая лишняя постоянка на выходе не мешает работать никому. Или учитывается как поправка.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Трудно сказать что имел ввиду автор схемы. Но нагрузка ФД на диод используется для компенсации сильно изменяющихся токов утечки или постоянной засветки - своего рода простенькое АРУ по постоянному току. Входное сопротивление опера в режиме инверсии намного меньше динамического сопротивления этого диода, поэтому на коэффициент усиления по переменке он практически не влияет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А Вы понимаете принцип работы трансимпедансного усилителя? На всякий случай: это преобразователь тока в напряжение. С коэффициентом преобразования, равным сопротивлению в обратной связи. Почитайте букварь.

 

Это я понимаю. Но в принципе резистор тоже преобразователь тока в напряжение. Чем трансимпедансный усилитель лучше резистора?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Но нагрузка ФД на диод используется для компенсации сильно изменяющихся токов утечки или постоянной засветки - своего рода простенькое АРУ по постоянному току.
Как работает эта схема? Ведь диод заперт? Максимум что мы имеем это токи утечки обратносмещённого PN перехода. Как используя их можно что-то застабилизировать?

 

 

Это я понимаю. Но в принципе резистор тоже преобразователь тока в напряжение. Чем трансимпедансный усилитель лучше резистора?
Тем что падение напряжения на нём в идеале нулевое. Т.е. резистор в цепи лавинника при протекании тока имеет падение которое вычитается из напряжения смещения лавиниика что уменьшает его усиление. А при трансимпеданснике такого эффекта нет.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Это я понимаю. Но в принципе резистор тоже преобразователь тока в напряжение. Чем трансимпедансный усилитель лучше резистора?

1. Тем, что позволяет держать стабильный режим фотодиода. В случае с ЛФД на этом резисторе падает напряжение, а на ЛФД оно снижается. При снижении напряжения ЛФД падает его лавинное усиление (M). Но в вашем случае, когда напряжение велико и падение напряжения незначительно сказываются на режиме применение резистора, возможно, оправданно. Вот когда лавинное зависит экспоненциально и составляет например 40 вольт, то резистор вообще не вариант.

2. Позволяет согласовать входной/выходной импеданс со следующим каскадом. Выход трансимпедансника низкоомный, а нагрузочный резистор надо буферизовать.

Ну и ещё немного про частотную зависимость для высокоомного резистора учитывая его ёмкость. Полоса снимаемая с резистора определяется как его RC. Если резистор 0,2 пФ (типовая емкость SMD элементов) и сопротивление 400 кОм. То -3 дБ будет 1/(2*3,14*400е3*0,2е-12)= 2 МГц. И это не учитывая входную ёмкость следующих каскадов, щупов и др.

Я вам советую выжать как можно больше на лавинном усилении, а затем уже думать, насколько нужно усилить электрический сигнал

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1. Тем, что позволяет держать стабильный режим фотодиода. В случае с ЛФД на этом резисторе падает напряжение, а на ЛФД оно снижается. При снижении напряжения ЛФД падает его лавинное усиление (M). Но в вашем случае, когда напряжение велико и падение напряжения незначительно сказываются на режиме применение резистора, возможно, оправданно. Вот когда лавинное зависит экспоненциально и составляет например 40 вольт, то резистор вообще не вариант.

2. Позволяет согласовать входной/выходной импеданс со следующим каскадом. Выход трансимпедансника низкоомный, а нагрузочный резистор надо буферизовать.

Ну и ещё немного про частотную зависимость для высокоомного резистора учитывая его ёмкость. Полоса снимаемая с резистора определяется как его RC. Если резистор 0,2 пФ (типовая емкость SMD элементов) и сопротивление 400 кОм. То -3 дБ будет 1/(2*3,14*400е3*0,2е-12)= 2 МГц. И это не учитывая входную ёмкость следующих каскадов, щупов и др.

Я вам советую выжать как можно больше на лавинном усилении, а затем уже думать, насколько нужно усилить электрический сигнал

 

Спасибо! Посоветуйте, пожалйста, микросхему для построения трансимпедансного усилителя, которая была бы способна работать на 6МГц (или больше) с ЛФД и давать усиление 400000. Подозреваю, что кроме частотного диапазона имеет значение входная емкость, так?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Спасибо! Посоветуйте, пожалйста, микросхему для построения трансимпедансного усилителя, которая была бы способна работать на 6МГц (или больше) с ЛФД и давать усиление 400000. Подозреваю, что кроме частотного диапазона имеет значение входная емкость, так?

*

Не существует микросхем с усилением 400 тысяч на частоте 6 МГц. Самые шустрые ОУ типа LM7171 дадут на 6 МГц усиление ~30 дБ (30 раз), микросхема усилитель ПЧ ЧМ приемников 174УР3 дает 60 дБ (1000 раз по напряжению) на частоте 6,5 МГц (ПЧ звука в телевизоре).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

*

Не существует микросхем с усилением 400 тысяч на частоте 6 МГц. Самые шустрые ОУ типа LM7171 дадут на 6 МГц усиление ~30 дБ (30 раз), микросхема усилитель ПЧ ЧМ приемников 174УР3 дает 60 дБ (1000 раз по напряжению) на частоте 6,5 МГц (ПЧ звука в телевизоре).

 

Хорошо, что тогда делать? Использовать несколько каскадов?

 

И еще: как то же люди собирают сигналы на частоте даже 200 МГц. Даже китайский лазерный дальномер излучает и принимает синус на 190-210 МГц без особых усилий. Я же не могу банальные 6 МГц принять на расстоянии больше 2 метров. Может быть я вообще что-то неправильно делаю? Может быть в оптике дело? Я не использую никаких линз. Поделитесь опытом!

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...