[MarkOne 0]

Я моделями не пользуюсь - быстрее померить и на бумажке посчитать. В технологии действительно менялось что-то - у меня попались ОУ с годом разницы в выпуске, шумы отличались раза в 2. Но при этом до старого доброго ad825 и близко не дотягивают

 

поскольку в условиях, описанных автором темы, мне AD806x погонять как-то не доводилось, я не бусь утверждать правильности выбора именно этой серии (я пробовал рекомендованные мною ОУ в качестве согласующего-буферного усилителя с к(10-100), для усиления слабого сигнала от старенького ФД (измерение уровня освещенности для фотозадач), меня удовлетворили оба варианта - и AD8067 и ADA4899, последний шумел в моем случае в два раза меньше) ...

 

Относително AD825 (и вообще старой трехзначной серии ОУ) - Вы абсолютно правы; за исключением габаритов и токопотребления - новые серии весьма уступают старым по характеристикам ... (конечно, есть серии - широкополосные малошумящие ОУ, которые ранее просто не выпускались в однокристальном исполнении, но это уже совсем другая тема)

 

а вобще то, Вы очень верно подметили еще такой ньюанс - "Я моделями не пользуюсь - быстрее померить и на бумажке посчитать";

на месте экспериментатора я бы уже собрал макет и прогнал

несколько варинтов с различными ОУ, ФНЧ (до и после ТИ), УВХ, СД, аналоговый перемножитель и ...;

поначалу без цифровой обработки, измеряя параметры (измеритель спектральных характеристик или селективный вольтметр, осцилограф) входной части, нагруженной на эквивалент АЦП.

А уже на основании таких натурных измерений выбирал бы АЦП и последующий метод обработки результатов ...

 

Однако, как я уже говорил выше, -экспериментатору виднее, что и как ...

 

все изложенное - ИМХО и без каких-либо претензий на ...

[Herz 5]

Время срабатывания - это время, в течение которого перед срабатыванием УВХ должен поддерживаться сигнал, чтобы ошибка не превышала 0.7.

А, теперь ясно. Я бы назвал это для УВХ временем выборки. С ней как раз никаких проблем нет: для частоты модуляции, например 20 КГц, за вычетом dead-time время выборки может составлять ок. 20 мкс. Этого более чем достаточно для быстродействующего ОРА615. Поэтому я и "подпортил" УВХ, поставив последовательные R12 и R19. Тоже интегрирование. Постоянную времени, впрочем, собираюсь выбрать порядка 1-2 мкс, так что ошибка уже будет небольшой.

Я просто пытаюсь объяснить, что схема с УВХ в данном случае обладает худшими характеристиками, чем СД с ключами, который, в свою очередь, хуже СД с аналоговым перемножителем, зато дешевле и проще.

В чём, собственно, всё отличие такой схемы от предложенной Вами СД с ключами? Только в аналоговом вычитании величин ((с+п)-п) до ФНЧ. В Вашем же случае это будет ((с+п)+(-п)), только и всего, мне так кажется :)

Я моделями не пользуюсь - быстрее померить и на бумажке посчитать. В технологии действительно менялось что-то - у меня попались ОУ с годом разницы в выпуске, шумы отличались раза в 2. Но при этом до старого доброго ad825 и близко не дотягивают

Стало быть, взять всё же 825-ый и не мучиться?

[Herz 5]

а вобще то, Вы очень верно подметили еще такой ньюанс - "Я моделями не пользуюсь - быстрее померить и на бумажке посчитать";

на месте экспериментатора я бы уже собрал макет и прогнал

несколько варинтов с различными ОУ, ФНЧ (до и после ТИ), УВХ, СД, аналоговый перемножитель и ...;

поначалу без цифровой обработки, измеряя параметры (измеритель спектральных характеристик или селективный вольтметр, осцилограф) входной части, нагруженной на эквивалент АЦП.

А уже на основании таких натурных измерений выбирал бы АЦП и последующий метод обработки результатов ...

 

Однако, как я уже говорил выше, -экспериментатору виднее, что и как ...

 

все изложенное - ИМХО и без каких-либо претензий на ...

Да уже не первый день собираюсь приступить к макетированию. Но нужно для начала хоть комплектацией необходимой обзавестись... Да и руки пока не доходили...

[DS 0]

Посмотрел сейчас DS на opa615. У Вас время выборки составляет порядка 10 -20 нс. Резисторы, которые включены перед запоминающим конденсатором, не влияют на результат, т.к. внутренний усилитель просто увеличит выходной ток, чтобы нейтрализовать действие резисторов. Поэтому шумы в такой схеме многократно возрастут. Т.е. ситуация такая - выходной сигнал после "защелкивания" зависит только от состояния входа в течение последних 20 нс перед этим событием. Все остальное теряется. Об этом все время и шла речь

Да, я думаю для Ваших целей 825 будет в самый раз - главное, никаких сюрпризов.

[Herz 5]

Посмотрел сейчас DS на opa615. У Вас время выборки составляет порядка 10 -20 нс. Резисторы, которые включены перед запоминающим конденсатором, не влияют на результат, т.к. внутренний усилитель просто увеличит выходной ток, чтобы нейтрализовать действие резисторов. Поэтому шумы в такой схеме многократно возрастут. Т.е. ситуация такая - выходной сигнал после "защелкивания" зависит только от состояния входа в течение последних 20 нс перед этим событием. Все остальное теряется. Об этом все время и шла речь

Да, я думаю для Ваших целей 825 будет в самый раз - главное, никаких сюрпризов.

Вот теперь предельно ясно Я вижу, что допустил ошибку, взяв сигнал ОС с конденсатора. Разумеется, всё будет так, как Вы пишете. Предполагал же я замкнуть петлю с выхода, конечно же, до резистора.

[DS 0]

Есди брать ОС до резистора, то проще вместо 615 поставить ADG453 и после него конденсатор, потом брать разницу. Все таки 615 - высокочастотная схема, разработана не для таких применений.

[MosAic 0]

Спасибо за идею. Только модулировать лазер синусом трудно - он крайне нелинейный элемент...

Не совсем так. Частота у Вас низкая и нелинейность легко устранить с помощью мониторного фотодиода.

[Herz 5]

Спасибо за идею. Только модулировать лазер синусом трудно - он крайне нелинейный элемент...

Не совсем так. Частота у Вас низкая и нелинейность легко устранить с помощью мониторного фотодиода.

Ни разу не видел подобного схемного решения. Обычно мониторный ФД используется для стабилизации средней излучаемой мощности, типичная схема включения - интегратор фототока с довольно большим тау. Но даже если попробовать использовать его в схеме линеаризации, глубина модуляции, скорее всего, получится очень небольшой - я имел в виду и то, что у ЛД весьма узкий диапазан рабочих токов. Это не светодиод и яркостью его управлять не так просто. Так что попробовать можно, но в результатах есть изрядное сомнение.

[MosAic 0]

Встроенные мониторные фотодиоды имеют обычно граничную частоту на 1-2 порядка ниже, чем граничная частота лазера и действительно предназначены для контроля средней мощности излучения. Но в Вашем случае частота настолько низка, что проблем не будет. Да и внешний фотодиод всегда поставить легко. Подразумевал именно второй вариант.

 

Кстати, существуют и полупроводниковые лазеры для передачи аналогового сигнала, обладающие высокой линейностью. Встречал такие для ИК диапазона.

 

Но сам продолжаю считать, что в данном случае выгоднее применить светодиод. Неопасный для зрения лазер должен иметь мощность менее 1 мВт в то время как для светодиода, насколько помню (не уверен), ограничение 500мВт/стерадиан. А также нет проблем с линейностью, можно работать в импульсном режиме (большинство полупроводниковых лазеров не допускают даже кратковременного превышения предельного тока), намного дешевле и долговечнее. Почему Вы решили использовать лазер мне не понятно. Ведь его узкий спектр использовать не удастся без серьезных дополнительных наворотов.

[Major 0]

А почему не переделать оптическую схему, и не ввести в нее зеркало, "согласованое" на длину волны лазера. Объективы, диафрагмы и прочее наверняка у вас стоит. У нас оптик такие и ставит. Не знаю как их правильно называть. Но это качественное полупрозрачное зеркало с напылением, которое отражает только определенную длину волны, и практически пропускает все остальное (типа четверть волновй слюдяной пластинки).

Если интересно, я могу уточнить делали: как называется и какие материалы напыляются (толщина напыления должна быть завязана на длину волны).

Извиняйте если что неграмотно сказал, но суть выразил правильно.

После этого уже делаю гетеродинирование, и все в порядке, даже если светить лампу дневного света.

 

Тут оказывается 10 страниц...

MosAic уже рекомендовал ставить:

 

1) Оптика с хорошим полосовым оптическим фильтром с полосой около 50 нм (лучше интерференционным, но дороже). Впрочем, это можно отложить до готовности электроники.

2) В качестве излучающего элемента следует взять светодиод, а не лазер т. к. он имеет очень линейную зависимость ток-излучение, причем практически от ноля.

 

Хотя про светодиод не соглашусь, лучше фильтр поуже и лазер как источник. Но с лазером тоже есть беда - спеклы (как следствие когерентности), что вносит непредсказуемые изменения в наблюдаемую картину (завиит от типа поверхности).

Изменено 1 августа, 2006 пользователем Major

[MosAic 0]

В предидущем посте писал:-"Ведь его узкий спектр использовать не удастся без серьезных дополнительных наворотов." Видимо следует расшифровать. Ширина спектра полупроводникового лазера, даже многомодового, обычно менее 1 нм. И может захотеться поставить оптический фильтр такой же полосы пропускания (1 нм это сложно, но 5-10 нм реально). Проблема же заключается в том, что есть значительный технологический разброс длины волны между экземплярами (порядка десятков нм) и ее температурная зависимость. Стабилизировать можно, если отслеживать длину волны и подстраивать ее температурой, использовать лазеры с подстраеваемыми внешними резонаторами и т. д. Вот это и есть навороты, которые были упомянуты. Без них же придется ставить фильтр с полосой порядка 50 нм и в этом случае использовать лазер нет смысла. Светодиод будет работать ничуть не хуже. А мощность (безопасную для зрения) может дать намного больше.

 

Что касается спеклов, то они будут "играть" только если расстояние до объекта меняется и в данном случае не помешают.

 

2 Herz

У Вас есть новости? Интересно услышать что из предложенного выбрано и какие получены реальные параметры.

[Herz 5]

Здравствуйте, уважаемые! Вот я и вернулся! :)

К теме, я имею в виду. Приношу свои извинения за самовольную отлучку, просто за время моего отпуска тему успели "слегка задвинуть", затем пришлось заняться другими делами и вот теперь вытаскиваю её из-под шкафа, немного запылённую..

Прежде всего, спасибо MosAic-ку за книгу, "фсю ниасилил ишчо, многа букафф", как сейчас говорят :), но продолжаю, только времени как всегда... Но кое-что почерпнул, кое-что вспомнил... Некоторые места остались непонятными и даже показались спорными. С вашей помощью надеюсь разобраться лучше.

Ветка уже стала несколько тяжеловесной и наверняка подзабылась, может быть, стоит открыть новую?

Пока некоторые новости. Собрал предусилитель и ФВЧ на AD825, как советовали, схемку прикрепил. Фотодиод старый, FDS100, с Hammamatsu связываться действительно оказалось себе дороже. Не понимаю я такой политики: впечатление, что фирма совсем не заинтересована в расширении рынка. Есть ещё несколько похожих, ну да пусть их. Купили светофильтры, действительно значительно ослабляют засветку, но и полезный сигнал понизился.

В обратной связи ТИ-усилителя всё-таки решил применить Т-мост, несмотря на замечание:

Резистор все равно не желательно делать составной. Опыт показывает, что до 10 Мом можно обходиться одним резистором. Схемы с составными резисторами. по моему относятся к периоду, когда емкости резисторов были порядка 1- 2 пф и все портили. У резисторов 0805 при 10 мом все работает почти без искажений. Составной резистор резко увеличивает шум входного каскада.

Во-первых, номинал действительно понадобился большой, свыше 10 МОм. Сейчас при R1= 30 Oм, R2=R3= 30 КОм, Rэ > 30 МОм. Качественных малошумящих резисторов на такой номинал, естесственно, не найти.

Во-вторых, не согласен, что составной резистор увеличит шум. Тепловой (Джонсона) шум резистора, как известно, пропорционален корню из его сопротивления и при прочих равных резистор, скажем, 3 МОм шумит в 10 раз сильнее 30-тикилоомного. Если же сложить шумы R2 и R3, то результирующий возрастёт лишь в корень из двух раз, поскольку шумы некореллированы. Шум же R1 и вовсе почти ничего не добавит. Итак, налицо выигрыш по шумам. Пока, правда, малошумящие не приобрели и приходилось экспериментировать с обычными.

Частоту модуляци лазера поднял до 21 КГц, ФВЧ рассчитан, как фильтр Бесселя, со срезом около 8 КГц, может, немного высоковато.

Ку назначил ему ок. 20 Дб, ибо из первого каскада больше выдавить не смог.

То, что получилось - на картинках. На первой - сигнал до фильтра, на второй и третьей - после. (Пока не поместились все, прикреплю в следующий раз.

Канал 2 - импульсы лазера.

На первой можно наблюдать 100-герцовую наводку от лампы накаливания. Кстати, почему всё-таки синус?

 

Извините за многословность.

[DS 0]

Вы неправилно считаете шумы в T-мосте. Кроме сложения шумов резисторов, есть эффект от наличия операционника - а он заключается в том, что шум R2 будет усилен в R3/R1 раз. Я писал про это.

Брать коэффициент усиления каскада в 1000 (r3/r1) рискованно - у ОУ на частотах в килогерцы усиление без ОС сравнимо с этой величиной. Могут начаться очень непрятные эффекты.

Мой опыт использования чип резисторов в Ти усилителях говорит о том, что специальные малошумящие резисторы не нужны - шум схемы с обычными соответствует теоретическому расчету.

 

Синус - потому что лампочка накаливания - это фильтр нижних частот из-за тепловой инерции нити.

[Herz 5]

Вот, после фильтра. На второй картинке развёрнуто.

Далее будет кореллятор или синхронный детектор. Драйвер к нему (с регулированием фазовой задержки и dead-time) уже готов. Начну всё же с OPA615, потом попробую ключи с интегратором для сравнения. У OPA615 есть, кстати, ещё один плюс: выход его SOTA - источник тока.

Изменено 4 октября, 2006 пользователем Herz

[Herz 5]

Вы неправилно считаете шумы в T-мосте. Кроме сложения шумов резисторов, есть эффект от наличия операционника - а он заключается в том, что шум R2 будет усилен в R3/R1 раз. Я писал про это.

Брать коэффициент усиления каскада в 1000 (r3/r1) рискованно - у ОУ на частотах в килогерцы усиление без ОС сравнимо с этой величиной. Могут начаться очень непрятные эффекты.

Мой опыт использования чип резисторов в Ти усилителях говорит о том, что специальные малошумящие резисторы не нужны - шум схемы с обычными соответствует теоретическому расчету.

Хотелось бы почитать где-то об этом. Как рассчитать шумы и пр. Что изменится, например, если уменьшать R2? И как может быть всё равно, какие резисторы применять?