Перейти к содержанию
    

Снова об усилении фототока

про спеклы -- если параметры резонатора меняются при такой модуляции не вполне однородно, то и мгновенный спектр уширяется.

Насчет шумов, кстати. Про интегратор не думали? IVC102 или рукотворный?

Хотя мне кажется, что у вас какая-то геометрия плывет. И если это неприемлмо, то дело пахнет оптическим опорным каналом.

Изменено пользователем Le Fou

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Постепенно добрался, наконец, до реальных измерений. Усилительный тракт собран, спасибо DS за ценные подсказки. Выглядит так: ТИ-усилитель на AD825, полосовой фильтр с парафазным выходом пришлось выполнить на дискретных ОУ OPA727, далее СД на ключике ADG419 и ФНЧ на ОРА277. АЦП AD7738 (16-битный режим, время конверсии 1мс). Усредняю каждые 500 измерений.

Модуляция лазера - синусом 10,8 кГц.

В принципе всё работает, но наблюдается значительный дрейф конечного результата, весьма низкочастотный, особенно первый час работы. Да и затем доходит до 1% от измеряемой величины.

Сначала грешил на нестабильность мощности лазера (встроенного монитора он не имеет), сделал канал контроля, корреляция слабая.

Склоняюсь к мысли о нестабильности фотодиодов.

Пробовал фотодиоды FDS100, PC5-6, PC10-6 (от Silicon Sensor GmbH), разультат практически одинаков.

Модулируемый фототок приличный - порядка 80 нА RMS. Средний, правда, не контролируется.

В связи с этим вопрос - какого порядка стабильности фототока от них можно ожидать без термостабилизации? Может быть, "подсветить" его нужно для стабильности, (ибо внешней посторонней засветки может и не быть) и чувствительность ею модулируется?

Уважаемый г-н. Herz! Я всегда была и остаюсь Вашим самым преданным критиком...

И, как всегда, не могу понять Вашей логики...

Вот и сейчас...

У меня, как всегда, простые пальцевые соображения.

Зачем Вам синусоидальная модуляция? Если Ваш источник света может выдавать некоторую максимальную мощность, то зачем вы ее сознательно(?) стремитесь уменьшить? Ведь, грубо говоря, Вам был бы полезен каждый испущенный, а затем и принятый фотон...

Ну, допустим, очень хочется... Но тогда уж в качестве синхронного детектора нужно применять аналоговый умножитель, так как он будет давить шумы при слабом полезном сигнале.

Не очень понятно, какая у Вас модуляция. Модуль синуса, или синус +1?

Кажется мне, что оптимальной модуляцией д.б. несимметричный меандр. Асимметрия должна определяться отношением засветки к полезному сигналу.

Что касается контроля стабильности приемника, то можно его подсвечивать редкими импульсами, если у Вас имеется стабильный источник...

С пожеланием успехов...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Шум трансимпедансного усилителя быстро растет с частотой из-за влияния емкости фотодиода, поэтому принимать 3 и более высокие гармоники бессмысленно - сигнал/шум в лучшем случае не улучшится. Поэтому что модулировать меандром, что синусом - одно и то же, все равно потом надо фильтром выделять основную частоту. То же самое и с использованием перемножителя - поскольку нечетные гармоники уже в сигнале порезаны, все равно, умножать на знак, или на синус. Без умножителя схема получается проще.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Шум трансимпедансного усилителя быстро растет с частотой из-за влияния емкости фотодиода, поэтому принимать 3 и более высокие гармоники бессмысленно - сигнал/шум в лучшем случае не улучшится. Поэтому что модулировать меандром, что синусом - одно и то же, все равно потом надо фильтром выделять основную частоту. То же самое и с использованием перемножителя - поскольку нечетные гармоники уже в сигнале порезаны, все равно, умножать на знак, или на синус. Без умножителя схема получается проще.

Вроде автор пишет, что у него модуляция - 10КГц, время измерения его АЦП - 1 миллисекунда, а еще потом усредняет по 500 точкам... Так частоту модуляции, значит, можно сильно унизить...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тогда сразу начнутся помехи от топающего по ковру за стенкой кота. Я бы, наоборот, исходно взял килогерц 40. Но и 10 ничего. А ниже 7 фигня будет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Ясно. Кстати, по поводу шума предусилителя, возможно, Вы не правы. Если он выполнен по ТИ-схеме, то лучше именно увеличивать резистор в цепи его ООС, чем "вытягивать" недостающее усиление в последующих каскадах.

.... А что Вы применяете в предусилителе?

Повод простой- мегаомные резисторы в силу конструкции шумят значительно сильнее своего теоретического шума. А металлопленочные мегаомники имеют внушительные габариты и начинают работать как антенна. К тому же мне приходиться работать со значительной постоянной подсветкой и перегружать усилитель по входу нежелательно.

Использую старые добрые LF411- только не спрашивайте почему-так исторически сложилось.

Даташит на диод посмотрел. А зачем используете UV диод? У него же параметры из-за чувствительности в УФ сильно зарезанными получаются. Если работаете в красной области, то и берите обычный диод- достаточно сильно выиграите и по шумам, и по чувствительности.

Дальше, какое обратное напряжение приложено? А то от него многое что зависит..И шумы, и быстродействие, и емкость, и темновой ток.

Модуляция. Я в килогерцы не лезу. Оптимум по шумам в моих условиях - 200-500 Гц. Ну и постоянные времени детектора 1-3 секунды. Если модулируете лазер- обязательно делайте модуляцию с "пьедесталом", т.е не уменьшайте ток лазера ниже порога. Модулируйте "трапецией"-завалите фронты, а не пускайте меандр прямо с цифровых микросхем. Контроль мощности лазера- тоже синхронным детектором по отдельному диоду со светоделителя. Внутренний диод использовать нельзя - он плывет с температурой от нагрева самого лазера. Ну и для совсем параноиков- поставить еще и пик-детектор для контроля верхней точки кривой модуляции.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Не знаю насчет килогерца, но на частотах 10 -100 Кгц самые обычные чип-мегаомники шумят расчетно, без избыточного шума. Проверялось многократно.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

был бы полезен каждый испущенный, а затем и принятый фотон...

Фотодиод далек от счета фотонов, его вместе со входным каскадом можно рассматриват как приемник непрерывного сигнала.

Тогда все определяется спектральной плотностью шумов. Она в районе килогерц должна бы снижаться, после фликкер-шума. Но и сигнала в высших гармониках менадра все меньше. Что получится после интегрирования, неясно--но прорыва не будет точно. Так что детектирование (перемножение с) чистым синусом я понимаю.

А вот зачем модулировать синусом -- мне неясно. Схема модулятора усложняется, а на стороне детектора выигрыша нет. А если детектированеи идет прямоугольником, так и вовсе одни минусы -- и сигнала меньше, и полоса шумов шире..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тогда все определяется спектральной плотностью шумов. Она в районе килогерц должна бы снижаться, после фликкер-шума. Но и сигнала в высших гармониках менадра все меньше. Что получится после интегрирования, неясно--но прорыва не будет точно. Так что детектирование (перемножение с) чистым синусом я понимаю.

А вот зачем модулировать синусом -- мне неясно. Схема модулятора усложняется, а на стороне детектора выигрыша нет. А если детектированеи идет прямоугольником, так и вовсе одни минусы -- и сигнала меньше, и полоса шумов шире..

Именно это и имелось в виду... Но все правильные рассуждения должны базироваться на известном только автору отношении сигнала к засветке...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

базироваться на известном только автору отношении сигнала к засветке...

А как уровень засветки меняет дело?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тут скорее не уровень засветки должен влиять на результат , а распределение шумов по частоте .

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Тут скорее не уровень засветки должен влиять на результат , а распределение шумов по частоте .

Распределение паразитной засветки, след. шумов, по частоте...

 

А как уровень засветки меняет дело?

Это продолжение старой ветки... Имеется неконтролируемая засветка, превышающая на порядки полезный сигнал... Вроде так было...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Распределение паразитной засветки, след. шумов, по частоте...

Это продолжение старой ветки... Имеется неконтролируемая засветка, превышающая на порядки полезный сигнал... Вроде так было...

 

А засветка - это просто свет , или тоже какой-то сигнал со своим спектром ? По идее , ведь и просто освещение фотоприёмника светом должно увеличивать его шумы .

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А засветка - это просто свет ...

Эх, где бы его взять, просто свет!.. Конечно, всякий источник света шумит и всячески гадит в свой выход. Засветка от солнца также нестабильна--облака, то-сё.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Эх, где бы его взять, просто свет!.. Конечно, всякий источник света шумит и всячески гадит в свой выход. Засветка от солнца также нестабильна--облака, то-сё.

Шум фотодиода не столько зависит от спектра падающего света, сколько от величины фототока, порождаемого засветкой.

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
К сожалению, ваш контент содержит запрещённые слова. Пожалуйста, отредактируйте контент, чтобы удалить выделенные ниже слова.
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...