[alexkok 0]

Подскажите, пожалуйста, чего бы почитать про то как человечество делает малошумящие усилители.

Вот ещё одна книга: Photodiode Amplifiers

[Herz 5]

Вот ещё одна книга: Photodiode Amplifiers

Что-то с файлом не в порядке. У кого-нибудь открылся?

[okorok 0]

Что-то с файлом не в порядке. У кого-нибудь открылся?

Открылся без проблем. Инструменты стандартные: WinRAR и DjVuViewer.

[Herz 5]

Открылся без проблем. Инструменты стандартные: WinRAR и DjVuViewer.

Странно, а WinRAR зачем? .7z в конце - это маскирующее расширение? Если его убрать, DjVuViewer пытается открыть файл и сообщает об ошибке "Unexpected End Of file". Или я что-то не так делаю?

Изменено 16 июля, 2008 пользователем Herz

[Alexandr 0]

Странно, а WinRAR зачем? .7z в конце - это маскирующее расширение? Если его убрать, DjVuViewer пытается открыть файл и сообщает об ошибке "Unexpected End Of file". Или я что-то не так делаю?

 

7z - это расширение архиватора 7ZIP. http://www.7-zip.org/download.html

[Herz 5]

7z - это расширение архиватора 7ZIP. http://www.7-zip.org/download.html

Ясно, спасибо. Наплодили архиваторов... :05:

[MosAic 0]

Здравствуйте, товарищи.

Подскажите, пожалуйста, чего бы почитать про то как человечество делает малошумящие усилители.

 

а то если взять емкость диода, усилителя ~ 3-5 пФ, то для полосы 30Мгц сопротивление обратной связи будет ~1кОм. Температурный токовый шум резистора 1кОм: sqrt(4kT/R) = 5pA / sqrt(Hz) (уже на 3 порядка больше фотодиода), это без учёта шума операционного усилителя в несколько nV/sqrt(Hz), которые еще на порядок больший вклад дадут...

 

1) Для сведения - NEP измеряется при смещении фотодиода 10 мВ и температуре 25 градусов. В реальности рабочее смещение гораздо больше, больше ток утечки и соответственно дробовые шумы. Но не на порядки, а в несколько раз, как правило. Тем не менее, это нужно иметь в виду. Кстати, ток утечки очень сильно зависит и от температуры. Всегда принимайте во внимание ее рабочий диапазон.

2) Для снижения уровня шума очень важно уменьшать емкость фотодиода. На высоких частотах лучше показывают себя специализированные трансимпедансные усилители. В полосе до 100 МГц одними из лучших являются микросхемы Philips, серия TZA. Характерные шумы около 0,9 pA/Hz^1/2 во всей рабочей полосе. Но при общей входной емкости (вместе с паразитными) 0,3-0,5 pF. Поэтому, фотодиод и трансимпедансный усилитель располагают в одном корпусе, соединяя их очень короткими проволочками для уменьшения паразитных емкостей. Вот почему последние варианты микросхем этой серии вообще не продаются в корпусах, а только в виде кристаллов, которые корпусируются вместе с фотодиодом. Такой уровень шума переплюнуть почти невозможно при фиксированной входной емкости.

3) При проектировании трансимпедансного усилителя на рассыпухе, возможно снизить уровень шума в 2 раза по мощности с помощью простой противошумовой коррекции. А при помощи сложной противошумовой коррекци еще в 2 раза.

4) На частотах примерно до 30 МГц более эффективны усилители с полевыми транзисторами на входе. На более высоких частотах лучше смотрятся биполярные. Только не воспринимайте это как жесткое правило. Конечно многое зависит от конкретного прибора. Но лучшие представители на 2000 г. выглядели примерно так.

 

Ну и небольшая оценка вашего слуая - в полосе до 30 МГц вы можете легко получить 3 pA/Hz^1/2 на самых примитивных компонентах при емкости фотодиода 3 pF. Не стесняйтесь подать большое смещение для уменьшения емкости фотодиода. При сложной противошумовой коррекции 1,5 pA/Hz^1/2. Но имейте в виду, что она довольно капризна в настройке и может потребовать температурной коррекции. Не скажу, что проще, но очень эффективно использовать лавинный фотодиод. Это может уменьшить шумы на 10 дБ. Можно использовать и неприхотливую простую противошумовую коррекцию.

 

В закрома закачивал книжку "Микрофотоэлектроника". Она полностью посвящена теме фотоприемников и усилителей для них.

[SIA 0]

Все правильно, только для новичков надо расшифровать про противошумовые коррекции - см. Брауде, или книжку Эрглиса, Степаненко по усилителям. Для варианта со входом на полевиках часто узким местом является энергопотребление - ПТ с высокой крутизной и малыми емкостями работают при приличных токах, и при этом, кстати, неплохо греются. Кроме того, часто можно не делать трансимпедансный усилитель в явном виде, а интегрировать заряд - при этом из бюджета шума уходит шум резистора обратной связи трансимпедансника.

[MosAic 0]

Это точно, для новичков нужно было дать матчасть. Могу еще порекомендовать А. К. Нарышкин "Противошумовые коррекции в транзисторных усилителях", "Связь", 1974 г. Написано идеально, разобрано детально. С тех пор ничего существенного к этой теме добавлено не было, насколько знаю.

 

Полевики действительно любят ток стока побольше. В этой области увеличивается крутизна и поэтому уменьшаются приведенные ко входу шумы. На практике это обычно 10-20 мА при напряжении питания порядка 10 В. Но известные мне подходящие высокочастотные полевики имеют входную емкость около 2 пФ (например BF998). Буду очень признателен, если кто-то сообщит другие модели с меньшей входной емкостью и крутизной не менее 30 мСм на диапазон UHF.

 

И на счет интегрирования вы тоже правы, SIA. Простая противошумовая коррекция это и есть интегрирование сигнала на входной емкости с последующим восстановлением формы сигнала после усиления на дифференцирующей цепочке. Она применяется в любых усилителях. не только трансимпедансных.

 

Спасибо за дополнения :a14:

[Димыч 0]

Всем привет!

 

В продолжение темы:

 

Используем фотодиодный детектор для измерения малого уровня освещённости (десятые доли Люкс) в диапазоне от нуля до десятков Герц.

Ныне не работающий с нами инженер в своё время нарисовал и использовал схему

 

На мой взгляд (и по результатам симяции в SPICE), работать такое не может. Но - работает.

Подскажите, стоит ли использовать такую схему или переработать?

[Herz 5]

На мой взгляд (и по результатам симяции в SPICE), работать такое не может. Но - работает.

Подскажите, стоит ли использовать такую схему или переработать?

Может. А в симуляции - нет, видимо, потому, что обозначения входов перепутаны. На самом деле 5 нога - неинвертирующий вход, 6 - соответственно, инвертирующий. И ёмкость с выхода я бы переставил за резистор R9.

[Димыч 0]

Может. А в симуляции - нет, видимо, потому, что обозначения входов перепутаны. На самом деле 5 нога - неинвертирующий вход, 6 - соответственно, инвертирующий. И ёмкость с выхода я бы переставил за резистор R9.

Супер! Вото что значит RTFM :)

Спасибо, что обратили внимание, а то крыша уже поехала :07:

[НЕХ 4]

статья

Photodiode_Frontends_Hobbs.pdf

[jam 0]

Кстати -40 это не выход.Нужен жидкий азот.

В некоторых книжках рекомендуют параллельное вкл усилителей-снижается шум.В ПТЭ в стародавние времена видел подобные схемы.

А вы прикинье а сколько шумов вам надо,не сколько возможно,а имннно сколько надо.

Азот не поможет на этой частоте - всё что реально получить 0.5ра\\/hz - параллельное включение не поможет - высокая частота, маленькая ёмкость.

Тут следует обратиться к физике измерений - пока задача не понятна, решение так же непонятно.

[jam 0]

Полевики действительно любят ток стока побольше. В этой области увеличивается крутизна и поэтому уменьшаются приведенные ко входу шумы. На практике это обычно 10-20 мА при напряжении питания порядка 10 В. Но известные мне подходящие высокочастотные полевики имеют входную емкость около 2 пФ (например BF998). Буду очень признателен, если кто-то сообщит другие модели с меньшей входной емкостью и крутизной не менее 30 мСм на диапазон UHF.

 

Спасибо за дополнения :a14:

3sk323