Перейти к содержанию

Прошу совета по созданию усилителя для фотодиода


Рекомендуемые сообщения

     Добрый день уважаемые форумчане! Столкнулся с задачей, которую я не могу решить примерно 2 недели, а именно: поручили мне создать усилитель для фотодиода в фотогальваническом режиме, диапазон напряжений на фотодиоде от 50мкв до 300мВ, на выходе я должен получить напряжения от 0 или близкого к нему до 3.2В (т.е. растянуть то маленькое напряжение). Фотодиод IG22X1000T9, очень крутой, работает в ИК диапазоне. Усиление я буду производить с помощью ОУ.

     Если посмотреть на диапазон напряжений, он приходится примерно на 5 декад, да и еще ВАХ фотодиода не линейная. Очень важно измерять именно нижние диапазоны напряжений т.е. от 50мкв до 1-3мВ скажем. Т.к. характеристика нелинейная, я стремлюсь сделать ее линейной, для этого нужно произвести логарифмирование, для этого отлично подойдут диоды или транзисторы в цепи ООС (как мне известно лучше использовать транзисторы, чуть стабильнее от тепла чем диоды). Вот я и пришел в тупик. Перепробовав логарифмические преобразователи, понял что у меня ничего дельного не выходит. Собрал кучу схем, лез в иностранщину, возможно я не чувствительные ОУ использую или просто в корне не понимаю как это работает.

     Прикрепляю схему, которую я собрал и которая ВРОДЕ выдает чувствительность от 500мкВ до 100мВ, но меня мучают сомнения, что после пайки опять чушь получится. Прошу советов, направлений, может кто нибудь работал с этим. Мои вопросы:
1) Какое ОУ по характеристикам мне взять? Я использую LM2904 и MCP6409.
2)Как добиться логарифмирования в таких диапазонах? Можно ли его произвести от таких напряжений?
3) Есть ли глупости в схеме? Нужно ли что то менять, упростить, как улучшить чувствительные характеристики?

P.S. Добавлю комментарии к своей схеме, чтобы было понятнее, иду слева на право:

  • 1ый ОУ нужен для логарифмического преобразования, там видно аналог нашего КТ315 в цепи ОСС. Диод сверху для защиты, конденсатор для избежания самовозбуждения. Транзистор на выходе я не совсем понимаю зачем нужен, т.к. эту схему позаимствовал, написано было что для температурной компенсации.
  • 2ой ОУ для вычитания 1В от того, что идет с ИП, чтобы потом не усиливать этот 1В далее.
  • 3ий ОУ просто усиливает в 29 раз
  • 4ый ОУ вычитает 1В, чтобы диапазон начинался с 0, а не с 1В и выше.

В итоге при 500мкВ я получаю ровно 3.2В, при 100мВ получаю 24мВ. НО ЭТО ВСЕ В МОДЕЛИ, страшно представить что будет в жизни. 

Чувствую что схема выглядит не совсем эстетично, возможно и глупо, я готов к конструктивной критике и советам! Памахите!

Усилитель для фотодиода.png

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

3 часа назад, UltimateSAS сказал:

после пайки опять чушь получится

Вот после "пайки" и увидите. Без труда не вымешь и рыбку из пруда.

3 часа назад, UltimateSAS сказал:

Есть ли глупости в схеме?

Есть. Гальваническая связь всех каскадов. Тепловой дрейф уведет выход, куда ему заблагорассудится.

3 часа назад, UltimateSAS сказал:

чтобы диапазон начинался с 0, а не с 1В и выше

При однополярном питании нереально. Даже дорогие ОУ Rail-to-Rail неспособны на такое. Несколько милливольт все равно останутся. Как вариант обхода этой проблемы: https://forum.cxem.net/index.php?/topic/212000-из-оу-широкого-применения-в-r2r-по-выходу/&tab=comments#comment-3218075

С двуполярным питанием этот каскад вообще не нужен.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

4 часа назад, UltimateSAS сказал:

Какое ОУ по характеристикам мне взять?

Сверхмалошумящие, есть такой класс ОУ у производителей. А еще есть сразу логарифмические ОУ. Только одной крутости ОУ мало, ибо уровень в 1 мВ лежит уже в районе шума питания. Т.е. помимо ОУ нужен очень хороший малошумящий и высокостабильный источник питания, и очень хорошая трассировка платы. При этом фотодиод и схема должны быть на одной плате.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

А вообще-то, для усиления сигналов фотодатчиков применяются усилители не напряжения, а тока. И большинство проблем исключаются.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

@UltimateSAS , проблема, с которой Вы боретесь порождена логарифмическим падением на p-n переходе от генерируемого в нем фототока. Этот ток надо просто отвести от фотодиода при нулевой разности потенциалов и преобразовать в напряжение. Возьмите за основу:PhD_Sign_Amp.PNG.ea75359baa7a63ad7a92ba45086eac05.PNG

ОУ желательно из прецезионной группы.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

11 часов назад, UltimateSAS сказал:

создать усилитель для фотодиода в фотогальваническом режиме, диапазон напряжений на фотодиоде от 50мкв до 300мВ, на выходе я должен получить напряжения от 0 или близкого к нему до 3.2В (т.е. растянуть то маленькое напряжение)

скачай С.А. Ельяшкевича - Ремонт телевизоров 3-4УСЦТ - там разжеван со схемой фотоприемник ПИ-5

 

https://www.google.com/search?sxsrf=ACYBGNTyUrf0aovkbakqdtwrRSiqezn_Lw:1570647673511&q=фотоприемник+ПИ-5&tbm=isch&source=univ&client=firefox-b&sxsrf=ACYBGNTyUrf0aovkbakqdtwrRSiqezn_Lw:1570647673511&sa=X&ved=2ahUKEwjUi5bF7o_lAhU6AxAIHYeFAjQQsAR6BAgJEAE&biw=1440&bih=781

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 2 недели спустя...

Большое спасибо всем тем, кто писал и пытался разъяснить для меня некоторые вещи. Все сведения и советы принял на вооружение.

Ссылка на комментарий
Поделиться на другие сайты

  • 4 недели спустя...

Здравствуйте, у вас фотодиод IG22X1000T9. По даташиту - это pin фотодиод, то есть фотодиод структуры P-i-N, а в фотогальваническом режиме, то есть в режиме генерации энергии из света, то есть в том режиме в котором вы хотите его включить могут работать фотодиоды с P-N переходом. 

Ссылка на комментарий
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.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Гость
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Восстановить форматирование

  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.

Загрузка...
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...