Fotodioda s transimpedančním zesilovačem

Zpráva

honzasl · #1 Příspěvek od **honzasl** » 01 pro 2010, 09:08

Přeji hezký den.

Řešíme problém s touto konstrukcí:
Fotodioda BPW21 je připojena k operačnímu zesilovači LMW793. Použili jsme schéma podle katalogového listu k operáku, ale není nám jasné, jetli je to správně.

Otázky:
1) Může takové zapojení fungovat s nesymetrickým napájením? (ta "zem" je pouze virtuální a není nikam zapojená)

2) Je fotodioda orientována ve správném směru?

piitr · #2 Příspěvek od **piitr** » 01 pro 2010, 11:09

Mně to zapojení přijde taky divné. Pokud ta zem plave, tak bude plavací i to závěrné napětí na diodě, což asi není dobře. Výstupní napětí přitom bude záporné, takže na 0V by ta zem připojená opravdu být neměla. Ideální by asi bylo, kdyby ta zem byla udělaná operákem a měla třeba 2,5V. Pak by to asi fungovalo.

#3 Příspěvek od **Cust** » 01 pro 2010, 11:19

Je problém spojit tu zem s 0V na zdroji? Pokud potřebuješ mít oddělené napájení, tak bych raději na napájení použil samostatné trafíčko a bylo by po problémech.
Dioda je zapojena správně. Uout=-Idioda*R1

PS: Za předpokladu, že tvůj OZ dokáže pracovat od -Ucc. V opačném případě rada od Piitra je správná a má ne.

EDIT: chyba - je potřeba to udělat jak píše Piitr nebo použít symetrické napájení!!!

Crifodo · #4 Příspěvek od **Crifodo** » 01 pro 2010, 11:27

Záleží taky na tom, jaká kombinace odporu a osvětlení se vyskytne, při větších luxech a R1 se objeví tetka saturace a už to nemá ten pravý půvab. Někdy se dává jako první stupeň FET a dál už obvyklý OZ pro střídavý signál.

Ivan_Ryger · #5 Příspěvek od **Ivan_Ryger** » 01 pro 2010, 11:31

To CUST:
Mate tam zavaznu chybu v kresbe. Ten neinvertujuci vstup sa musi zapojit na nejake kladnejsie napatie.
Totiz takto operak nevie dodavat napatie zapornejsie ako 0, a teda bude stale v saturacii, nakolko svojim vystupom (v tomto pripade vzdy vacsim ako 0) nemoze kompenzovat kladny prud z fotodiody.
Teda na neinvertujuci(+) vstup treba zapojit odporovy delic 1:1 jednym koncom opretym o +5V a druhym koncom o 0V, vytvarajuci referencne napatie +2.5V ako virtualnu zem.

#6 Příspěvek od **Cust** » 01 pro 2010, 11:49

Ha pravda, ještě že jsem tam napsal, že napětí bude záporné :-)

Díky, je potřeba tam připojit symetrické napájení - tedy +-5V a střed spojit s GND.

honzasl · #7 Příspěvek od **honzasl** » 01 pro 2010, 13:36

Děkuji za rady. Protože napájení muselo zůstat symetrické (zdroj je už hotov), provedli jsme změnu schema na nové. Toto už funguje jak má. Fotodioda je umístěna v bezprostřední blízkosti světelného zdroje a měřená veličina bude kolísání světelného toku - jeho absolutní velikost nás moc nezajímá.

Out- je nyní spojen s nulu zdroje.

Děkuji za všechny rady.

#8 Příspěvek od **Cust** » 01 pro 2010, 15:16

tak, tohle snad nemůže fungovat

#9 Příspěvek od **Cust** » 01 pro 2010, 15:23

co takhle?

piitr · #10 Příspěvek od **piitr** » 01 pro 2010, 15:31

A já myslím, že snad i může. Na té diodě klidně může být i 0V, ona ten proud dá i tak. Hlavně když je to napětí konstantní. Akorát aby ten operák zvládnul 0V na vstupu a požadovaný rozkmit na výstupu.

#11 Příspěvek od **Cust** » 01 pro 2010, 15:44

no jo, ale co se pak měří? nějaké nedefinované napětí ? na čem? nebo opravdu proud? bias nebo proud diody? nevím, nevím...

#12 Příspěvek od **Cust** » 01 pro 2010, 15:45

co takhle?

#13 Příspěvek od **Hill** » 01 pro 2010, 16:54

Jak rychlé kolísání světelného toku se má měřit a s jakou přesností?
Čustovo poslední zapojení se mi zamlouvá a šel bych do něj.
Budeš to zpracovávat analogově nebo převádět na digitál?
V druhém případě bych totiž odložil fotodiodu a místo ní doporučil ISL29003 - jeho rychlost je ale limitovaná rychlostí komunikace po sběrnici I2C. Rozsah osvětlení značný, přesnost po 1 lx....

ZdenekHQ · #14 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 01 pro 2010, 18:05

To první zapojení je správně, jen při nesymetrickém napájení je potřeba připojit katodu (EDIT: a neinvertující vstup) na nějaký virtuální střed, tvořený třeba zmíněnou referencí. Chce to pořádně číst katlist. C3 je asi zbytečně velkej, i když je to relativní.

piitr · #15 Příspěvek od **piitr** » 01 pro 2010, 19:19

Cust píše:no jo, ale co se pak měří? nějaké nedefinované napětí ? na čem? nebo opravdu proud? bias nebo proud diody? nevím, nevím...

Já myslím, že proud diodou. Vždyť je to normální převodník proud->napětí. Operák se přitom snaží na té diodě držet 0V, ale ona i tak dá proud úměrný osvětlení (http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotodioda). Samozřejmě se musí použít operák, který má bias menší než proud diodou a zvládne nulové napětí na vstupu. Já nevím, jestli zrovna ten použitý je takový, ale není problém takový sehnat. Mně se to zapojení líbí.