Hallo zusammen, seit ein paar Tagen versuche ich verzweifelt eine Fotodiode in LTSpice zu modellieren und zu simulieren. Als Beispiel habe ich mir die BPW34 rausgesucht. Ich habe schon das ganze Internet durchforstet aber irgendwie klappt das nicht so ganz. Ich habe mehrere Ansätze gelesn, auch hier im Forum, zb mit einer einfachen Stromquelle und einem parallelgeschalteten Widerstand. Und hier hackt es auch schon. Welchen Wert hat denn der Widerstand? Wird dazu noch zusätzlich eine Diode parallel geschaltet? Dann habe ich gelesen, dass man eine spannungesteueret Stromquelle benötigt mit der man den Lichteinfall simuliert. Ich weiß nicht weiter und wäre für jede Hilfe sehr dankbar! Gruß BigL
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Eine Diode mit Stromquelle parallel ist schon das gängige Ersatzschaltbild für eine Fotodiode. Den Widerstand parallel braucht man kaum. Der passende Wert steht teilweise im Datenblatt und wird eher groß sein (z.B. 1 G Ohm). Ein schnell moduliertes Licht wird damit allerdings noch nicht gut modelliert.
Hier gibt es ein Ersatzschaltbild. Je nach Applikation wird man die Diode allerdings nur in einem Quadranten benutzen und kann vereinfachen. http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Kennlinie_Photodiode_1.png
BigL schrieb: > Hallo zusammen, > > seit ein paar Tagen versuche ich verzweifelt eine Fotodiode in LTSpice > zu modellieren und zu simulieren. Als Beispiel habe ich mir die BPW34 > rausgesucht. Ich habe schon das ganze Internet durchforstet aber > irgendwie klappt das nicht so ganz. Da hättest du besser auf meiner Festplatte suchen sollen statt im Internet. :-) Im Anhang findest du was du suchst. Helmut PS: Viele meiner Beispiele findest du in der LTspice Yahoo-group. http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/
Simon K. schrieb: > Hier gibt es ein Ersatzschaltbild. Je nach Applikation wird man die > Diode allerdings nur in einem Quadranten benutzen und kann vereinfachen. > > http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Kennlinie_Photo... Vielen Dank für die Antwort. Das Bild habe ich auch schon gefunden. Ich verstehe nur nicht ganz welchen Wert ich für die Widerstände einsetzen soll. Kannst du mir da ein Rat geben?
Helmut S. schrieb: > BigL schrieb: >> Hallo zusammen, >> >> seit ein paar Tagen versuche ich verzweifelt eine Fotodiode in LTSpice >> zu modellieren und zu simulieren. Als Beispiel habe ich mir die BPW34 >> rausgesucht. Ich habe schon das ganze Internet durchforstet aber >> irgendwie klappt das nicht so ganz. > > Da hättest du besser auf meiner Festplatte suchen sollen statt im > Internet. :-) > > Im Anhang findest du was du suchst. > > Helmut > > > PS: Viele meiner Beispiele findest du in der LTspice Yahoo-group. > > http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/ Vielen Dank für die Antwort. Diese hat mir sehr weitergeholfen. Ich habe ein Request geschickt, hoffe ich werde angenommen ;)
Hallo BigL sobald man sich angemeldet hat ist man drin. Unter dem Link findest du ein Inhaltsverzeichnis aller Files. Die Datei heißt all_files.htm . Die kannst du mit dem Web-Browser durchsuchen. http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/files/%20%20Tables%20of%20Contents/ Gruß Helmut
LTSpice bringt übrigens schon eine Fotodiode mit, aber mit gezielter Suche wirst du sie kaum finden ;-) Sie liegt nämlich im Opamp-Verzeichnis und heißt LT1328PD. Der Kommentar dazu: "A photodiode similar to a SFH-205 for testing the LT1328, drive the light input with a current source" Die SFH205 ist wiederum (bis auf das Tageslichtfilter und die Gehäuse- form) der BPW34 sehr ähnlich, denn Chipfläche, Kapazität und Schaltzeit sind gleich. Das Spice-Modell scheint alledings einen Fehler zu haben: Die Anode der internen Diode ist mit GND statt mit der Anode des Modells verbunden. Deswegen funktioniert das Modell vermutlich nur dann korrekt, wenn dessen Anode ebenfalls auf GND liegt. Man hat das aber in der Datei LTC.lib auch schnell korrigiert.
Wie berechne ich denn den Shunt Widerstand des Modells ? in dem Datenblatt der BPW34 ist keine Angabe gemacht. Die kapazität, das ist die Sperrschichtkapazität,oder? Danke und Gruß
Im Datenblatt nach Rshunt schauen. Wenn da nichts steht messen oder 1GOhm annehmen. Messmethode: 10mV anlegen und dabei den Strom messen. Da gehts natürlich um pA bei so kleinen Silizium Fotodioden. Kpazität bei 0V steht vielleicht im Datenblatt. Wenn nicht, messen oder schätzen. Auch da gilt mit max. 10mV Amplitude messen.
>Im Datenblatt nach Rshunt schauen. Wenn da nichts steht messen oder >1GOhm annehmen. Findet man bei der BPW34 dort versteckt als Dunkelstrom. 2nA typisch bei 10V Sperrspannung, ohne Bestrahlung, macht rund 5GOhm typisch. Minimal sind es rund 300MOhm, nimmt aber mit steigender Temperatur zu. Da es sich bei Rshunt nicht um einen rein ohmschen Widerstand handelt, kann man den Dunkelstrom für kleinere Sperrspannungen nicht einfach interpolieren. Wenn man auf der sicheren Seite liegen will, nimmt daher auch für kleinere Sperrspannungen den gleichen Dunkelstrom an. In der Regel ist Rshunt bei Silizium-Fotodioden vernachlässigbar. Kriechströme durch Leiterplattenverunreinigungen oder kapazitives Einkoppeln direkt in den Fotodiode haben oft einen weit höheren Einfluß. Kai Klaas
Literatur zum Thema: ISBN 9780070242470 "Photodiode Amplifiers", da sind alle Aspekte des Themas und Ersatzschaltungen ausführlich beschrieben. Habs gerade aus der Bibliothek ausgeliehen. http://electronicdesign.com/article/analog-and-mixed-signal/what-s-all-this-transimpedance-amplifier-stuff-any.aspx Ein Artikel von Robert A. Pease zu Fotodiodenverstärkern, dort wird auf das obengenannte Buch hingewiesen.
Ich muss diesen alten Thread mal ausgraben, weil ich aktuell genau das gleiche machen möchte wie BigL. Das Signal einer Fotodiode (z.B. BPW34) auf einen Spannungspegel zu bringen, so dass ich es mit einem USB2UART Adapter in den Rechner Als UART Adapter habe einen C232HD-DDHSP-0 (http://www.ftdichip.com/Products/Cables/USBMPSSE.htm) dieser hat 3,3V Versorgungsspannung an den Pins. Nun wollte ich die Schaltung von Helmuts nehmen (TIA_LTC6241_BPW34.asc), doch tue ich mir schwer, da diese auf eine Spannungsversorgung von +2,5V und -2,5V ausgelegt ist. Ich habe aber nur 3,3V. LTSpice sagt nach einer Anpassung der Spannung auf VEE=0V und VCC=3,3V sowie der Anpassung von R1=66K und C1=10pF dass das Signal der Diode korrekt an VOUT ausgegeben wird, aber ein bekannter Elektroniker (er hat nur kurz drübergeschaut und meinte, ich solle schauen wo die negative Spannung her kommt???) war skeptisch ob diese Konfiguration der Schaltung so in der Realität funktioniert. Ich bin jetzt kein begnadeter Elektroniker und tue mir schwer inwieweit ich die Schaltung für meine zwecke Benutzen kann. Könnt ihr mir da einen Tipp geben, auf was ich achten muss, damit das Signal der Fotodiode auf 3,3V aufgezogen wird und mit dem USB2UART Adapter abgegriffen werden kann? Was ich weiterhin auch nicht weiß ist, ob ich auf die erforderlichen 1000Lux komme um die 80µA Stromfluss in der Fotodiode zu generieren. Das kann durchaus weniger sein. Ziel ist es einen Hager Stromzähler damit auszulesen. Danke schon mal für Eure Hilfe! Grüße Daimonion
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Thomas S. schrieb: > er hat > nur kurz drübergeschaut und meinte, ich solle schauen wo die negative > Spannung her kommt??? Welche negative Spannung? Thomas S. schrieb: > Könnt ihr mir da einen Tipp geben, auf was ich achten muss, damit das > Signal der Fotodiode auf 3,3V aufgezogen wird und mit dem USB2UART > Adapter abgegriffen werden kann? Die Schaltun sieht doch ganz gut aus. Ich würde sie einfach mal ausprobieren. > Was ich weiterhin auch nicht weiß ist, > ob ich auf die erforderlichen 1000Lux komme um die 80µA Stromfluss in > der Fotodiode zu generieren. Das kann durchaus weniger sein. Dann musst du R1 vergrößern.
Hallo Yalu X. schrieb: > Welche negative Spannung? Genau das habe ich ihn heute auch nochmal gefragt. Es hat sich herausgestellt, dass er wenig mit OPs zu tun hat und bei der aufgebauten Schaltung nicht genau wußte was passiert. Nachdem wir ein wenig Tante Google befragt haben, war uns klar mit was für einer Verstärkerschaltung wir es zu tun haben (Transimpedanzverstärker) und wie sie funktioniert. Somit ist nun auch klar, dass die Schaltung so funktioniert und wie ich sie an meine Anforderungen anpassen kann. Danke für die Tipps. Ich melde mich mal wenn ich die Schaltung fertig habe oder evtl. noch fragen habe. Grüße Daimonion
Hallo zusammen, ich brauche eure Hilfe, ich soll ein BPW34 mit ein Microcontroller (stm32) verbinden soll. aber dafür soll ich Aussen Versorgungsspannung mit (5V) nutzen. Ich würde mich sehr über eine Rückmeldung freuen. Vielen Dank. LG lily
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TIA_LTC6241_BPW34_5V.PNG
40 KB
Eigentlich war doch schon die fast fertige Schaltung da. Ich habe sie noch ein bisschen erweitert. Im Prinzip kannst du jeden Opamp nehmen der folgende Kriterien erfüllt. 1. Kleiner Eingangsstrom, Ibias << Iphotomin 2. Minimale Eingangsspannung bis zur negativen Versorgungsspannung(hier Masse). 3. Minimale Ausgangsspannung möglichst nahe bis zur negativen Versorgungsspannung(hier Masse) Da kein Opamp am Ausgang wirklich bis zur negativen Ausgangsspannung herunterkommt, könnte/sollte man eine Offsetschaltung hinzufügen - siehe Schaltplan. Die Wahl von R1 hängt von der maximal zu erwartenden Lichtleistung ab. Den Kondensator C1 stellt man am besten so ein, dass man wenig überschwingen hat. Ganz weglassen kann man ihn meistens nicht da dann der Opamp schwingt. R2 und C2 entkoppeln den Opamp von den Stromspitzen des A/D-Wandlers. Die Dateien sind für die Simulation mit LTspiceXVII. https://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html http://ltspice.analog.com/software/LTspiceXVII.exe
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Bin mal wieder auf der Suche nach einem möglichst realistischen Modell einer Fotodiode hier gelandet. Eigentlich wollte ich ja ein CdTe-Solarmodul modellieren... Yalu X. schrieb: > LTSpice bringt übrigens schon eine Fotodiode mit, aber mit gezielter > Suche wirst du sie kaum finden ;-) > Interessanter Ansatz! Danke. > Sie liegt nämlich im Opamp-Verzeichnis und heißt LT1328PD. Der Kommentar > dazu: > > "A photodiode similar to a SFH-205 for testing the LT1328, drive the > light input with a current source" > > Die SFH205 ist wiederum (bis auf das Tageslichtfilter und die Gehäuse- > form) der BPW34 sehr ähnlich, denn Chipfläche, Kapazität und Schaltzeit > sind gleich. > Beim BPW34-Modell von Helmut sind es mit einen Diodenvorwärtsstrom von 100mA dann überhaupt nicht 1,3V, wie im Osram-DB angegeben. Im Vishay-DB ist dieser Wert leider nicht aufgeführt und deren Chips scheinen auch leicht anders zu sein. siehe auch die 80uA... Beim LT1328PD-Modell ergeben sich dann 1,3V, während Helmuts Modell blödsinnige Megavolt-Werte bringt. Helmut, woher hast du die Parameter? > Das Spice-Modell scheint alledings einen Fehler zu haben: Die Anode der > internen Diode ist mit GND statt mit der Anode des Modells verbunden. > Deswegen funktioniert das Modell vermutlich nur dann korrekt, wenn > dessen Anode ebenfalls auf GND liegt. Man hat das aber in der Datei > LTC.lib auch schnell korrigiert. Das, und ich habe im asy-file einen weiteren Pin eingefügt, damit die Stromquelle, die den Lichtstrom simuliert, ihren Gegenpol bekommt. Leider kann man anscheinend nicht passend dann sowas schreiben: .subckt BPW34 A K L A Erst die Änderung auf A1 K L A2 und eine Dummyzeile Vdummy A1 A2 0 läuft in LTspice. Grr, Helmut, hast du ne schönere Lösung? So, der Lichtstrom ist bestimmt auch falsch umgesetzt. Werde mal das Intusoft-Modell anschauen...
Abdul K. schrieb: > Beim BPW34-Modell von Helmut sind es mit einen Diodenvorwärtsstrom von > 100mA dann überhaupt nicht 1,3V, wie im Osram-DB angegeben. > Im Vishay-DB ist dieser Wert leider nicht aufgeführt und deren Chips > scheinen auch leicht anders zu sein. siehe auch die 80uA... > Beim LT1328PD-Modell ergeben sich dann 1,3V, während Helmuts Modell > blödsinnige Megavolt-Werte bringt. Bei so einer Aussage gibt es gleich mal kontra: Man sollte halt simulieren können. Mit meinem Modell kommen ziemlich exakt 1,3V bei 100mA heraus. Wo sollen da eigentlich 100mA herkommen? Selbst in der prallen Sonne im Juni und Juli kommt aus der BPW34 nichtmal 1mA Photostrom heraus. Den Leckstromwiderstand Rpar=1G kann man extern dazumachen. Siehe meine Schaltung in einem vorherigen Beitrag. Dafür muss man nicht unbedingt ein Symbol und ein Subcircuit machen.
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Ich hatte ein Pulsstromquelle als Stimulus von -100mA auf +100mA wechselnd verwendet. Die habe ich nun auf zweimal +100mA umgestellt (also konstant +100mA liefernd) und siehe da, jetzt ergeben sich tatsächlich die gewünschten 1,3V. Ist das ein Bug in LTspice oder überschaue ich da den Algorithmus nicht? Das hatte ich echt nicht erwartet.
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als_Diode.png
31 KB
Helmut S. schrieb: > Wo sollen da eigentlich 100mA herkommen? Selbst in der prallen Sonne im > Juni und Juli kommt aus der BPW34 nichtmal 1mA Photostrom heraus. Hierher, mein Guter. BPW34 von Vishay vs. Osram unterscheiden sich auch in der optisch aktiven Fläche.
Osram selbst hat ein vielversprechendes Modell. Arbeit für morgen...
Abdul K. schrieb: > Ich hatte ein Pulsstromquelle als Stimulus von -100mA auf +100mA > wechselnd verwendet. Die habe ich nun auf zweimal +100mA umgestellt > (also konstant +100mA liefernd) und siehe da, jetzt ergeben sich > tatsächlich die gewünschten 1,3V. > Ist das ein Bug in LTspice oder überschaue ich da den Algorithmus nicht? > Das hatte ich echt nicht erwartet. Seit wann leiten Dioden in beiden Richtungen Strom? +/-100mA an eine Diode zu legen und zweimal eine kleine Flussspannung zu erwarten ist doch die falsche Erwartung. Man könnte in dem Modell natürlich noch ein Durchbruchspannung von z. B. 60V einbauen. Dann würden sich bei -100mA ca. -60V an der Diode ergeben. .model DP D(Is=1e-10 Cjo=70p Rs=5 N=1.5 Ibv=1m Bv=60)
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Weil ich immer die Grenzen austeste, damit ich keine Überraschungen bekomme. Ich habe doch gar nicht in beiden Richtungen Uf erwartet. Hälst du mich echt für so dumm? Also LTspice hat mit -100mA angefangen und dann auf +100mA umgeschaltet. Bei +100mA müßte es dann Uf sein, wird es aber nicht. Offensichtlich haben die -100mA eine Auswirkung auf die nachfolgenden +100mA. Wenn man mit +100mA zeitlich beginnt, wird Uf richtig berechnet. Probier es aus!
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BPW34_test1.JPG
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Abdul K. schrieb: > Weil ich immer die Grenzen austeste, damit ich keine Überraschungen > bekomme. > > Ich habe doch gar nicht in beiden Richtungen Uf erwartet. Hälst du mich > echt für so dumm? > Also LTspice hat mit -100mA angefangen und dann auf +100mA umgeschaltet. > Bei +100mA müßte es dann Uf sein, wird es aber nicht. Offensichtlich > haben die -100mA eine Auswirkung auf die nachfolgenden +100mA. Wenn man > mit +100mA zeitlich beginnt, wird Uf richtig berechnet. > > Probier es aus! Ich habe es probiert und es funktioniert alles genau so wie ich es beschrieben habe. Siehe Anhang. Jetzt bist du am Zug deine Schaltung anzuhängen.
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Das Modell von Intusoft kann auch nicht stimmen, denn RS und BV sind einfach zu abwegig.
Tut mir leid, habe alles versucht denn Fehler zu rekonstruieren. Leider gelang es mir nicht. Hatte zwischendurch aber LTspice mehrfach neu gestartet und eventuell irgendwas in der Sim verändert, was ich nicht mehr erinnere. So ein Mist. Ich hatte bei früheren Versionen von LTspice aber schon mehrfach den Fall, daß bei einem Neustart des Programms plötzlich ein anderes Ergebnis brachte. Selten, aber doch mehrfach beobachtet. Manchmal ist auch die Simulation einfach gestoppt und nur durch eine Schließung von LTspice konnte weitergearbeitet werden. Der Sim-Abbruch Button ging nicht mehr. Nach dem Erneuten Starten von LTspice lief die unveränderte Simulation dann durch. Sowas könnte durch nicht initialisierte oder überschriebene interne Variablen des Programms verursacht werden. Gute Frage wo der Fehler nun war. Vielleicht vorm Bildschirm, kicher. Ich melde mich, wenn es wieder auftreten sollte.
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LT1328PD_test_1.png
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Bei der Original LTC LT1328PD Fotodiode kann man auch ne Macke sehen. Die Sim läuft ohne Fehlermeldung durch, aber die Waveform wird unvollständig angezeigt. Schaltet man auf den Alternate Solver um oder nimmt andere Ströme in der Stromquelle, z.B. -10m und +10m, geht es dann wieder mehr oder weniger. Die Uf von 1,3V ist jedenfalls nicht vorhanden. Als separate Fotodiode nicht brauchbar. Schaltet man an dem Stromeingang der Fotodiode einen Kurzschluß nach A oder K, geht es auch. Aber einen Stromeingang kann man ja definitionsgemäß offen lassen. Hm. Ich schau mir mal die Innenschaltung an. Muß man rauszeichnen...
Du quälst LTspice aber auch mit allen dir zur Verfügung stehenden Mitteln. Eine echte Fotodiode wäre wahrscheinlich längst in Rauch aufgegangen. Es ist nun mal nicht Aufgabe von LTspice, das Sterben von Bauteilen zu simulieren.
Abdul K. schrieb: > Ich schau mir mal die Innenschaltung an. Muß man rauszeichnen... Das SPICE-Modell der LT1328PD ist kein normales Diodenmodell sondern ein ziemlich seltsames Subcircuit. Das verhält sich nicht wie eine Diode, wenn man von außen Strom anlegt. Das kannst du für deinen Stromtest den Hasen geben.
hinz schrieb: > Wo versteckt sich die Photodiode denn bei LTspice? LT1328PD Den Namen der Datei des SPICE-Modells kann man im Symbol(.asy) nachlesen. Es ist in der Datei "ltc.lib".
Ich glaube, in dem Modell steckt tatsächlich ein Fehler:
1 | .SUBCKT LT1328PD A K L |
2 | DPD 0 K DPD |
3 | R1 L A 1 |
4 | C1 L A 18N ;SETTLING TAIL FOR 125NS PULSES |
5 | GD K A L A 1.0 |
6 | ET 2 A L A 0.18 |
7 | R3 2 3 1 |
8 | C2 3 A 1U |
9 | GT K A 3 A 1 |
DPD soll wohl das Diodenverhalten simulieren, der ganze Rest den Fotostrom in Abhängigkeit vom Strahlungsfluss. Diese Abhängigkeit ist als Tiefpass zweiter Ordnung ausgebildet. Die zweite Zeile müsste also vermutlich
1 | DPD A K DPD |
2 | ^ |
lauten. Das Modell zeigt dann sogar ein Durchburchverhalten bei 100V, auch wenn dieses nicht sonderlich genau simuliert wird. In den beiden Beispielen von Helmut ist die Anode auf GND geschaltet, weswegen der Fehler dort nicht auffällt.
Das Quälen macht Spaß. Wenn im DB ein Meßwert für 100mA angegeben ist, kann man nicht unbedingt von abartigem Abdul-Verhalten sprechen, lach.
Helmut S. schrieb: > Abdul K. schrieb: >> Ich schau mir mal die Innenschaltung an. Muß man rauszeichnen... > > Das SPICE-Modell der LT1328PD ist kein normales Diodenmodell sondern ein > ziemlich seltsames Subcircuit. Das verhält sich nicht wie eine Diode, > wenn man von außen Strom anlegt. Das kannst du für deinen Stromtest den > Hasen geben. Fragt sich, warum LTC die interne Diode so verbogen hat. Bei Osram haben sie ein normales Diodemodell benutzt, dem aber RS entzogen und extern angehangen, so daß über eine Stromquelle parallel zur internen Diode nun ein Fotostrom eingeprägt werden kann, der nicht auf RS mitwirkt. Und der Waveform-Viewer in LTspice sollte nicht einfach aufhören zu zeichnen, wenn die Sim komplett durchläuft. Das ist einfach Käse.
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LT1328PD.png
12 KB
Yalu X. schrieb: > Ich glaube, in dem Modell steckt tatsächlich ein Fehler: > ... > DPD soll wohl das Diodenverhalten simulieren, der ganze Rest den > Fotostrom in Abhängigkeit vom Strahlungsfluss. Diese Abhängigkeit ist > als Tiefpass zweiter Ordnung ausgebildet. > Wozu? Hat eine Fotodiode einen elektrophysikalischen Aspekt, den SPICE nicht im Diodenmodell simulieren kann, abgesehen vom induziertem Strom? > Die zweite Zeile müsste also vermutlich > > Das Modell zeigt dann sogar ein Durchburchverhalten bei 100V, auch wenn > dieses nicht sonderlich genau simuliert wird. > > In den beiden Beispielen von Helmut ist die Anode auf GND geschaltet, > weswegen der Fehler dort nicht auffällt. Ich habe die Netzliste wieder in einen Schaltplan verwandelt und die funktionalen Blöcke markiert.
Beitrag #6282985 wurde von einem Moderator gelöscht.
Abdul K. schrieb: > Fragt sich, warum LTC die interne Diode so verbogen hat. Bei Osram haben > sie ein normales Diodemodell benutzt, dem aber RS entzogen und extern > angehangen, so daß über eine Stromquelle parallel zur internen Diode nun > ein Fotostrom eingeprägt werden kann, der nicht auf RS mitwirkt. Hallo Abdul, vielen Dank für die Analyse. Ich hatte gar nicht daran gedacht, dass es falsch sein könnte den internen RS zu verwenden. Der externe RS macht natürlich viel mehr Sinn. Helmut
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Die Benutzung des internen RS erzeugt einen kleinen Fehler, der in der von LTC angesagten Anwendung mit dem LTC1328 Empfängerchip keine merkliche Rolle spielen wird. Wie man im Schaltplan sieht, gibt es dort durch den Strombuffer (2) keine vorspannungsabhängige Eingangskapazität mehr. Mag sein, daß das Modell so für LTC gut funktioniert, aber als generelle BPW34 (bzw. SFH205, ein BPW34-Chip im TO92-IR-Filter Gehäuse) taugt es überhaupt nicht! "Settling tail..." meint wohl, sie haben die Pulsformierung der Sendediode im Empfänger nachgebildet. Fricklich, oder ich übersehe irgendwas. Also schaue ich mir das Modell von OSRAM weiter an...
Abdul K. schrieb: > Yalu X. schrieb: >> Ich glaube, in dem Modell steckt tatsächlich ein Fehler: >> ... >> DPD soll wohl das Diodenverhalten simulieren, der ganze Rest den >> Fotostrom in Abhängigkeit vom Strahlungsfluss. Diese Abhängigkeit ist >> als Tiefpass zweiter Ordnung ausgebildet. >> > > Wozu? Hat eine Fotodiode einen elektrophysikalischen Aspekt, den SPICE > nicht im Diodenmodell simulieren kann, abgesehen vom induziertem Strom? Wie meinst du das? Da der Fotostrom nicht unendlich schnell auf Änderungen des Strahlungsflusses reagiert, erscheint mir die zeitliche Verzögerung durch einen Tiefpass schon sinnvoll. Da aber alles, was mit dem Licht und dem Fotostrom zu tun, im normalen Diodenmodell nicht enthalten ist, muss dieser Aspekt außerhalb davon simuliert werden. Abdul K. schrieb: > Wie man im Schaltplan sieht, gibt es dort durch den Strombuffer (2) > keine vorspannungsabhängige Eingangskapazität mehr. Was meinst du mit "Eingangskapazität"? Die Diodenkapazität? Dafür ist ja das Modell der parallel geschalteten Diode zuständig.
Yalu X. schrieb: > Abdul K. schrieb: >> Yalu X. schrieb: >>> Ich glaube, in dem Modell steckt tatsächlich ein Fehler: >>> ... >>> DPD soll wohl das Diodenverhalten simulieren, der ganze Rest den >>> Fotostrom in Abhängigkeit vom Strahlungsfluss. Diese Abhängigkeit ist >>> als Tiefpass zweiter Ordnung ausgebildet. >>> >> >> Wozu? Hat eine Fotodiode einen elektrophysikalischen Aspekt, den SPICE >> nicht im Diodenmodell simulieren kann, abgesehen vom induziertem Strom? > > Wie meinst du das? Da der Fotostrom nicht unendlich schnell auf > Änderungen des Strahlungsflusses reagiert, erscheint mir die zeitliche > Verzögerung durch einen Tiefpass schon sinnvoll. Da aber alles, was mit > dem Licht und dem Fotostrom zu tun, im normalen Diodenmodell nicht > enthalten ist, muss dieser Aspekt außerhalb davon simuliert werden. > Hm. Also die Grenzfrequez wird wohl so bei 1GHz sein bei einer BPW34. Weiß nicht ob das paßt. Mir erschließt sich die Zusatzschaltung nicht recht. Klar simuliert SPICE nicht alles bei Optohalbleitern im Diodenmodell. Da war doch z.B. was mit Photonenrauschen, was nichtoptische Dioden nicht haben. Die Driftzeit eines generierten Elektrons in der I-Zone der PIN-Diode wird auch nicht simuliert. Wie kommst du zu der Meinung es wäre ein 2-poliger Tiefpaß? Wegen der beiden Kondis? Die sind aber an unterschiedlichen Stellen angeordnet. > Abdul K. schrieb: >> Wie man im Schaltplan sieht, gibt es dort durch den Strombuffer (2) >> keine vorspannungsabhängige Eingangskapazität mehr. > > Was meinst du mit "Eingangskapazität"? Die Diodenkapazität? Dafür ist ja > das Modell der parallel geschalteten Diode zuständig. Oh ja, da haste recht. Denke auch, daß die Referenz zu Ground ein Fehler ist. LTC schreibt "Common" im File, da fällt das dann nicht auf.
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Abdul K. schrieb: > Wie kommst du zu der Meinung es wäre ein 2-poliger Tiefpaß? Wegen der > beiden Kondis? Die sind aber an unterschiedlichen Stellen angeordnet. Stimmt, es ist etwas komplizierter: Das Lichtsignal wird im linken Teil der Schaltung erst einmal 1. Ordnung tiefpassgefiltert mit τ₁=R1·C1. Das ergibt den Hauptanteil GD des Fotostroms. Dieser gefilterte Strom wird in abgeschwächter Form (Faktor 0,18) noch einmal 1. Ordnung tiefpassgefiltert mit τ₂=R3·C2. Der hieraus resultierende Strom GT wird zum Hauptstrom hinzuaddiert. Da τ₂ >> τ₁ ist, sieht der Frequenzgang in doppeltlogarithmischer Darstellung etwa so aus:
1 | I ^ |
2 | |__________ |
3 | | \______ |
4 | | \ |
5 | | \ |
6 | | \ |
7 | +—————————————————————————> |
8 | f |
Da soll also neben dem gewöhnlichen fotoelektrischen Effekt, der bis in den Gigahertzbereich reicht, noch ein weiterer, schwächerer Effekt simuliert werden, der nur bis in den Megahertz wirksam ist. Um welchen Effekt es sich dabei handelt, kann ich nicht sagen, da kenne ich mich mit den internen Vorgängen in Fotodioden zu wenig aus.
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Frequenzgang.png
5,3 KB
So ist es. Nur ist es der der FD, der der LED, oder der des Gesamtsystems?
Warum der Frequenzgang jetzt aber nicht von der Vorspannung der FD abhängig ist, versteh ich nicht. Habe die AC-Analyse benutzt.
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