Hallo Forum, ich möchte mir einen Fotodiodenverstärker / Transimpedanzverstärker bauen. Die finale Version soll etwas komplexer sein, mit Bandpass usw. Allerdings hänge ich bereits beim ersten Schritt: Ich möchte zuerst lediglich den Strom der Fotodiode in eine Spannung umwandeln. Die Strom-/Spannungsverstärkung möchte ich mit einem Potentiometer einstellen. Allerdings scheint der OP (MCP6544) zu schwingen: Die Ausgangsspannung schwankt zwischen ca. GND und V+. Steigt die Helligkeit, steigen Frequenz und Duty Cycle des Signals (siehe Bilder). Wenn ich den Ausgang mit einem Tiefpass glätte, verhält sich die Schaltung so, wie man es sich vorstellen würde, und die Spannung steigt proportional mit der Lichtintensität. Allerdings ist das keine Option, da ich Signale einer Fotodiode im 48-kHz-Bereich messen möchte und daher keinen allzu großen Tiefpass schalten möchte. Habe ich irgendwo einen Denkfehler gemacht? Anbei Schaltplan und Aufbau der Schaltung sowie die Messergebnisse des Oszilloskops. Für die, die gerne mehr Informationen möchten: Ich möchte die Intensität des Signals einer Infrarotdiode (48 kHz Trägerfrequenz) messen. Die Idee ist, dass ich einen ersten Transimpedanzverstärker verwende, um den Strom der Fotodiode in Spannung zu wandeln. Dann möchte ich das verstärkte Signal durch einen Bandpass schicken, sodass Gleichlicht und ggf. Rauschen rausgefiltert werden. Letztendlich soll die Höhe der Spannung jedes einzelnen Pulses von einem Mikrocontroller ausgewertet werden. Liebe Grüße René
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Du hast das falsche Bauteil genommen. Transimpedanz-Verstärker baut man mit einem Operationsverstärker. Du hast aber einen Komparator genommen - MCP6544. http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/21696h.pdf
René W. schrieb: > Allerdings scheint der OP (MCP6544) zu schwingen: D der MCP6544 ist kein OPV sondern ein Komparator - der ist nicht für eine Anwendung als linearer Verstärker geeignet
Oh man wie peinlich. Da werde ich mich aber erst nächstes Jahr drum kümmern ;) Ich danke euch. Guten Rutsch
Auserdem fehlen in deiner Schaltung die Abblockkondensatoren, und ob der C1 für alle Potistellungen und x-beliebige Fotodiode als Kompemsation ausreichend ist, sei auch nochmal dahigestellt. >da ich Signale einer Fotodiode im 48-kHz-Bereich messen möchte und daher >keinen allzu großen Tiefpass schalten möchte. 48kHz ist der nächste Grund, warum der Auserwählte der falsche ist, denn der ist nicht gerade flott.
Und 1MOhm, 10p, sowie eine nicht vorgespannte Photodiode werde nie eine Geschwindigleit bringen. Klopp in die tonne.
Weg mit dem Troll schrieb: >Und 1MOhm, 10p, sowie eine nicht vorgespannte Photodiode werde nie eine >Geschwindigleit bringen. >Klopp in die tonne. Doch - wenn der OPV schnell genug ist, und die 10p nicht sinnlos hoch gewählt ist, und die PD nicht zuviel C hat, dann ist das lässig machbar,
Hallo René, hier ein geeignetes Bauteil: OPA380 bzw. OPA2380 Es gibt natürlich viele andere OPV, die auch funktionieren. Aber bei diesem ist das Datenblatt ausführlich, und der OPV ist genau für Deine Anwendung gebaut. Denk an die Massefläche und die 100nF Keramikkondensatoren (0805) in der Spannungsversorgung. Ein Poti zum Einstellen des Verstärkungsfaktors würde ich erst in der zweiten Verstärkerstufe wählen. Viele Grüße Michael
hochbett schrieb: > hier ein geeignetes Bauteil: > > OPA380 bzw. OPA2380 > > Es gibt natürlich viele andere OPV, die auch funktionieren. Aber bei > diesem ist das Datenblatt ausführlich, und der OPV ist genau für Deine > Anwendung gebaut. Denk an die Massefläche und die 100nF > Keramikkondensatoren (0805) in der Spannungsversorgung. > > Ein Poti zum Einstellen des Verstärkungsfaktors würde ich erst in der > zweiten Verstärkerstufe wählen. Vielen Dank für die Vorschläge! Die genannten OPV sehen sehr vielversprechend aus. Ich habe jetzt auf die Schnelle den MCP6271 genommen, den hatte ich tatsächlich noch bei mir "rumfliegen". Eine Frage aus Neugier: Warum das Poti erst in der zweiten Verstärkerstufe verwenden? Das Ganze soll ein Projekt fürs Studium werden und ich wollte nur mal einen "Proof of Concept" dem Professor vorführen. Ich habe mir auch das Buch "Photodiode Amplifiers" von Jerald Graeme geholt und werde mir das dann bei Gelegenheit zu Gemüte führen. Keine Sorge, ich werde euch auch nicht verschonen und dann sicherlich einen neuen Thread starten. Dann werde ich auch ein paar mehr Details loswerden über die genauen Anforderungen.
Unter Pot kann man sich Verschiedenes vorstellen : - 1 SMD Trimmer auf der Leiterplatte - 1m Kabel mit einem Poti an der Frontplatte Das erstere hat bessere Chancen
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Hallo, > Eine Frage aus Neugier: Warum das Poti erst in der zweiten > Verstärkerstufe verwenden? Es gibt mehrere Gründe: - In der ersten Stufe verwendest Du im Rückkopplungszweig einen Kondensator, um das Überschwingverhalten zu steuern und die Bandbreite einzustellen (siehe Datenblatt S. 7; eine der dort gezeigten Plots befindet sich im Anhang). Wenn Du den Widerstand veränderst, musst du auch den Kapazitätswert ändern. Dafür gibt es aber keine wirklich guten Bauteile. - Praktisch gesehen möchtest wahrscheinlich den Widerstandswert auch irgendwo mit einem Drehknopf am Gehäuse einstellen können. In der ersten Verstärkerstufe arbeitest Du noch mit einem sehr empfindlichen (unverstärkten) Signal. Da kann man sich leicht Störungen einfangen. Die Signale in der zweiten Stufe sind viel robuster, da sie 1) eine größere Spannung haben und 2) von einem aktiven Bauelement mit einem geringen Innenwiderstand stammen. Viele Grüße Michael
Hallo nochmal, > vielversprechend aus. Ich habe jetzt auf die Schnelle den MCP6271 > genommen, den hatte ich tatsächlich noch bei mir "rumfliegen". der sieht mir zu langsam aus. MCP6271: 2 MHz GBW OPA380: 90 MHz GBW Ehe Du dafür eine Leiterplatte baust, besorg Dir die Spice-Modelle und simulier das ganze mal. Die Photodiode simulierst Du dabei als eine ideale (Wechsel-)Stromquelle mit paralleler Kapazität (Kapazität entsprechend der Photodiode) Viele Grüße Michael
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