Hallo,
ich würde gerne einen Transimpedanzverstärker mit einer Photodiode am
Eingang auf seine Linearität testen. Da ich das einfallende Licht bzw.
die Leistung nicht Steuer- oder Messtechnisch regeln kann habe ich mir
vorgestellt die Photodiode durch eine spannungsabhängige Stromquelle zu
ersetzen.
Wo ich allerdings jetzt völlig auf den Schlauch stehe ist, dass die
Spannung über der Photodiode 0V beträgt. Wie kann ich die Photodiode
durch eine spannungsabhängige Stromquelle ersetzen?
@karl (Gast)
>Spannung über der Photodiode 0V beträgt. Wie kann ich die Photodiode>durch eine spannungsabhängige Stromquelle ersetzen?
Durch einen (präzisen) Widerstand.
Ideale Stromquellen prägen einen Strom ein, der unabhängig von ihrer
Quellenspannung ist. Eine ideale Stromquelle mit 1A wird diesen Strom
z.B. bei -1000V, +1000V und auch bei 0V liefern.
Bei der gesuchten Stromquelle kommt hinzu, dass der Strom aus GND in den
Knoten D1(A)/R1/OPV(-in) hinein fließt. Ich gehe aber mal davon aus,
dass die Masse nicht irgendwie "weich" ist.
Der einfachste Weg eine spannungsabhängigen Stromquelle zu bauen ist ein
Widerstand und eine steuerbare Spannungsquelle. Die Spannungsquelle wird
über den Spannungsabfall am Widerstand nachgeregelt. Das kannst du z.B.
mit einem weiteren präzisen OPV erreichen: Aufbau wie dein TIA, Der
Stromausgang ist am -in, der Steuereingang ist +in.
mfg mf
Mini Float schrieb:> Der einfachste Weg eine spannungsabhängigen Stromquelle zu bauen ist ein> Widerstand und eine steuerbare Spannungsquelle. Die Spannungsquelle wird> über den Spannungsabfall am Widerstand nachgeregelt. Das kannst du z.B.> mit einem weiteren präzisen OPV erreichen: Aufbau wie dein TIA, Der> Stromausgang ist am -in, der Steuereingang ist +in.
Ich versuche es gerade zu verstehen und dann zu simulieren ;-)
Nabend,
die Diode ist ist der größte Faktor für Nichtlinearitäten, wenn der TIA
zum Licht linear sein soll betreibt man die Diode in Sperrrichtung.
Grüße Krangel
OK ... eine Nacht darüber zu schlafen bringt was. Klar! logisch! einfach
einen Widerstand an den Eingang gegen eine Spannungsquelle und schwups
wird daraus ein invertierender OP-Verstärker. Wie gesagt ich stand auf
dem Schlauch.
Krangel schrieb:> Nabend,> die Diode ist ist der größte Faktor für Nichtlinearitäten, wenn der TIA> zum Licht linear sein soll betreibt man die Diode in Sperrrichtung.> Grüße Krangel
Gibt es irgendeine Erklärung dafür? Die Spannung über der Photodiode ist
0V und sie liefert einen Strom in Abhängigkeit der Bestrahlungsleistung.
@ Krangel (Gast)
>die Diode ist ist der größte Faktor für Nichtlinearitäten,
Naja, wenn man über mehrere Dekaden redet, dann vielleicht. Sonst eher
nicht.
> wenn der TIA>zum Licht linear sein soll betreibt man die Diode in Sperrrichtung.
Ist eagl, wenn man keine Vorspannung hat, hier wird nur das Vorzeichen
der Ausgangsspannung geändert. OK, wenn der OP keine negative Versorgung
hat, wird das eher nichts ;-)
karl schrieb:> Da ich das einfallende Licht bzw. die Leistung nicht Steuer- oder> Messtechnisch regeln kann habe ich mir vorgestellt die Photodiode> durch eine spannungsabhängige Stromquelle zu ersetzen.
Damit hast du deinen Sensor rausgeschmissen, was für einen
Linearitätstest irgendwie etwas unpraktisch ist.
Optisch kannst du die Linearität prüfen, indem du dir einen Graufilter
besorgst, wie es ihn im Photohandel gibt. Dann guckst du dir mit deinem
Sensor verschieden starke Lichtquellen mit und ohne Filter an. Innerhalb
des Linearitätsbereiches deiner Sensor-Verstärkerkombination darf sich
der Quotient nicht ändern.
Hallo,
bei so ziemlich allem was du dir selbst bauen kannst hast du das
Problem, dass dein Messaufbau weniger linear ist als die Photodiode. Die
sind bei sonst gleichen Bedingungen nämlich über 5 Dekaden und mehr
linear. Da kommt nicht mehr heraus als eine Funktionsprüfung.
Gruss Reinhard
So ein TIA kann auch schon sehr gut in der Linearität sein. Wobei da 2
Fälle zu unterscheiden sind: einmal die Linearität über einen großen
Bereich, also die 5 oder 6 Dekaden die eine Photodiode schaffen kann.
Die 2. Form ist dann die Linearität wie man die im Audiobereich als
Klirrfaktor ausdrückt - da ist das ganze dann auch noch von der Frequenz
abhängig.
In beiden Fällen sind die zu erwartenden Abweichungen recht klein, und
nicht einfach zu messen - sofern man einen guten OP verwendet und nicht
gerade so etwas wie einen LM324.
Wie man den Klirrfaktor messen kann, kann man sich aus der Audio Ecke
abschauen: Die Signalquelle wäre dazu wohl eine (oder 2) Spannung über
einen relativ hohen Widerstand.
Für den Test über einen großen Bereich, wäre es ggf. sinnvoll am Eingang
2 Photodioden zu haben - eine für eine konstantes kleines Signal, die
andere für ein variables starkes Signal (z.B. fast DC). Alternativ
könnte man das kleine Signal auch über einen hohen Widerstand und eine
Spannungsquelle erzeugen. Damit ließe sich dann auch elegant die
Differenz von Eingangssignal und Ausgangssignal bilden. Eine
Nichtlinearität zeigt sich als Abhängigkeit der Empfindlichkeit für das
kleine Signal vom großen Signal.
Eine eigene Frage?
Dieser Thread ist über 14 Jahre alt.
Stell sie in einem eigenen Thread – dort lesen mehr Leute mit, und sie wird öfter und schneller beantwortet.
TIA.png
(1,6 KB)
