Kleinsignal Ersatzschaltbild Photodiode

Ich benutze die Schaltung hier aus dem Forum:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor

Konstantstromquelle mit Transimpedanzverstärker

Betrieben wird der OP mit 3.3V und über die Diode habe ich 1.1mV 
gemessen.
Also rechne ich mir jetzt einfach den Widerstandswert für 3.3V aus und 
benutze diesen?
Oder kommt es auf die Spannung an der Diode an? oO

Clemens L. schrieb:
> Ist der Wert von C1 denn so kritisch? Welche Geschwindigkeit brauchst
> du?

Geschwindigkeiten sind relativ egal. In der Anwendung geht es "nur" um 
Helligkeitserkennung.
Um theorie und praxis zu verbinden will ich ein Noise Gain Bode Plot 
zeichnen. Hierzu benötige ich noch einige Werte, unter anderem eben auch 
den wert für "junction shunt resistance"

Es fehlen mir grade:
Diode (BPW21)
Rj = junction shunt resistance
Cj = junction Capacitance (580pf???)

OPV SGM321
Cop = op amp input capacitance (Kann vernachlässigt werden weil im 
vergleich zur Kapazität der Diode verschwindend gering???)

Michael K. schrieb:
> Was willst du machen? Für den Feedbackwiderstand ist nicht der
> Dunkelstrom wichtig sondern der Strom, den du bei entsprechender
> Einstrahlung erwartest vor dem Hintergrund wie viel Spannung dein OPV am
> Ausgang liefern kann.

Der Feedbackwiderstand beträgt 1MOhm. So komme ich bei 100% helligkeit 
auf etwa 3V am Ausgang des OP.

Eden schrieb:
> Um theorie und praxis zu verbinden will ich ein Noise Gain Bode Plot
> zeichnen.

Dann berechne den noise gain plot doch einmal mit Rj=1,25Gohm und einmal 
mit Rj=2,5Gohm und schau, ob du im Ergebnis einen Unterschied erkennst.

Michael K. schrieb:
> Eden schrieb:
>> Der Feedbackwiderstand beträgt 1MOhm. So komme ich bei 100% helligkeit
>> auf etwa 3V am Ausgang des OP.
>
> 1 MOhm für 100% Helligkeit und 3 V ist nicht grad viel, d.h. du bekommst
> 3 µA bei 100% Helligkeit aus der Diode. Wie hell ist das denn? Die BPW21
> ist eigentlich sehr Lichtsensitiv, 3 µA dürften da nur was um die 500
> Lux sein. Willst du die Helligkeit am Büroarbeitsplatz messen?
>
> Rj wurde ja schon gesagt, hängt davon ab mit welcher Sperrspannung du
> die Diode betreibst. Betreibst du sie nicht mit einer Sperrspannung dann
> gelten die 10 mV bei 8 pA. Betreibst du die Diode mit einer
> Sperrspannung gelten die 5V bei 2 nA.
>
> Cj wird da schwieriger. Die musst du entweder selber messen, was sehr
> schwierig ist, oder, besser, es steht in Datenblatt in welcher
> Größenordnung Cj zu erwarten ist. Am besten hast du da ein Diagramm,
> dass die Cj über der Sperrspannung zeigt denn Cj ist stark von der
> Sperrspannung abhängig. In der Regel gilt je größer die Sperrspannung
> desto kleiner ist Cj. Ist dein Lichtsignal allerdings DC-Lastig kann man
> idR Cj auch vernachlässigen.




Richtig, ich will einfach mal die "Helligkeit" messer ;)

Sperrspannung liegt keine an der Diode.
Anode -> GND
Kathode -> OPAmp -IN

Also rechne ich dann mit den 10mV Werter der Diode aus dem Datenblatt?!

Was mir noch Kopfzerbrechen bereitet ist die "op amp input capacitance"
Finde dazu keine Angaben oder Diagramme im Datenblatt. Bin ich blind?

http://www.chinesechip.com/chipFile/2015-07/SGM321-18432-0.pdf

Hallo,
ich habe auch eine Frage zu diesem Thema.
Wie zeichnet man den "OP Amp Open Loop Gain"?

Habe dazu diese Formel Gefunden:
A_VOL (jω)=A_VOL/(1+j(ω/f_3dB ))

mit
f_3dB=sqr((GBW/(2∙π∙R_F∙C_1 )))

Mit dieser Formel bekomme ich zwar einen Graphen, der so ähnlich 
aussieht wie der oben aus dem Bild, allerdings ist bei 14Mhz (LMV791 
GBW) die verstärkung immernoch weit oberhalb der 0db.

Bin deswegen der Meinung dass ich eventuell eine falsche Formel für die 
Grenzfrequent f_3dB verwende?

Wäre super wenn jemand einen Tipp hat :)

Hmmmm.....,
Einheiten sollten doch passen? GBW mit Einheit Hz=1/sek & R*C=tau mit 
Einheit sek

sqr((Hz/(2∙π∙ sek)))-> sqr((1/sek)/sek) -> sqr(1/sek^2) -> |1/sek| = 
|Hz|


Die Formel ist von "Konstantstromquelle mit Transimpedanzverstärker"
http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor

Gibt es eine andere Formel, die ich noch nicht gefunden habe?

du würfelst zwei unterschiedliche Grenzfrequenzen durcheinander.

Peter schrieb:
> f_3dB=sqr((GBW/(2∙π∙R_F∙C_1 )))

das ist die Grenzfrequenz eines rückgekoppelten Verstärkers, der in der 
Rückkopplung einen Widerstand R_F und einen Kondensator C_1 hat. Die 
Frequenz wird von dir über die Auswahl von C_1 und R_F festgelegt.

Peter schrieb:
> A_VOL (jω)=A_VOL/(1+j(ω/f_3dB ))

Hier brauchst du die Grenzfrequenz des nicht rückgekoppelten 
Verstärkers. Diese Grenzfrequenz legst nicht du durch externe 
Beschaltung fest, sondern die ist durch das Design des IC festgelegt. 
Die rechnest du nicht aus, sondern die liest du im Datenblatt nach. Z.B. 
in folgendem Datenblatt
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP27.pdf
siehst du in Figure 19, dass die Grenzfrequenz des nicht rückgekoppleten 
Verstärkers (open loop gain) bei ungefähr 5Hz liegt.

Und wenn im Datenblatt des LMV791 kein Plot zum "Open-Loop Gain vs. 
Frequency" vorhanden ist hat man die Akarte....?

Finde nur zwei Plots mit "Open Loop Gain and Phase with Capacitive Load" 
und "Open Loop Gain and Phase with Resistive Load" Hier wäre die 
Grenzfrequenz allerdings wieder deutlich größer als nur ein paar Hz.... 
Kann das sein?
Dann müsste man wissen welche Schaltung man später am OP Ausgang hängen 
will...?

Übersehe ich den entscheidenden Punkt im Datenblatt? :(

Peter schrieb:
> Und wenn im Datenblatt des LMV791 kein Plot zum "Open-Loop Gain vs.
> Frequency" vorhanden ist hat man die Akarte....?

Tja, das ist leider so. Die Grenzfrequenz des open Loop Gains ist eine 
Eigenschaft des nackten OPVs (ohne externe Beschaltung). Wenn der 
Hersteller diese Eigenschaft im Datenblatt nicht angibt, dann kenne ich 
deren Wert nicht. (Wenn der Hersteller keine Angabe zur Offsetspannung 
macht, dann kenne ich die Offsetspannung nicht, außer ich messe sie 
selbst). Die Grenzfrequenz des Open Loop Gains ist meistens nicht 
besonders wichtig, deswegen wird sie im Datenblatt nicht unbedingt 
angegeben. Wichtiger sind das Gain Bandwidth Product und der Betrag des 
Open Loop Gains bei DC. Diese beiden Werte solltest du im Datenblatt 
finden, und wenn du unbedingt die Grenzfrequenz des Open Loop Gains 
brauchst, dann kannst du sie aus den beiden Werten ausrechnen.

Peter schrieb:
> Hier wäre die
> Grenzfrequenz allerdings wieder deutlich größer als nur ein paar Hz....
> Kann das sein?

Nein: hier betrachtest du die Grenzfrequenz des zweiten Tiefpasses, der 
im MHz-Bereich liegt und der für die Stabilität des OPV relevant ist. 
Die Grenzfrequenz des ersten Tiefpass (der sich durch die interne 
Kompensation des OPV ergibt) liegt wieder weit tiefer. Da der Plot nur 
bis 1kHz runter geht, kannst du diesen ersten Tiefpass in diesen Plots 
nicht sehen. Das erkennst du daran, dass der Gain im gesamten 
dargestellten Frequenzbereich sinkt. Unterhalb der (ersten) 
Grenzfrequenz ist der open loop gain konstant.