Hallo, ich möchte für einen optischen Sensor ein paar Photodioden auslesen und so beschalten, dass sie für minimale Lichtverhältnisse optimiert werden. Bin leider noch ziemlicher Anfänger in der Elektronik, hab aber mittlerweile 3 alternative Beschaltungen herausgefunden, die wohl alle Strom-Spannungswandler darstellen. Frage ist jetzt, welche zu nehmen ist bzgl. Temperatur- und Rauschverhalten. Gearbeitet werden soll bei 150 Hz mit Pulsen von ca. 1 ms. Insbesondere würde ich gerne besser verstehen, wie die Schaltungen funktionieren, d.h. wie komm ich da über welche Widerstände von welchem Strom zu welcher Spannung. Bin über jeden Hinweis dankbar. Ausserdem ist der Anschluss eines Photomultipliers (Wert ca. 1000EUR) geplant, den ich ungern zerschiessen würde (Ausgang 0-100 \mu A). Wären die Schaltungen dafür geeignet? Bin eigentlich mehr an der Anwendung des Sensors nachher interessiert, durch ein blöde Verkettung von Umständen jedoch gezwungen, die Elektronik jetzt selber zu machen. Gruss, Jens
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OP-Beschaltungen.png
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Bild 1 scheint mir die beste Variante, also Kurzschlussbetrieb. Evtl. erforderliche Filter würde ich in einer weiteren Stufe dahinter realisieren.
Gib mal bei google "grundlagen op schaltungen" ein - das hilft sicherlich mehr, als diese paar irgendwo aufgefundenen Schaltungen. Abgesehen davon kannst du es auch einfach ausprobieren, OPs sind freundliche Wesen (keine Angst) einfach mal ein Standard-OP in ein Steckbrett stöpseln und die Schaltungen ausprobieren und mit nem Oszi (sollte wohl da sein, wenn ein Photomultiplier da ist) ansehen, was bei rauskommt, ob was schwingt und wie das Rauschen aussieht. Für den Anfang würde z.B. ein LM324 (unter 50 cents) von Reichelt super sein, dazu eine (oder ein paar verschiedene Photodioden). Dann einfach mal ein bischen rumstöpseln und Erfahrungen sammeln. Als Werte solltest du 100nF und 220nF Kondensatoren da haben (keramische) und die üblichen Standard-Widerstände (100, 1k, 10k, 100k, 1M) (bzw. ein paar Trimmerpotis). Damit wirst du schnell zu einem Ergebnis kommen. Der C oben rüber am R ist übriegends ein Tiefpassfilter gegen Rauschen und immer gut. ;-) cu joern
Erstmal vielen Dank für die Antworten. @crazy horse: Wo liegt denn der Vorteile der 1. gegenüber der 2. Schaltung. Ich hatte ja mit der ersten hier oben (bin gerade in Norwegen) angefangen herumzuexperimentieren (die ist einfach aus dem Tietze-Schenk), aber hier gibt es noch jemanden, der an was ähnlichem bastelt und auf "seine" Schaltung schwört (die 2.). Er sagt, meine 1. wär viel zu "noisy" und hat dann auch gleich so ein paar Spezialkondensatoren bereit (Polystyrol???, glaube 100pF) und behauptet, ich würde damit bei sehr hoher Verstärkung besser fahren...ist das jetzt alles Humbug oder was? @joern: es ist sicher richtig, dass ich hier eigentlich zuerst die Grundlagen vernünftig lernen sollte und meinen Horowitz und Tietze-Schenk wenn schon nicht von vorne bis hinten, dann doch die entsprechenden Kapitel durcharbeiten sollte, aber es fehlt mir halt im Moment einfach die Zeit dazu...ich habe die letzten 6 Monate mit einer Firma zusammengearbeitet, die eigentlich die Elektronik sowie die Software fertigstellen sollten, aber da is halt am Ende nix gewesen, so dass ich im Moment ziemlich dumm dastehe (hier im Norden) und nur möglichst schnell was auf die Beine stellen will, das einigermassen funktioniert...deswegen die Frage nach ner Art "Kochrezept" als Startmöglichkeit... ..und ich habe alle 3 Schaltungen schon probiert (benutze nen TLC274), funktioniert ja auch, ich bin mir nur nicht sicher, welche ich denn jetzt in einer ersten Variante nehmen soll, bezgl. Eigenschaften bei hoher Verstärkung, temperaturstabilität und Drift. ... und nochmal zu der 3. Schaltung: ich oute mich wahrscheinlich wieder als völlig unwissend, aber ist das überhaupt ein "richtiger" Strom-Spannungswandler? Nix für ungut, j
für fragen dieser art gibt es pro hersteller exzellente application notes für ihre jeweiligen produkte. hab mal eins angehangen. als erste verstärkerstufe würde ich unbedingt keinen wald und wiesen op nehmen sondern einen low noise precision typ oder für besondere ansprüche eine transistorstufe mit einem entsprechenden low noise typen. gefiltert sollte erst werden, wenn brauchbar hohe pegel im mV bereich vorhanden sind, sonst kann wie dein kollege schon sagte das filternetzwerk weitere störungen einbringen.
Danke für die Antworten. Denke, ich werde jetzt klarkommen. Anhang ist auch noch interessant, hab ich heute morgen noch gefunden...ach ja, in Bild 3 ist natürlich ein Fehler, Widerstände gehen über - und nicht über out. Werd wohl mit Bild 2 und 10MOhm anfangen, hab dafür schliesslich auch schon ein Board layoutet..
Zeichnung 3 ist falsch. Der Widerstand, der vom OP-Ausgang nach Masse geht, muß vom Minus-Eingang nach Masse. Ansonsten würde ich Schaltung 3 nehmen, da die Ausgangsspannung positiv ist und du wahrscheinlich sogar mit asymmetrischer Betriebsspannung arbeiten kannst. Michael
@michael: versteh ich nicht. ich hab doch bei meinen Testschaltungen nach Bild 2 auch eine positive Ausgangsspannung?? jens
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