Hallo, ich benötige einen Transimpedanzverstärker bei dem ich diese Verstärkung einstellen kann. Im Anhang ist eine Schaltung wie ich mir das mal vorgestellt hatte. ALlerdings wollte ich evtl. auch den AD5258 von conrad verwenden. Allerdings steht folgendes im Datenblatt (Seite 4!): DYNAMIC CHARACTERISTICS Bandwidth −3 dB bei 100KOhm 100KHz. was genau hat das zu bedeuten? Wird bei hohen Frequenzen also auch der Widerstand größer? Eingehend werden Frequenzen im Bereich von ca. 1Hz bis 150KHz sein. Ich muss feststellen können welche Abstände zwischen Impulsen kommen. Wenn aber der Widerstand größer wird wenns schneller ist, dann würde das aber nicht funktionieren... oder hab ich da was falsch verstanden? Würde diese andere Schaltung aus dem Anhang funktionieren? In der Simulation tut sies. Die Konstantstromquelle ersetzt die Photodiode! Welchen OPAMP könnt ihr mir empfehlen? Am besten einen den man über reichelt/conrad bekommt. spannungsbereich von 0 bis 9V. sollte eben möglichst schnell/gut sein. Danke schonmal!
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>> Hallo, Hallo! >> DYNAMIC CHARACTERISTICS >> Bandwidth +3 dB bei 100KOhm 100KHzwas genau hat das zu bedeuten? Manche Leute lernen es einfach nicht...benutze die Forensuche oder les das Datenblatt genau! Es ist selbst bei linearen dynamischen und zeitinvarianten gekoppelten Netzwerken mit zeitvarianter Erregung durch negative Rückkopplung nichttrivial den Grad des Logarthimus Naturalis zur Basis e ~ 2,714392 zu bestimmen. Aus diesem Grund hast du eine Phasenverschiebung von 3dB*(pi/2), wenn du deine Schaltung nicht an das Schwingungsverhalten deines Op-Amps anpasst. !Besser gesagt: Lass es sein wenn du keine Ahnung hast! >> Danke schonmal! bitte hinterher!
Mit 1 MOhm als Rückkopplung im Transimpedanzverstärker noch bis 150 kHz zu kommen ist sehr anspruchsvoll. Selbst ohne eine Umschaltung hat man da schon Probleme mit parasitären Kapazitäten. Schon 1 pF stört da. Mein Vorschlag wäre den Transimpedanzverstärker mit weniger Verstärkung (z.B. 10 K... 100K in der Rückkopplung) zu bauen, und die Umschaltung dahinter als Spannungsverstärker zu machen. Schon so ist ein schneller Transimpedanzverstärker nicht ganz einfach.
ok vielen Dank für die Antworten! Habs mal mit ein paar pF zwischen Ausgang und dem -Eingang des OP-Amps simuliert und da kam nur noch schmarrn raus... Soweit ichs jetzt berechnet hab reicht das auch dann von der Verstärkung aus, wenn ich dahinter nen Nichtinvertierenden Verstärker/Elektrometerverstärker hänge. Offenbar ist ja nicht jeder OpAmp gleich gut für sowas geeignet. Kann mir da wer nen Tipp geben? Bisher Teste ich mit einem LM358 rum. Reicht der noch für so nen Spaß? Kann mir da wer was empfehlen? Gibts da nichts von reichelt? ;-) am liebsten SO-8 oder ähnliches SMD gehäuse! Generell sollten die Photodioden auch recht nah am OpAmp sein, oder?
Es ist wichtig das die Bahn wo der invertierende Eingang dran ist eine kleine Kapazität hat. Da zählt jedes pf und entsprechend jeder cm. Wenn man da zu viel Kapazität hat, muß man den Rückkopplungswiderstand kleiner machen und ggf. noch einen Kondensator parallel dazu haben, sonst besteht die Gefahr das die Schaltung anfängt zu schwingen. Was ist das denn für eine Photodiode ? Der LM358 ist da ein eher weniger geeigenter OP, für hohe Frequenen schon gar nicht. Ein passender OP den Reichelt hat, wäre z.B. der OPA2350 oder OP2340. Sind 2 fach OPs im SO8 Gehäuse, aber nur für 5 V. Der langsamere OPA2340 wird wahrscheinlich einfacher stabil zu kriegen sein.
Also ich verwende BPW34 Photodioden von reichelt. Genauer gesagt sind 4 Stück davon zu einer Fläche parallel geschaltet. Die Fläche muss recht groß sein damit ich genügend Licht/Impulse hereinholen kann. Die Schaltung hab ich nochmal in der Simulation ausprobiert und hab jetzt auch in etwa herausgefunden wie ich es am besten mache. Zuerst mit sehr wenig verstärkung den Photostrom in eine Spannung umwandeln und diese dann nochmal nachverstärken. Dann sollte es auch hier einfacher sein die Verstärkung dort am 2. Verstärker elektronisch einstellen zu können. Das mit den 5V Maximale Spannung macht gar nichts, da ich nicht mehr als 0-5V verarbeiten kann und die OpAmps glücklicherweise Rail-to-Rail sind. Sind zwar irgendwie Luxusteile vom Preis her, aber daran solls nicht scheitern ;-) Die Photodioden bekomme ich auch sehr sehr nah an die Schaltung dran, weil ich diese vermutlich direkt auf die Platine löten werde wo auch die Verstärker drauf sind. Weils in SMD ist kann ich dann auch den Verstärker gleich auf die andere Seite draufpacken. Nach dem allen kommt dann noch ein Komparator der recht flott ist und daraus dann einen TTL-kompatiblen Pegel macht. Bei dem kann ich die Schaltschwelle einstellen, daher sollte das kein Problem sein. Dieses "stabil kriegen" muss ich mir dann nochmal genauer anschaun. Also wenns nicht geht, dann einfach mal ein wenig mit verschiedenen Widerständen/Kondensatoren experimentieren? Danke für die Antwort!
Johannes (der) Scherg(e) schrieb: >Manche Leute lernen es einfach nicht...benutze die Forensuche oder les >das Datenblatt genau! >Es ist selbst bei linearen dynamischen und zeitinvarianten gekoppelten >Netzwerken mit zeitvarianter Erregung durch negative Rückkopplung >nichttrivial den Grad des Logarthimus Naturalis zur Basis e ~ 2,714392 >zu bestimmen. >Aus diesem Grund hast du eine Phasenverschiebung von 3dB*(pi/2), wenn du >deine Schaltung nicht an das Schwingungsverhalten deines Op-Amps >anpasst. >!Besser gesagt: Lass es sein wenn du keine Ahnung hast! Wau! Das ist ja mal eine Erklärung, wie man sie einem Einsteiger besser nicht geben könnte. Kompetent und mit einfachen Worten, aber dennoch gut verständlich. Danke, Du Arschloch!
Die Fotodioden sind doch ganz schön groß. 4 davon geben selbst mit vorspannung 100 pF an Kapazität. Da wird es mit dem einfachen Transimpedanzverstärker mit einem OP so einfach nichts. Man müßte vermutlich wenigstens einen kleinen Widerstand (20-100 Ohm) zwischen die Dioden und den Verstärkereingang legen. Alternativ könnte man eine Transistorstufe am Eingang nutzen. Gerade wenn es darum geht ein schwaches Signal zu Detektieren kommt es auf eine Rauscharmen Verstärker an. Bei der großen Kapazität wird hier das Spannungsrauschen des OPs vermutlich der begrenzende Punkt. Wenn man den Rückkopplungswiderstand zu klein macht kriegt man auch mehr Rauschen. Was für eine optische Leistung soll den detektiert werden ?
Also hab grad nachgeschaut: OHNE Vorspannung haben die je ca. 70pF an Kapazität... Also schon recht viel so wies aussieht. Würde dann ja fast 300pF machen gesamt... Wenn man zur Rückkopplung am OpAmp noch nen kleinen (paar pF) großen Kondensator legt, wirds dann evtl. besser werden? Mit Vorspannung (1V) sinds 40pF je Diode. Wie legt man die genau an? Anstatt "unten" mit Ground zu verbinden tut man eine positive(??) Spannung dran? Es geht um eine Leistung von ca. 1-5mW. Die trifft aber schön mittig auf die Dioden auf. Allerdings wird auch ein Anteil an Streulicht von Sonne/Lampen etc. dabei sein. Genauer gesagt will ich zur Signalerkennung eben genau diese Differenz herausbekommen. Die Dioden kommen vermutlich auch erstmal in ein langes dunkles Rohr hinein damit alles was stört reduziert wird. Wenn ich das Signal habe geht es wie gesagt an nen Komparator dessen Schaltschwelle einstellbar ist. Wenn Licht kommt => Strom wird mehr => Spannung wird mehr => Komparator schaltet => gibt TTL-Pegel aus. Nunja der nächste Schritt würde dann mal so aussehen, oder? Mal ein paar Teile/Widerstände/Kondensatoren kaufen, die Schaltung testweise aufbauen und an ein Oszilloskop (mal schaun wo ich da testen kann...) hängen und rumprobieren?
Hallo, jetzt muss ich mich nochmal kurz melden, sry für Doppelpost. Irgendwie hab ich noch was durcheinander gebracht/ist mir noch was unklar: Eine wirkliche "Frequenz" ist das nicht, was übertragen wird. Genauer gesagt ist das so kodiert: alle X µS prüft der Empfänger ob "Licht" da ist. Wenn ja, dann 1, sonst 0. Dabei empfängt er pro Sekunde maximal ca. 100.000 Einzelsignale. Also gibt es maximal 100.000 H-Pegel + L-Pegel, daher auch maximal 100.000 L->H bzw. H->L Übergänge (bei z.B. 010101... usw). Ein Frequenzteil(wie nennt man das?) ist ja L->H->L, oder? LHLHLHLHL wären 8 Wechsel, aber nur 4 komplette Freqzenzdurchgänge, oder? Wären dann die 100.000 Bit/s auch nur 50Khz (bei 010101...)? Irgendwie bin ich dahingehend gerade sehr verwirrt...
Du wolltest sagen: Es werden Impulspakete bzw. Bursts bestehend aus 100000 Impulsen vesendet. Die Frequenz darf dennoch angegeben werden und scheint hier 100kHz zu sein.
Nein so isses dann doch wieder nicht ganz... Ein Burst besteht aus bis zu ca. 130 Impulsen, es können aber auch mal nur ein paar sein bei wenig Daten. Folgendes hab ich aber festgestellt: Ich hab eine NE555-Schaltung aufgebaut die ich auf ca. 100kHz gestellt habe. Mein Messgerät zeigt auch diese 100kHz an. D.h. aber: es gibt 100.000 Wechsel von L nach H und 100.000 Wechsel von H nach L pro Sekunde. Also insgesamt sinds 200.000 Wechsel. Wie auch beim "normalen" Strom im Haus. Hat 50Hz, wird aber 100 mal umgepolt. Angezeigt werden hier aber auch nur 50Hz. Man bekommt also immer Frequenz*2 Zustände. Das bedeutet dann ja: Bei 100.000 Hz kann ich 200.000 Zustände feststellen. Wenn ich nur 100.000 Zustände feststellen will, sinds dann 50.000 Hz? o_O Das wollte ich eigentlich sagen ;-)
Bei einer Leistung von 1-5 mW ist das schon richtig viel Strom. Je nach Wellenlänge also was von 0,5-3 mA. Das ist dann schon in dem Bereich, wo man auch ohne Transimpedanzverstärker, einfach nur mit einem Niederohmigen Lastwiederstand von z.B. 100 Ohm arbeiten kann. Die 100 Ohm und 300 pF gäben eine Zeitkonstante von 30 ns, das ist noch zu vernachlässigen. Auch 500 Ohm sollten noch gehen. Bei 1 mA und 100 Ohm hat man 100 mV an Spannung, also ein genügend großes Signal. Solange die Spannung größer als etwa 50 mV ist, ist ohnehin das unvermeidliche Schrotrauschen (Abzählen der Photonen) schon größer als das Widersandsrauschen. Das vereinfahct die Schaltung doch schon ungemein. Man könnte die umschaltung der Empfindlichkeit dann auch über ein parallelschalten von zusätzlichen Widerständen realisieren, z.B. per MOSFET. Wenn das Licht ohnehin aus einer Richtugn kommt, wäre eventuell auch die BPW24 interessant. Die Linse vergrößert die Empfindliche Fläche auf fast die Größe der Linse und man hat trotzdem eine sehr kleine Kapazität (11pF ohne Vorspannung).
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