Photodiode - Auswertung zu langsam

Jochen_cgn Gast #2304570
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Hallo

Meine Aufgabe besteht darin, mit einer Photodiode zu erkennen, wann eine 
Lichtquelle (zB. LED) eingeschaltet wird. Dabei sollte das mit einer 
Frequenz oberhalb von 50 kHz möglich sein. Der Ausgang der Schaltung 
soll von einem AVR verarbeitet werden.

Dazu habe ich die Schaltung aufgebaut:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Konstantstromquelle_mit_Transimpedanzverst.C3.A4rker

Als Photodiode benutze ich eine SFH 203. C1 habe ich mit 15p bestückt. 
Als OpAmp benutze ich den vorgeschlagenen LM358. Versorgt wird das ganze 
über einen 9V-Block. Da ich einen einstellbaren Arbeitspunkt haben 
wollte, habe ich den zweiten OpAmp aus dem LM358 als Comparator 
beschaltet und vergleiche den Ausgang des ersten OpAmps mit einer per 
Poti einstellbaren Spannung.

Um die Funktion zu testen habe ich eine LED vor die Photodiode gebaut 
und messe mit einem Oszi einerseits die Spannung an dieser LED (Gelb / 
am negativen Beinchen der LED; darum 0V == LED an) und andererseits den 
Ausgang der Schaltung (Blau).

Im Prinzip funktioniert auch alles richtig, nur viel zu langsam. Ich 
schaffe so nur Verzögerungen von 60 µSec. was etwa 16 kHz entspricht. 
Auch wenn ich schon vor dem Comperator messe, komme ich zu ähnlichen 
Ergebnissen.

Was könnte ich verändern, um meinem Ziel (Bandbreite > 60 kHz) näher zu 
kommen?
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U.S. Schmitt Gast #2304590
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Hmm, wenn ich das so sehe würde ich sagen 40µs steckt ein Teil der 
Schaltung in der Sättigung und die Rampe ist dann die max. 
Anstiegsgeschwindigkeit des OPs.
Misst du hinter deinem LM358 Komparator oder direkt nach dem 
Transimpedanzverstärker?
Wenn hinter dem Komparator, dann messe noch mal vor dem Komparator, ich 
könnte mir vorstellen, daß der für diese Sättigungs-Totzeit 
verantwortlich ist.
Besser wäre einen echten und deutlich schnelleren Komparator zu 
benutzen.
Ob der LM 358 als Transimpedanzverstärker für deine Anwendung schnell 
genug ist müssen die mit mehr Praxiserfahrung hier beurteilen.
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U.S. Schmitt Gast #2304598
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Jochen_cgn schrieb:
> Was könnte ich verändern, um meinem Ziel (Bandbreite > 60 kHz) näher zu
> kommen?
Zitat aus der Beschreibung:
"Selbst mit diesem eher langsamen OPV und schon sehr großen 
Rückkopplungswiderstand von 1MΩ erreichen wir schon eine Bandbreite von 
sagenhaften 72kHz!"

Ich würde auf jeden Fall einen deutlich schnelleren OP nehmen. Die 
Bandbreite wird definiert für -3dB Du weisst wieviel -3dB ist?
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Michael Gast #2304636
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Jochen_cgn schrieb:
> Was könnte ich verändern, um meinem Ziel (Bandbreite > 60 kHz) näher zu
> kommen?

Rechne, abgesehen von dem Verstärkungsbandbreitenprodukt des verwendeten 
OPs, mal die Grenzfrequenz von dem TP aus, den du da in der 
Gegenkopplung eingebaut hast.
Was soll der OP da machen. Für schnellere Flanken könnte auch ein 
Schmitt-Trigger helfen.
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Falk B. #2305322
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@  Jochen_cgn (Gast)

>negative Versorgungsspannung spendiert. Ansonsten habe ich die Schaltung
>nicht verändert. Ich komme jetzt auf eine Frequenz von 200 kHz.

Schön und gut, aber der olle LM358 hätte es auch problemlos getan. Wenn 
man weiß was man tut.

Erstens braucht kein Mensch 3V und mehr Aussteuerbereich hinter dem 
Transimpedanzverstärker, wenn man danach auf einen Komparator geht. Da 
reichen 100mV locker. Der LM358 ist hier eindeutig duch seine 
Anstiegsgeschwindigkeit (slew rate) begrenzt, sieht man eindeutig auf 
dem Bild.

Und übersteuerung ist auch sehr schlecht.

MfG
Falk
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