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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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.
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?
Die angegebene Schaltung ist gut fuer DC und dann hat sich's etwa. Eine Photodiode wird schnell wenn man sie vorspannt. Ein LM358 ist auch nicht die passende Wahl fuer Geschwindigkeit. Nimm da was Schnelleres. zB ein LF356.
Für sowas nimmt man auch keinen OP, sondern einen Komparator.
Jochen_cgn schrieb: > Was könnte ich verändern, um meinem Ziel (Bandbreite > 60 kHz) näher zu > kommen? C1 kleiner machen?
oder einen schnellen Komparator verwenden: http://www.national.com/ds/LM/LMV7235.pdf Seite 11, Figure 6
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.
So, ich habe den LM358 gegen einen NE5532 ausgetauscht und dem eine negative Versorgungsspannung spendiert. Ansonsten habe ich die Schaltung nicht verändert. Ich komme jetzt auf eine Frequenz von 200 kHz.
Eine weitere Maßnahme wäre eine Vorspannung über der PD zum verkleinern der Sperrschichtkapazität, damit die Signalflanken gleich an der Quelle steiler sind.
@ 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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