Hallo,
ich möchte einen Photodiodenstrom von etwa 20 uA möglichst rauschfrei
messen. Wenn möglich mit rauschfreier Auflösung im einstelligen
pA-Bereich.
Dazu verwende ich einen Transimpedanzverstärker der mir den
interessanten Ausschnitt im Signal verstärkt.
Das Signal ist ein 100 Hz bis 1000 Hz Sinus mit großem DC Offset.
Bisher hatte ich zwischen Photodiode und Platine ein 30cm langes
abgeschirmtes Kabel. Die Störungen am Ausgang des
Transimpedanzverstärkers waren nicht akzeptabel (Amplitude 0,2 V,
entspricht 33 nA Photodiodenstrom, 50 Hz periodisch).
Nun möchte ich den Verstärker direkt zusammen mit der Photodiode in
einem kleinen abgeschirmtem Blechgehäuse betreiben. Dazu habe ich nun
die gezeigte Platine erstellt. Die Platine hat auf der Rückseite eine
durchgehende Massefläche. die 3 Eingangsspannungen haben
Abblockkondensatoren, jeweils 100nF und 10uF nach Masse.
Worauf ist bei der Abschirmung in diesem Fall zu achten? Wie führe ich
die Zuleitungen in das Gehäuse? Einfach Loch rein und Schirm an Gehäuse
löten?
Kann es Sinn machen, in dem Gehäuse nochmal abzuschirmen indem ich die
Platine mit Blechresten zulöte?
Muss ich eher gegen hochfrequente elektrische Felder oder eher gegen
tief eindringende magnetische Felder abschirmen?
Können Kriechströme auf der Platine Störungen erzeugen (abgesehen vom
Offset-Fehler)?
@ Thomas (Gast)
>ich möchte einen Photodiodenstrom von etwa 20 uA möglichst rauschfrei>messen.
RauschFREI ist nichts auf dieser Welt. RauschARM kann man ggf. messen.
> Wenn möglich mit rauschfreier Auflösung im einstelligen> pA-Bereich.
Aber nicht ohne Messbereichsumschaltung.
1pA/20µA = 1 : 20.000.000, also 24 Bit Auflösung. Das ist mehr als
sportlich.
>Dazu verwende ich einen Transimpedanzverstärker der mir den>interessanten Ausschnitt im Signal verstärkt.>Das Signal ist ein 100 Hz bis 1000 Hz Sinus mit großem DC Offset.
Dann mach doch den Offset weg, kann man aktiv kompensieren.
>Bisher hatte ich zwischen Photodiode und Platine ein 30cm langes>abgeschirmtes Kabel.
Macht man nicht, der gehört DIREKT an die Photodiode in ein metallisches
Gehäuse.
>Worauf ist bei der Abschirmung in diesem Fall zu achten? Wie führe ich>die Zuleitungen in das Gehäuse? Einfach Loch rein und Schirm an Gehäuse>löten?
Schon mal was von BNC-Buchsen gehört?
>Kann es Sinn machen, in dem Gehäuse nochmal abzuschirmen indem ich die>Platine mit Blechresten zulöte?
???
>Muss ich eher gegen hochfrequente elektrische Felder oder eher gegen>tief eindringende magnetische Felder abschirmen?
Eher letzteres, das Blech blcokt die HF schon ganz gut. Aber viel
wichtiger ist die kurze Verbindung zwischen Photodiode und OPV.
Aber deine Schaltung ist arg merkwürdig, eine normaler TIA ist das
nicht. Eine Vorspannnung legt man direkt an der Anode an,. die Kathode
geht an -IN vom OPV.
>Können Kriechströme auf der Platine Störungen erzeugen (abgesehen vom>Offset-Fehler)?
Sicher. Guard ring ist das Stichwort.
MFG
Falk
@Falk
>>ich möchte einen Photodiodenstrom von etwa 20 uA möglichst rauschfrei>>messen.>> RauschFREI ist nichts auf dieser Welt. RauschARM kann man ggf. messen.
"möglichst rauschfrei" = rauscharm
>>> Wenn möglich mit rauschfreier Auflösung im einstelligen>> pA-Bereich.>> Aber nicht ohne Messbereichsumschaltung.
Ja, der Verstärker wählt bereits einen Ausschnitt. Dieser Ausschnitt
wird über Filter auf einen 16 bit AD-Wandler geführt.
>>Dazu verwende ich einen Transimpedanzverstärker der mir den>>interessanten Ausschnitt im Signal verstärkt.>>Das Signal ist ein 100 Hz bis 1000 Hz Sinus mit großem DC Offset.>> Dann mach doch den Offset weg, kann man aktiv kompensieren.
Schadet der Offset?
> Aber deine Schaltung ist arg merkwürdig, eine normaler TIA ist das> nicht. Eine Vorspannnung legt man direkt an der Anode an,. die Kathode> geht an -IN vom OPV.
Hintergrund ist wohl, dass das Metallgehäuse der Photodiode (Kathode)
auf Masse liegen soll.
>>Können Kriechströme auf der Platine Störungen erzeugen (abgesehen vom>>Offset-Fehler)?>> Sicher. Guard ring ist das Stichwort.
OK. Der guard ring muss das gleiche Potential haben wie die zu
schützende Leiterbahn. Da ich die Diode im Quasikurzschluss betreibe,
sind beide Anschlüsse auf Massepotential, d.h. der guard ring muss
Massepotential haben. Richtig?
@ Thomas (Gast)
>Ja, der Verstärker wählt bereits einen Ausschnitt. Dieser Ausschnitt>wird über Filter auf einen 16 bit AD-Wandler geführt.
???
>Schadet der Offset?
Man kann nur schwer pA messen, wenn man mehrere µA Offset hat.
>OK. Der guard ring muss das gleiche Potential haben wie die zu>schützende Leiterbahn. Da ich die Diode im Quasikurzschluss betreibe,
Nö, nicht bei negativer Vorspannung.
>sind beide Anschlüsse auf Massepotential, d.h. der guard ring muss>Massepotential haben. Richtig?
So richtig sehe ich bei der Schaltung noch nicht durch. Ich würde sagen,
dass dein Guard ring auf -REF liegen muss.
MfG
Falk
Ich verstehe die Schaltung folgendermaßen:
Durch den 150K Widerstand fließen 17uA durch den Eingang des OpAmps. Der
OpAmp will mit seinem Ausgang diesen Strom kompensieren. Das schafft er
aber nicht, weil er mit 6,6M Rückkopplungswiderstand gegen den 150K
Widerstand keine Chance hat.
Der Ausgang des OpAmps ist dann immer am Anschlag. Erst wenn der
Photodiodenstrom in den Bereich von 17uA kommt, kann der OpAmp seine
Eingänge auf gleiches Niveau ziehen.
Eine Änderung des Stromes um 100nA bewirkt dann eine Änderung der
Ausgangsspannung um 1 Volt.
So in der Art stelle ich mir das vor. Die Schaltung tut auf jeden Fall
bisher was sie soll (vom Rauschen abgesehen).
> Da ich die Diode im Quasikurzschluss betreibe,> Nö, nicht bei negativer Vorspannung.
Die PD arbeitet tatsächlich im Quasikurzschluss. Die Differenz zwischen
den OPV-Eingängen wird doch immer auf null geregelt. Der inv. Eingang
hat immer Massepotential. Die Ref-Quelle speist einen Strom in den
Knoten am inv. Eingang. Der Schirm kommt auf Masse.
@ Thomas (Gast)
>Durch den 150K Widerstand fließen 17uA durch den Eingang des OpAmps.
Ein OPV mit 17µA Eingangstrom ist meist kaputt.
>Der>OpAmp will mit seinem Ausgang diesen Strom kompensieren. Das schafft er>aber nicht, weil er mit 6,6M Rückkopplungswiderstand gegen den 150K>Widerstand keine Chance hat.
Jo.
>Der Ausgang des OpAmps ist dann immer am Anschlag. Erst wenn der>Photodiodenstrom in den Bereich von 17uA kommt, kann der OpAmp seine>Eingänge auf gleiches Niveau ziehen.
Sieht so aus.
>Eine Änderung des Stromes um 100nA bewirkt dann eine Änderung der>Ausgangsspannung um 1 Volt.
Dazu bräuche man aber 10M Rückkopplung, die Schaltung hat nur 6,6M.
>So in der Art stelle ich mir das vor. Die Schaltung tut auf jeden Fall>bisher was sie soll (vom Rauschen abgesehen).
Dann ist aber die Bezeichung -2,5V Referenz sehr irreführend, das ist
die VARIABLE Steuerspannung zu Kompensation des Offsets. OK, dann liegen
die OPV-Eingänge auf GND, der Guard ring muss dann auch an GND.
MFG
Falk
Falk Brunner schrieb:> Dann ist aber die Bezeichung -2,5V Referenz sehr irreführend, das ist> die VARIABLE Steuerspannung zu Kompensation des Offsets.
Die mit Gain 44 bis 67 verstärkt wird. Und irgendwie über die Zuleitung
reinkommt. Und dann soll das Ding nicht rauschen und brummen? Optimist.
Falk Brunner schrieb:>>Durch den 150K Widerstand fließen 17uA durch den Eingang des OpAmps.>> Ein OPV mit 17µA Eingangstrom ist meist kaputt.
Du meinst nicht dass 17 µA durch den OPV Eingang fließen?
>>Eine Änderung des Stromes um 100nA bewirkt dann eine Änderung der>>Ausgangsspannung um 1 Volt.>> Dazu bräuche man aber 10M Rückkopplung, die Schaltung hat nur 6,6M.
Ja, hast du Recht.
> Dann ist aber die Bezeichung -2,5V Referenz sehr irreführend, das ist> die VARIABLE Steuerspannung zu Kompensation des Offsets. OK, dann liegen> die OPV-Eingänge auf GND, der Guard ring muss dann auch an GND.
Die -2,5V sind tatsächlich fix, stattdessen wird die Lichtquelle (LED)
geregelt.
Gut, dann werde ich den guard ring auf Masse legen. Danke soweit.
Timm Thaler schrieb:>> Dann ist aber die Bezeichung -2,5V Referenz sehr irreführend, das ist>> die VARIABLE Steuerspannung zu Kompensation des Offsets.>> Die mit Gain 44 bis 67 verstärkt wird. Und irgendwie über die Zuleitung> reinkommt. Und dann soll das Ding nicht rauschen und brummen? Optimist.
Stimmt. Bei 10uV Ref-Rauschen sind das mindestens 0,5mV. Muss ich mal
drüber nachdenken.
Such doch mal nach OPAMPS mit einem niedrigeren Rauschen, geringer
Offsetdrift und niedrigem InputCurrent. Hier benötigst Du ja keine
Bandbreite im zweistelligen MHz-Bereich und auch keine Rail-to-Rail
Fähigkeit.
Da OPAMPs jeweils nur ein Kompromiss aus allen Anforderungen erreichen,
prüfe dein Wahl nochmals.
Als OP wäre so etwas wie OPA134 oder AD743 etwa richtig. Der OP27 hat
viel zu viel Stromrauschen, der wäre ggf. als Verstärker dahinter
brauchbar.
Wenn es noch weiter runter soll mit dem Rauschen wäre ggf. auch ein
diskreter JFET (z.B. BF982 oder 2SK117) besser. Die Wahl hängt aber auch
von der Größe (Kapazität der Fotodiode ab). Da kann dann ggf. doch ein
bisschen Bias an der Fotodiode sinnvoll sein. Als Faustregel sollte die
Eingangskapazität nicht größer als die des Sensors sein.
An sich muss der OP nicht so schnell sein, aber sehr Rauscharme OPs sind
in der Regel auch schnell, weil beides einen relativ hohen Strom in der
Eingangstufe benötigt.
Abschirmen muss man erst mal vor allem gegen Elektrische Felder. Wenn
die Umgebung stark stört, ggf. auch gegen Magnetische Felder. Hier hilft
dann auch ein passendes Layout mit kleinen Schleifen.
Thomas schrieb:> ich möchte einen Photodiodenstrom von etwa 20 uA möglichst rauschfrei> messen.
Beim Photostrom kannst du dir beliebig Mühe geben, aber bei kleinen
Photonenzahlen schlägt dann die Statistik zu, d.h. der Photostrom
rauscht schon, weil die Photoelektronen nicht gleichmäßig erzeugt
werden.
Spricht denn etwas gegen den verwendeten OPV?
http://cds.linear.com/docs/Datasheet/624012fe.pdfUlrich schrieb:> Wenn es noch weiter runter soll mit dem Rauschen wäre ggf. auch ein> diskreter JFET (z.B. BF982 oder 2SK117) besser.
Was kann ein diskreter JFET besser bzw. worin unterscheidet er sich von
dem was im OPV ist?
... schrieb:> Beim Photostrom kannst du dir beliebig Mühe geben, aber bei kleinen> Photonenzahlen schlägt dann die Statistik zu, d.h. der Photostrom> rauscht schon, weil die Photoelektronen nicht gleichmäßig erzeugt> werden.
Kurze Überschlagsrechnung: 1A = 1Coulomb/s = ca. 6*10^18 Elektronen pro
Sekunde.
-> 1pA = ca. 6*10^6 Elektronen pro Sekunde.
Hört sich tatsächlich nach wenig an. Allerdings ist das noch nicht mein
Problem. Statistisches Rauschen filtere ich nachher wieder raus.
Niederfrequente Störungen aber nicht.
Timm Thaler schrieb:> Wenn der Gleichlichtanteil sowieso unterdrückt werden soll, warum dann> nicht gleich nur das Wechsellicht auswerten?
Was meinst du mit "gleich nur das Wechsellicht auswerten"? Mache ich
doch? Auf die Modulation des Lichtes habe ich keinen Einfluss.
Thomas schrieb:> Was meinst du mit "gleich nur das Wechsellicht auswerten"?
Zwei Varianten:
1. Du legst den TIA so aus, dass er den kompletten Bereich
Gleich+Wechsellicht verstärkt, also Verstärkung runterfahren. Ohne
Referenzspannung.
Dann koppelst Du einen Hochpass an, der nur den AC-Anteil auf Deine
gewünschte Spannung verstärkt.
2. So wie im Bild: Du gibtst der Diode eine Vorspannung, wobei R3 so
bemessen werden muss, dass die Spannung PD nicht in die Begrenzung geht.
Dann koppelst Du den AC-Anteil aus und verstärkst den Strom über den
Auskoppel-C mit dem TIA.
Da Du bei beiden Varianten reinen AC verstärkst, muss Du aber entweder
bipolar arbeiten oder den Pegel anheben.
Sollte sich bei 2. der Gleichlichtanteil mit der Zeit erheblich ändern,
musst Du die Gleichspannung an PD messen und über einen langsamen
Tiefpass den Widerstand R3 (als Mosfet ausgeführt) so nachregeln, dass
die Spannung immer im Aussteuerbereich liegt.
Achso, die Emitterdiode des OK im Bild ist Deine PD. Die PD kannst Du
auch nach GND schalten, je nach Polung gegen + oder -, wenn ein
Anschluss der PD zwingend auf GND soll. Dann verlierst Du nur den halben
Gleichlicht-Aussteuerbereich.
Die Schaltung mit den 270 K zur Versorgung ist problematisch, denn man
koppelt das Rauschen der 5 V Versorgung ein - das müssten schon
besonders rauscharme Batterien sein.
Man sollte schon den ganzen Strom über die Rückkopplung fließen lassen.
Mit 20 V Spannung kann man da auch 1 M Ohm nehmen. Auch damit liegt man
vom Rauschen schon im Bereich 0,1 pA pro Wurzel Hz. Wenn man wirklich
weiter runter muss, könnte man mit der Spannung hoch gehen.
Um das Quatisierungsrauschen kommt man in der Regel nicht herum (geht
ggf. mit speziellen Lasern !). Wenn man am TIA mehr als etwa 50 mV am
Ausgang hat, dominiert meist das Quantisierungsrauschen gegenüber dem
Rauschen vom Widerstand und OP. Es hilft also da nicht viel wenn man mit
dem Widerstand und der Spannung noch viel höher geht.
Eine Alternatve wäre ggf. noch ein optische Kompensation: also die
Rückkopplung nicht per Widerstand, sondern per Fotodiode und LED.
Ein diskreter JFET hat ggf. ein niedrigeres Rauschen als ein OP. Der
BF862 liegt z.B. etwas unter 1 nV, gegenüber rund 3 nV für den AD743,
einen der rauschärmsten OPs mit FET Eingang. Bei 20 µA an Strom und der
relativ niedrigen Frequenz ist das aber vermutlich noch nicht das
Problem - es sei denn die Photodiode hat eine sehr große Kapazität.
Der OPA380 ist bei den niedrigen Frequenzen ungeeignet - bei 1 kHz hat
der über 100 nV Rauschen und ist damit sogar schlechter als ein TL072.
@ Timm:
Danke für die Vorschläge.
Timm Thaler schrieb:> Zwei Varianten:
Die erste Variante soll bezüglich des Rauschens suboptimal sein. Besser
große Verstärkung im TIR und dann danach filtern.
Die zweite Variante hört sich interessant an. Ich versuche mal zu
verstehen: Im Bild ist die von mir abgemalte Schaltung mit
eingezeichneter Photodiode. Ohne Beleuchtung fließen durch die
Photodiode 18,5 uA in Durchlassrichtung.
Mit Hintergrundbeleuchtung geht der Strom gegen Null.
Der OPV verstärkt immer nur den Wechselanteil.
Die Schaltung sieht auf den ersten Blick (aber auch nur auf den ersten
Blick) ähnlich aus wie die bisher von mir verwendete. Die bisher
verwendete Schaltung verstehe ich auch noch nicht richtig.
Mein Problem ist ja vor allem, dass das Rauschen von Referenz- bzw.
Versorgungsspannung sich nicht verstärkt im Ausgangssignal wiederfinden
soll. Hat dein Vorschlag da Vorteile?
Ulrich schrieb:> Man sollte schon den ganzen Strom über die Rückkopplung fließen lassen.> Mit 20 V Spannung kann man da auch 1 M Ohm nehmen.
20V Spannung an welcher Stelle / für was?
Vielleicht kannst du dir mal die Zeichnungen aus meinem letzten Beitrag
anschauen, ich bin mir noch nicht sicher ob die so überhaupt richtig
sind.
Ulrich schrieb:> Eine Alternatve wäre ggf. noch ein optische Kompensation: also die> Rückkopplung nicht per Widerstand, sondern per Fotodiode und LED.
Hört sich auch sehr interessant an. Der Abstand zwischen LED und
Photodiode beträgt etwa 10cm. Zwischen LED und Photodiode ist ein
Gegenstand der ein paar Mikrometer hin und her schwingt. Wie eine
Stimmgabel.
Durch die LED fließen maximal 25mA.
Der Vorteil wäre dann, dass man sich den rauschenden 10M Widerstand
sparen kann?
Die Version von Tim Tahler ist vom Rauschen auch nicht besser als das
Original, nur halt schon die Filterung für sehr niedrige Frequenzen.
Es spricht eigentlich nichts dagegen den ganzen Strom durch den TIA zu
schicken und dann den Widerstand ggf. kleiner (z.B. 1 M oder 100 K) zu
wählen.
Das Quatisierungsrauschen ist vermutlich (sofern man keine PD mit >1 nF
hat) größer als das Rauschen des TIA, insbesondere ist es größer als das
Raschen durch den Widerstand in der Rückkopplung. Wenn man mehr
Amplitude braucht, kann man ohne Probleme hinter dem TIA die
Gleichspannung abtrennen und dann nochmal verstärken.
Man hat im wesentlichen 3 Anteile beim Rauschen:
1) Eigenrauschen des Widerstandes in der Rückkopplung (ca. 0.1
pA/SqRt(Hz) bei 1 M). Das gilt genauso auch für andere Widerstände die
den Strom liefern sollen !
2) Quantisierungsrauschen von der PD, Proportional zur Wurzel des
Stromes. Etwa gleich mit Anteil 1, wenn die Spannung am TIA etwa 25 mV
ist.
3) Rauschstrom aus Impedanz der PD und Eigenrauschen des OPs. Dies ist
wichtig wenn die Photodiode eine große Kapazität hat.
Es ist also kein Vorteil den "Gleichstrom" noch einmal extra über einen
anderen Widerstand zu schicken. Wenn überhaupt könnte eine höhere
Spannung für die Rückkopplung helfen.
Schon der Rauschanteil vom Widestand ist größer als das Eigenrauschen
eines OPs der das Signal noch einmal verstärkt.
Die Anwendung kommt mir bekannt vor.
Da kann man vor allem mit der Optik gewinnen, bei der
Verstärkerschaltung gibt es da nicht mehr viel zu optimieren: einfach
eine TIA mit einem relativ großen Widerstand in der Rückkopplung (z.B.
470 K oder 1 M), und dann falls nötig halt 12 V oder 24 V als Versorgung
für den OP. Damit hat der OP Luft nach oben, ggf. auch bis 20 V. Für
mehr Signal kann man danach noch einen 2. OP als Verstärkung haben, der
dann nur den AC Teil (ab z.B. 30 Hz) Verstärkt. Das Signal reicht ggf.
auch so schon für den Eingang einer Soundkarte. Viel mehr kann man bei
der Empfängerseite nicht machen. Als OP sollte so etwas wie OPA2134 -
halt ein Audio OP mit JFET Eingang ausreichen.
Bei der Optik kann man gewinnen, indem man das Licht relativ gut auf den
Bereich nahe der Kante fokussiert. Licht das weit vorbei geht stört nur.
Dafür muss man ggf. etwas nach einer passenden LED suchen, die keinen so
großen Linsenfehler hat und sich gut bündeln lässt. Es gibt auch LEDs
mit noch etwas mehr Leistung 20 µA am Empfänger sind ja nur etwa 40 µW.
Wichtig ist dann noch ein stabiler mechanischer Aufbau, denn auch die
mechanischen Schwingungen der Optik gehen mit ein - entsprechend
Resonanzen im interessanten Frequenzbereich vermeiden. Wenn es passt
hilft auch eine Blende relativ dicht an der Probe, dass nicht zu viel
unnötiges Licht durchkommt.
Ulrich schrieb:> Die Version von Tim Tahler ist vom Rauschen auch nicht besser als das> Original, nur halt schon die Filterung für sehr niedrige Frequenzen.
Wenn Du damit das Bild meinst: Nee, wahrscheinlich nicht.
Ein Lock-In ist wohl keine Variante, da man Frequenz und Phase des
Signals nicht kennt?
Ein Lock-In mit PLL auf das Nutzsignal?
Ansonsten vielleicht die LED durch einen Laser ersetzen, um das
Nutzsignal zu verbessern?
2 PDs einsetzen, deren verstärkte AC-Signale korreliert werden?
Aber ehrlich, ich hab schon mit einem TIA und bißchen Filterung
AC-Anteile detektiert, die Größenordnungen unter dem Gleichlichtanteil
lagen. Ich könnte mir vorstellen, dass hier mit der Variante PD => TIA
=> Bandpass mit gut geblockter Spannungsversorgung, PD dicht am
Verstärker und Verstärker gut geschirmt viel zu holen ist. Und achte
beim Verstärker auf mögliche Rückkopplungen vom Ausgang auf den Eingang.
Ein LockIn wird nicht viel bringen, den man wird auch so das Signal
vermutlich digital analysieren und kann so die Bandbreite auf das
absolut nötige reduzieren - sogar besser als ein Lockin. Auch wird die
LED vermutlich stärkste Lichtquelle sein - Fremdlicht ist also eher
nicht das Problem.
Mit einem Laser könnte man ggf. etwas gewinnen, weil das Lichtkohärent
ist, kann man so einen Teil des Quatisierungsrauschens austricksen und
einfach das Licht einer 2. PD abziehen. Je nach Laser sind die
Rauschanteile da korreliert. Daneben hat man mit dem Laser es relativ
leicht mit der Fokussierung.
@tim Thale: gemeint war der Vorschlag aus dem Bild ("Simulation") - da
kann man doch aus gleich sehen wieviel es rauscht. Die Rauschquellen
sind da die 5 V Quelle (wenn nicht extrem rauscharm), das
Quantisierungsrauschen und dann der 270 K Widerstand.
Ulrich schrieb:> Als OP sollte so etwas wie OPA2134 -> halt ein Audio OP mit JFET Eingang ausreichen.
JFET wegen geringem Rauschen und Input Bias Current?
Zur Zeit habe ich diesen hier ohne JFET und der hat angeblich super gute
Werte?! http://cds.linear.com/docs/Datasheet/624012fe.pdfUlrich schrieb:> Bei der Optik kann man gewinnen, indem man das Licht relativ gut auf den> Bereich nahe der Kante fokussiert.LEDs lassen sich leider nicht so gut fokussieren.
Timm Thaler schrieb:> Ansonsten vielleicht die LED durch einen Laser ersetzen, um das> Nutzsignal zu verbessern?
Habe ich auch schon gedacht. Allerdings muss der ja absolut stabil
lasern. Nicht dass der zwischendrin irgendwelche Modensprünge macht.
Meinst du so ein Laserdiodenmodul für < 50 Euro ist geeignet?
Timm Thaler schrieb:> Ein Lock-In mit PLL auf das Nutzsignal?
Das Signal wird erst analog tiefpassgefiltert und dann digital mit sehr
steilen einstellbaren Bandpassfiltern gefiltert.
Timm Thaler schrieb:> Aber ehrlich, ich hab schon mit einem TIA und bißchen Filterung> AC-Anteile detektiert, die Größenordnungen unter dem Gleichlichtanteil> lagen. Ich könnte mir vorstellen, dass hier mit der Variante PD => TIA> => Bandpass mit gut geblockter Spannungsversorgung, PD dicht am> Verstärker und Verstärker gut geschirmt viel zu holen ist.
OK. Ich wollte jetzt auch (noch) nicht mit großem Aufwand das maximal
technisch mögliche rausholen, sondern eher sichergehen dass ich keine
unnötigen Fehler mache.
> Und achte beim Verstärker auf mögliche Rückkopplungen vom Ausgang auf den
Eingang.
Mit "möglichen Rückkopplungen" meinst du Neigung zum Schwingen?
Der LTC6240 geht auch, etwa vergleichbar mit dem OPA134.
Nur die Niedrige Versorgungsspannung ist nicht unbedingt ideal, reicht
aber auch. Zumindest mit der LED wird das Quantisierungsrauschen stärker
sein als das Rauschen des Verstärkers - sogar ein einfacher TL072 könnte
da schon reichen. Beim Verstärker ist also nicht viel zu verbessern
gegen TIA mit rund 470 K und dann Hochpass und ggf. 2.
Verstärkungsstufe.
Das mit einem Laser ist so eine 2-schneidige Sache: je nach Typ ist die
Intensität nicht besonders stabil. Das kann man zwar zum Großteil
kompensieren, aber halt nicht ganz. Ich weiss das es auch mit einem eher
einfachen Lasermodul geht, auch noch ohne 2. Photodiode. Ging jedenfalls
eher besser als mit eine Halogenlampe.
Bei der noch nicht so hohen Frequenz ist die Abschirmung im Verstärker
noch kein so großes Problem, vor allem wenn die 2. Stufe nicht
invertierend ist. Eine ggf. vorhandene Rückkopplung zum Eingang würde
dann nur die Verstärkung etwas reduzieren, aber noch nicht zum Schwingen
oder mehr Rauschen führen.
OK, ich habe mir noch einen OPV bestellt der bis 30V geht.
Ulrich schrieb:> Bei der noch nicht so hohen Frequenz ist die Abschirmung im Verstärker> noch kein so großes Problem, vor allem wenn die 2. Stufe nicht> invertierend ist.
Nicht invertierend? Meinst du sowas?
http://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Nichtinvertierender_Verst.C3.A4rker_.28Elektrometerverst.C3.A4rker.29Ulrich schrieb:> Eine ggf. vorhandene Rückkopplung zum Eingang würde> dann nur die Verstärkung etwas reduzieren, aber noch nicht zum Schwingen> oder mehr Rauschen führen.
Man hat doch immer eine Rückkopplung vom OPV Ausgang zum OPV Eingang?
TransAmp.gif
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