Hallo allerseits, ich hab eine Photodiode welche einen Strom mit maximal 10nA liefert. Verstärken wollte ich das in der typischen Transimpedanzwandlung (siehe Bild, Photodiode ist an in_minus angeschlossen). Mehr als 10 Megaohm hab ich grade nicht da gehabt, da kommen dann 70 mV hinten am AD820 raus. Da mir das etwas zu wenig ist hab ich direkt einen zweiten AD820 hinten dran gehangen als invertierenden Verstärker. Als Verstärkung wählte ich zunächst für den Invertierer einen Faktor von 100 (R2: 1k, R3: 100k). Dabei schwingt aber dann die ganze Geschichte wie hulle. Nur wenn R2 = R3 ist schwingt das System nicht aber das hilft mir ja nicht wirklich. Nun frage ich mich, wie es aussieht wenn ich über R3 noch einen Kondensator packe und so quasi einen Mittelwertbilder bastle. Würde das was bringen? Was empfehlt ihr mir? Für den Fall der Fälle: Versorgungsspannung ist mit 100nF geblockt, direkt neben den IC sitzt der Kondensator dafür...also für jeden IC und Spannung (+ wie -) einer. Guarding Ring um die Eingänge sind auch vorhanden und die Schaltung sitzt samt Photodiode im weniger formschönen und mehr zweckmäßigem Metallgehäuse welches u.a. den GND spielt. R1: 10 meg R2: 1k R3: 1k, 10k, 100k (nur bei 1k stabil) C2: 4p7
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>Nun frage ich mich, wie es aussieht wenn ich über R3 noch einen >Kondensator packe und so quasi einen Mittelwertbilder bastle. Würde das >was bringen? Probiere es doch aus. 10...22pF würde wahrscheinlich schon helfen. Häng mal in den Ausgang des zweiten OPamp 100R, um kapazitive Lasten zu entkoppeln. Die Masseanschlüsse der Entkoppelcaps sitzen direkt am "+" Eingang des jeweiligen Opamps?? Die Fotodiode sitzt mit dem einen Bein auch direkt dort?? >Guarding Ring um die Eingänge sind auch vorhanden und die Schaltung >sitzt samt Photodiode im weniger formschönen und mehr zweckmäßigem >Metallgehäuse welches u.a. den GND spielt. Was soll denn das heißen? Du hast schon eine gute Masse auf der Platine??
Kai Klaas schrieb: > Probiere es doch aus. 10...22pF würde wahrscheinlich schon helfen. Werd ich mal versuchen ;) Kai Klaas schrieb: > Häng mal in den Ausgang des zweiten OPamp 100R, um kapazitive Lasten zu > entkoppeln. Stimmt, das ist sicher eine sinnvolle Maßnahme. Hab ich nicht dran gedacht. Kai Klaas schrieb: > Die Masseanschlüsse der Entkoppelcaps sitzen direkt am "+" Eingang des > jeweiligen Opamps? Ein Entkoppel-C an den Eingang des OPVs? Versteh ich dich da richtig? Das hab ich natürlich nicht, Entkopple-Cs sitzen nur an den Versorgungspins, Abstand ist 2.54 mm (Rastermaß ;)) Kai Klaas schrieb: > Die Fotodiode sitzt mit dem einen Bein auch direkt > dort? Ganz so optimal ist es nicht, die Photodiode darf sich geneigt fühlen ihren Strom durch eine etwa 20 mm lange Leitung zum OPV zu schicken. Meinst du das ist zuviel und ich sollte sie dichter an den OPV bringen? Der Transimpedanzwandler schwingt ja nicht. Es ist der invertierende Verstärker, der schwingt, also der nachgeschaltete. Kai Klaas schrieb: > Was soll denn das heißen? Du hast schon eine gute Masse auf der > Platine?? Genau das ;).
>Ein Entkoppel-C an den Eingang des OPVs? Versteh ich dich da richtig? >Das hab ich natürlich nicht, Entkopple-Cs sitzen nur an den >Versorgungspins, Abstand ist 2.54 mm (Rastermaß ;)) Ja natürlich müssen die da sitzen. Aber die Entkoppelcaps haben ja auch einen Masseanschluß. Und von dort zum "+" Eingang der OPamps, der ja ebenfalls auf Masse sitzt, sollte eine kurze Verbindung herrschen. Du hast doch eine bipolare Versorgungsspannung, oder??
Kai Klaas schrieb: > Du > hast doch eine bipolare Versorgungsspannung, oder? Ja, hab ich. ;) Kai Klaas schrieb: > Ja natürlich müssen die da sitzen. Natürlich? Naja, ist das erste Mal, dass ich davon höre diese Cs auch an die Eingänge zu pappen und ich habs bisher auch noch nicht gesehen, dass da Cs am Eingang eines OPVs sitzen, an seiner Versorgung hab ich das auch schon oft gesehen. Aber man lernt ja immer wieder was Neues. Naja, dann schau ich mal ob ich morgen da noch einen C zwischen gepappt bekomme...hab noch in paar 100n im 0805-Format, das müsste passen (bin erst morgen wieder in der Werkstatt).
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>Natürlich? Naja, ist das erste Mal, dass ich davon höre diese Cs auch an >die Eingänge zu pappen und ich habs bisher auch noch nicht gesehen, dass >da Cs am Eingang eines OPVs sitzen, an seiner Versorgung hab ich das >auch schon oft gesehen. Aber man lernt ja immer wieder was Neues. Vielleicht reden wir auch gerade kräftig aneinander vorbei?? Ich meine es einfach so wie im Beispiel im Anhang, daß man am "+" Eingang des OPamp einen lokalen Massesternpunkt erzeugt, an dem alle lokalen Massen festgemacht werden...
Natürlich muss über R3 ein C. Den Tiefpass solltest Du so abstimmen, dass die Grenzfrequenz etwa der Grenzfrequenz des TIA entspricht, um Rauschen möglichst gut zu filtern. Überhaupt solltest Du auch C2 so groß wie sinnvoll möglich machen, je nachdem, was Du mit der PD messen willst. Natürlich muss der TIA und möglichst auch der Folgeverstärker möglichst dicht an die PD. Das ist eine Diode, und Du weisst schon, was eine Diode mit auf der Leitung eingekoppelter Störung macht? Radio Moskau bekommst Du so bestimmt rein... ;-)
Ja, wir haben aneinander vorbei geredet...;) Ich hab jedoch ne Massefläche. Wie gesagt, wenn ich morgen wieder auf der Arbeit bin kann ich auch einen Screenshot vom Layout machen. Hab das leider nicht auf dem Rechner daheim.
Betreibe den zweiten OPV als nichtinvertierende Verstärker. In der jetzigen Schaltung reicht schon eine Streukapazität im fF Bereich zwischen out und in_minus um eine Mitkopplung zu erzeugen.
>Betreibe den zweiten OPV als nichtinvertierende Verstärker. In der >jetzigen Schaltung reicht schon eine Streukapazität im fF Bereich >zwischen out und in_minus um eine Mitkopplung zu erzeugen. Das ist richtig. Allerdings hat die Streukapazität auch beim nicht-invertierenden Verstärker einen unangenehmen Effekt, nämlich den der undefinierten Tiefpaßfilterung. Es gilt also in jedem Fall den Ausgang der Schaltung vom "-" Eingang des ersten OPamps sorgfältig abzuschirmen.
Beim Transimpedanzverstaerker gehoert so viel Verstaerkung wie moeglich in die erste Stufe. Nachverstaerkung verstaerkt halt auch die Fehler. 22 Mohm, 100 MOhm oder gar noch mehr waere besser. Damit Du das Rauschen nicht unnoetig verstaerkst, sollte C2 nicht viel kleiner oder ab besten so gross wie die Summe aus Diodenkapazitaet, Verkabelung und Eingangskapazitaet des OP sein. Falls Du jetzt auch noch eine Forderung an die Grenzfrequenz hast, kannst Du damit R1 bestimmen. PS: 10 mal 10 MOhm hintereinander gibt auch 100 MOhm
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Also, bin heute leider nicht dazu gekommen mich mit der Schaltung zu beschäftigen. Gab da ein paar wichtigere Dinge zu tun. @j.c. TSL257 wird mir hier nichts bringen da ich 1. die Diode schon habe, 2. der Wellenlängenbereich nicht passt (bei mir: 1550 nm) und 3. auch das anbringen einer Faser doch recht schwierig sein dürfte. @Uwe Ja, ich weiß, dass es auch größere Widerstände als 10 MΩ gibt, ich hatte halt noch ein paar hier rumfliegen und dachte mir, nehm ich doch so einen und verstärke das resultierende Signal daraus entsprechend. Ein 1 GΩ Widerstand ist wohl besser, da läuft auch grade eine Bestellung bei Farnell deswegen. Mich interessiert zur Zeit halt auch, ob das Problem auch so lösbar ist, der Nebeneffekte wie z.B. Verstärkung des Rauschens bin ich mir bewusst. @Kai Definiere "den Ausgang sorgfältig gegen den in_minus abschirmen". Vielleicht hab ich auch hier einen Fehler. Im Anhang auch mal mein 0815-Layout, das ich mal eben für die Photodiode hingezimmert hab.
Eine Frage: Warum ist es ratsam, die Verstärkung am Eingang so groß wie irgend möglich zu gestalten und diese nicht erst in späteren Verstärkungsstufen auf höhere Pegel zu wandeln? Mfg
Wenn du mal 10 nachverstärkst, dann hast du das Rauschen der ersten Stufe um Faktor 10 verstärkt. Wenn du aber in der ersten einen um Faktor 10 höheren Widerstand nimmst und in der zweiten Stufe nur mal eins verstärkst, dann ist das Rauschen nur um Wurzel(10) gestiegen. Das kannst du mit SPICE sehr schön simulieren. Welches SPICE du nimmst ist egal. Ich nehme immer LTspice da es keinerlei Einschränkungen hat und trotzdem kostenlos ist.
Hmpf! Gibts auch mal ein ordentliches Layout, wo man was erkennen kann? IR? LWL? Du willst da aber nicht noch Daten drüberschicken, oder? Wieso hast Du aus nem LWL so wenig Licht, dass Du so hoch verstärken musst? Btw: 1 Gohm bei der Platine kannste knicken, über 30 Mohm würd ich da nicht gehen. Sonst kannst gleich nen Feuchtesensor nehmen... Vielleicht kannst Du mal paar Infos rüberwachsen lassen: Frequenz, Signalform, Messbereich, geforderte Empfindlichkeit, Reproduzierbarkeit. Soll nur ein Signal detektiert werden, sollen Daten digital empfangen werden, soll da richtig gemessen werden? Das wäre schon interessant zu wissen, um nicht in die falsche Richtung zu optimieren.
>Ja, ich weiß, dass es auch größere Widerstände als 10 MΩ gibt, ich hatte >halt noch ein paar hier rumfliegen und dachte mir, nehm ich doch so >einen und verstärke das resultierende Signal daraus entsprechend. Die 70mV, die du mit dem 10M Widerstand erzielst, sind ja auch eigentlich ausreichend. Außerdem sind Widerstände deutlich größer als 10M oft von erstaunlich bescheidener Qualität, was die Driften angeht. >Definiere "den Ausgang sorgfältig gegen den in_minus abschirmen". Das ist ganz einfach: Alles was mit dem "-" Anschluß des ersten OPamp verbunden ist, erhält eine Abschirmung, die du mit dem lokalen Massesternpunkt des ersten OPamps verbindest. Dann enden alle Feldlinien von Störfeldern auf dieser Abschirmung und werden nach Masse abgeleitet, anstatt auf den "-" Eingang zu gelangen und dort mitverstärkt zu werden. >Warum ist es ratsam, die Verstärkung am Eingang so groß wie irgend >möglich zu gestalten und diese nicht erst in späteren Verstärkungsstufen >auf höhere Pegel zu wandeln? Wie Helmut schon sagte: Das Signal wächst proportional zu R, das Rauschen aber nur mit Wurzel(R). Folglich erhälst du mit großem R ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis. Aber am allerbesten ist es natürlich, nur einen kleinen Widerstand zu benötigen, weil das Signal kräftig genug ist. Dann ist natürlich auch das Rauschen minimal.
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Timm Thaler schrieb: > Wieso hast Du aus nem LWL so wenig Licht, dass Du so hoch verstärken > musst? Weil das Licht durch zwei optischen Dehnungsmessstreifen geht und nur ein kleiner Teil des Lichts diesen passieren kann (nur ein kleiner Teil des Spektrums kann den Messstreifen passieren). Tut auch nix zur Sache, es ist wie es ist: mehr als 10 nA werden es nicht werden. Timm Thaler schrieb: > Frequenz, > Signalform, Messbereich, geforderte Empfindlichkeit, Reproduzierbarkeit. Freuquenz: DC Signalform: DC Messbereich: 0-10 nA Empfindlichkeit: di 0.1 nA soll erkannt werden, kleiner ist schöner Reproduzierbarkeit: ist zur Zeit noch kein Thema Kurzum, es soll optisch die Dehnung eines Biegebalkens erfasst werden. Dazu sind optische Dehnungsmessstreifen auf den Balken aufgebracht. Timm Thaler schrieb: > Gibts auch mal ein ordentliches Layout, wo man was erkennen kann? Mal ohne Massefläche. Ich dachte wer ordentlich schaut erkennt den Aufbau auch mit Massefläche. Naja. Ists so wie im Anhang besser?
Kai Klaas schrieb: > Das ist ganz einfach: Alles was mit dem "-" Anschluß des ersten OPamp > verbunden ist, erhält eine Abschirmung, die du mit dem lokalen > Massesternpunkt des ersten OPamps verbindest. Dann enden alle Feldlinien > von Störfeldern auf dieser Abschirmung und werden nach Masse abgeleitet, > anstatt auf den "-" Eingang zu gelangen und dort mitverstärkt zu werden. Das würde aber bedeuten, wenn man das nicht hat schwingt das ganze System, oder? Ich beobachte die Schwingung ja nur, und das ist das Interessante, am invertierenden Verstärker. Der Transimpedanzwandler schwingt nicht. Da zittert bei meinem Multimeter (Fluke 179) nur die erste Nachkommastelle und auch auf dem Oszi sieht man nur an out (vgl. Bild aus dem Eröffnungsthread) eine Schwingung, nicht aber an transimpedanz_out. Und das ist es, was mich verwirrt.
Welche Art von Photodiode ist das? InGaAs? Welche Kapazität und welchen Shuntwiderstand hat diese Diode?
So wirr wie das Layout aussieht: nimm einen TSL257. Kannst Du bei RS bestellen und das geht schneller und rauschärmer als alle Bastellösungen. Wenn es denn aber sein muss: schon mit 100 MOhm kommst Du auf 1 Volt! Einfach 10x10MOhm in Reihe. ist eh besser. Und alles schön in ein geschlossenes Metallgehäuse. Wenn Du DC genau messen willst, hast Du das Problem, dass der Biasstrom des OPAs das verfälscht. Da brauchst Du einen wirklich guten!
Ist eine InDaAs ;) Kapazität ist mit 1 pF angegeben (glaub ich, Datasheet liegt auf der Arbeit), Shuntwiderstand ist 100 GΩ (Darkcurrent: 50pA bei 5V).
j. c. schrieb: > So wirr wie das Layout aussieht: nimm einen TSL257. Kannst Du bei RS > bestellen und das geht schneller und rauschärmer als alle > Bastellösungen. Und ist ja so empfindlich auf 1550 nm...schaut ihr auch mal ins Datenblatt?
@j. c. Du hast leider überlesen, dass es hier um Licht mit 1550nm Wellenlänge geht. In dem Bereich ist Silizium(TSL257) blind. Da hilft nur InGaAs oder Germanium. Auf Grund der kleinen Ströme ist aber huer nur InGaAs sinnvoll.
Autsch, das Layout wird ohne Massefläche nicht besser. 1. als SMD routen 2. TIA direkt an die PD ran, wurde schon gesagt 3. straight forward oder wie das heisst: auf einer Seite rein, TIA, Folgeverstärker, auf der anderen Seite raus. Eingang und Ausgang direkt nebeneinander ist eine ganz doofe Idee. 4. wo ist der Guard-Ring? 5. Abschirmung einplanen Ich nehme an, das wird erstmal ein Versuch, überhaupt was zu messen. Wenn die DMS so eine schlechte Transmission haben, dann solltest Du in Betracht ziehen, das Licht zu modulieren (getaktete KSQ) und das Signal der PD über einen Lock-In auszuwerten. Das klingt schlimmer als es ist, hab damit schon in den fA-Bereich reingemessen.
>Das würde aber bedeuten, wenn man das nicht hat schwingt das ganze >System, oder? Ich beobachte die Schwingung ja nur, und das ist das >Interessante, am invertierenden Verstärker. Was du als "Schwingung" bezeichnest, ist aber nicht gerade die Störung vom ICL7660??? Warum hast du denn nicht von Anfang an erzählt, daß du da einen ICL7660 verwendest? Das verändert die Situation grundlegend... Also, jetzt zeige uns mal bitte ein Scopeplot von dieser ominösen "Schwingung" und dann ein Scopeplot vom Ripple des ICL7660.
...nun, es leuchtet mir nach den ausführungen ein, dass es wohl gut ist, den ersten Verstärker so groß wie möglich zu gestalten. Nun stellt sich narürlich die Frage, wie man das Rauschen des ersten Verstärkers bzw. des Inputsignals reduzieren kann? Dort wird ja in der regel die Photodiode direkt angeschlossen. Ist es ratsam, eine Kapazität parallel zur Photodiode zu installieren, um diese "zu beruhigen"? mfg
Fragender schrieb: > Nun stellt sich narürlich die Frage, wie man das Rauschen des ersten > Verstärkers bzw. des Inputsignals reduzieren kann? - andere Photodiode selektieren - Schaltung mit Stickstoff kühlen - Verstärkung zB. um Faktor 10 zu hoch ansetzen und danach um selben Faktor wieder abschwächen > Dort wird ja in der regel die Photodiode direkt angeschlossen. Ist es > ratsam, eine Kapazität parallel zur Photodiode zu installieren, um diese > "zu beruhigen"? Nein ganz und gar nicht.
Fragender schrieb: > Nun stellt sich narürlich die Frage, wie man das Rauschen des ersten > Verstärkers bzw. des Inputsignals reduzieren kann? vergessen: - anderen OpAmp - andere Schaltung - eine Kombination aus JFET + Opamp benutzen, als JFET zB. BF862 - Layout verbessern - LockIn Verstärker aber ich denke dein Aufbau hat noch genügend Potential ;)
Fragender schrieb: > ... > Dort wird ja in der regel die Photodiode direkt angeschlossen. Ist es > ratsam, eine Kapazität parallel zur Photodiode zu installieren, um diese > "zu beruhigen"? > > mfg Ja keine Kapazität parallel schalten da diese das Rauschen des Opamps erhöht. Du musst einen Opamp mit möglichst wenig Rauschen "nV/sqrt(Hz)" nehmen. Ist es denkbar eine Photodiode mit größerer Fläche zu verwenden um mehr Licht einzufangen(ergibt mehr Strom) oder verlangt das Prinzip diese kleine(Durchmesser 0,5mm?) Photodiode.
Helmut S. schrieb: > Ja keine Kapazität parallel schalten da diese das Rauschen des Opamps > erhöht. Du musst einen Opamp mit möglichst wenig Rauschen "nV/sqrt(Hz)" > nehmen. Um Helmuts korrekte Aussage noch zu präzisieren: Helmut meint das beim Opamp das Stromrauschen wichtig ist. Ab einem Punkt wird man dann mit diskreten Bauteilen arbeiten müssen wie eben als Vorstufe einen JFET wie den BF862 oä. benutzen. An dessen Stromrauschen kommen Opamp nicht ran. Interessante AppNotes findest du bei Linear Technologie zu diesem Thema.
desweiteren sollte dann die PD ohne Vorspannung betrieben werden damit der Dunkelstrom der PD nicht zuschlägt. Die PD sollte dann auch in Hinblick auf niedrigem Dunkelstrom selektiert sein (deswegen dann Kühlung zB. mit Stickstoff usw.:) Nachteil bei der Sache ist das die Kapazität der PD wieder zuschlägt und somit die max. Bandbreite des Systems reduziert wird. Gruß hagen
>> Dort wird ja in der regel die Photodiode direkt angeschlossen. Ist es >> ratsam, eine Kapazität parallel zur Photodiode zu installieren, um diese >> "zu beruhigen"? >Nein ganz und gar nicht. Warum nicht? mfg und danke für die bisherigen Antworten
Weil es dann schwingt wie Hulle. Sorry für den TSL, es stimmt, für IR geht der nicht. Such mal nach: DESIGNING PHOTODIODE AMPLIFIER CIRCUITS WITH OPA128 Das dürfte helfen.
Fragender schrieb: >>> Dort wird ja in der regel die Photodiode direkt angeschlossen. Ist es >>> ratsam, eine Kapazität parallel zur Photodiode zu installieren, um diese >>> "zu beruhigen"? > >>Nein ganz und gar nicht. > > > Warum nicht? > 1. die Kapazität die der Opamp sieht wird vergrößert. Beim TIA versucht man mit allen Mitteln diese so gering wie möglich zu halten. Da dies die max. Bandbreite des Systems unnötig verringert. Da nun wieder die Schwingungsneigung erhöht wird was wiederum eine größere Feedbackkapazität Cf bedingt. 2. es gibt bessere Stellen das Gleiche zu erreichen, zB. Cf im Feedbackpfad des Opamps erhöhen. Und dies wird das Rauschen besonders im hochfrequenten Band verringern. 3. das Rauschen der PD entsteht ua. eben durch ihre Kapazität. Großflächige PDs rauschen stärker eben auch durch die größerer Kapazität im Vergleich zu kleinflächigen PDs. 4. der Kondensator rauscht auch. Der TIA verstärkt Ströme. Gruß hagen
@Fragender Weil die Verstärkung des Eingangsrauschen vom Opamps sonst unnötig verstärkt wird. Rauschverstärkung_des_Opamp_Rauschens = (Rfeedback||Xcfeedback)/(Rdiode||Xcdiode) Rdiode ist 100MegaOhm, Cdiode ist nur 1pF. Da braucht man übrigens keine Vorspannung mehr, weil da noch weniger Kapazität nichts mehr verbessert. Mit viel Kapazität parallel zur Diode wird der Nenner klein und damit die Verstärkung groß. Dem kann/muss man generell durch einen C parallel zum Feedback-Widerstand entgegenwirken. Außerdem gibt es bessere JFet Opamps für diese Aufgabe als den AD820. Da musst du halt auch mal bei anderen Herstellern schauen.
Nein, bin ich nicht. Ich hab über R3 einen 1 uF Kondensator gepackt und nun schwingt nix mehr. Für die ersten Tests genügt das, später aber nicht mehr. Spricht also alles für Streukapazitäten, die mich hier geärgert haben. Wie schon gesagt, 1 GΩ-Widerstände sind bestellt sodass ich später auf den zweiten Verstärker verzichten kann. Wie ich grade erfahren habe soll später damit auch Körperschall detektiert werden bis 20 kHz sollten drin sein was wohl heißt, dass ich die Photodiode vorspannen muss.
Sag mal, bist Du echt so erkenntnisresistent? Michael Köhler schrieb: > also alles für Streukapazitäten, die mich hier geärgert haben. Nein, keine Streukapazitäten. Ein invertierender Verstärker mit Gain > 1 muss üblicherweise im Frequenzgang beschränkt werden, weil er sonst schwingt. Genau das macht Dein C über R3. Ausserdem neigt ein OPV mit kapazitiver Last am Ausgang (Kabel zum Oszi) zum Schwingen, deswegen noch 100ohm in Reihe am Ausgang. Steht beides schon oben. > Wie schon gesagt, 1 GΩ-Widerstände sind bestellt sodass ich später auf > den zweiten Verstärker verzichten kann. Du kannst mit den 1 Gohm nicht mal eben einen stabilen Verstärker aufbauen. Sowas baut man auf teflonisolierten Lötstützpunkten auf. > Wie ich grade erfahren habe soll später damit auch Körperschall > detektiert werden bis 20 kHz sollten drin sein was wohl heißt, dass ich > die Photodiode vorspannen muss. Und dann mit 1 Gohm messen? Du solltest Dich mal ernsthaft mit der Beschaltung von TIAs und deren Berechnung beschäftigen, anstatt hier rumzuprobieren. Versuch erstmal, soviel wie möglich Signal in die PD zu bekommen: Lichtquelle, Einkopplung, Auskopplung auf die PD, Fläche der PD optimieren.
Wenn du auf der Platine schon 1pF Leitungskapzität hast und dein Opamp auch nochmal 2pF Eingangskapazität hat, dann bringt doch Vorspannen der Diode nichts mehr. Ob die dann 1pF oder 0.5pF hat ändert am Ergebnis nicht viel. Kauf lieber neben dem 1GOhm noch einen 100MegOhm und einen 300MegOhm Widerstand, falls du die 20kHz nicht hin bekommst. Dafür brauchst du auch einen Opamp mit viel viel mehr als 1MHz GBW.
>Ich hab über R3 einen 1 uF Kondensator gepackt und nun schwingt nix >mehr. Für die ersten Tests genügt das, später aber nicht mehr. Spricht >also alles für Streukapazitäten, die mich hier geärgert haben. Nein, dein zweiter AD820 verstärkt einfach die Störung vom ICL7660, die über die Versorgungsspannung in den OPamp gelangt. Und mit dem 1µF filterst du diese Störung wieder heraus. Besser ist es die Versorgungsspannungen zusätzlich zu filtern, mit einem RC-Glied aus beispielsweise 47R und 47µF. >Wie ich grade erfahren habe soll später damit auch Körperschall >detektiert werden bis 20 kHz sollten drin sein was wohl heißt, dass ich >die Photodiode vorspannen muss. Spätestens dann mußt du den Ripple vom ICL7660, der bei rund 10kHz liegt weg haben...
> Ein invertierender Verstärker mit Gain > 1 > muss üblicherweise im Frequenzgang beschränkt werden, weil er sonst > schwingt. Im Gegenteil. Je höher die Verstärkung desto geringer die Schwingneigung der Stufe. Sieht man doch gut im Bodediagramm. Denk einfach mal über die unterkomensierten OPVs nach, die eine minimale Verstärkung brauchen, um stabil zu sein. Die Schwingneigung der Schaltung oben könnte an einer Einkopplung des Ausgangssignals in den Eingang liegen.
Kai Klaas schrieb: > Nein, dein zweiter AD820 verstärkt einfach die Störung vom ICL7660 Glaub ich weniger aber das werd ich mir noch anschaun. Im Spicemodel hab ich gestern Abend noch einen Kondensator von out zu in_minus mit 100 pF geschaltet und siehe da, auch die Simulation schwingt. Deshalb glaube ich nicht, dass das Schwingen vom ICL 7660 kommt. Aber ich werde es überprüfen. Timm Thaler schrieb: > Sag mal, bist Du echt so erkenntnisresistent? Ein wenig freundlicher wäre nett. Timm Thaler schrieb: > Ausserdem neigt ein OPV mit kapazitiver Last am Ausgang (Kabel zum Oszi) > zum Schwingen, deswegen noch 100ohm in Reihe am Ausgang. Die sind inzwischen drin. Und auch damit schwingt es. Timm Thaler schrieb: > Versuch erstmal, soviel wie möglich Signal in die PD zu bekommen: > Lichtquelle, Einkopplung, Auskopplung auf die PD, Fläche der PD > optimieren. An der PD kann ich nichts ändern (ebensowenig wie an dem angestrebten Messaufbau), dieses ist vorgegeben. Ändern dürfte ich den Emitter was sicherlich auch eine Lösung wäre. Timm Thaler schrieb: > Und dann mit 1 Gohm messen? Du solltest Dich mal ernsthaft mit der > Beschaltung von TIAs und deren Berechnung beschäftigen, anstatt hier > rumzuprobieren. Wie berechnet man es denn richtig? Also ich muss (Vorgabe) einen Strom von bis zu 10 nA auswerten. Bei 1 GΩ ergäbe dies eine Spannung von 10V, mir erscheint dies passend zu sein. Wo klemmt denn da was? Helmut S. schrieb: > Kauf lieber neben dem 1GOhm noch einen 100MegOhm und einen > 300MegOhm Widerstand, falls du die 20kHz nicht hin bekommst. Hm...ich hab auch einen 100 MegΩ und einen 500 MegΩ Widerstand bestellt zum Testen. Die 20 kHz sind ja nur eine Vorgabe, ich weis noch gar nicht ob das System das überhaupt kann. Ist halt auch wieder eine Wunschkonzertgeschichte, soll alles können und nix kosten. Helmut S. schrieb: > Dafür > brauchst du auch einen Opamp mit viel viel mehr als 1MHz GBW. Welchen würdest du vorschlagen? Ich hab noch einen OPA340 und einen OPA124 zur Verfügung. Vielleicht bekomme ich auch einen OPA128.
Hallo, Fang mit dem OPA124 an. Bei 10V und 1GOhm muss man im Datenblatt schauen ob der Widerstand da nicht zu stark nichtlinear wird. Eine größere Bauform hilft da. Parallel zu diesem Widerstand muss eine kleine Kapazität mit 0,xpF oder 0,0xpF je nach gewünschter Bandbreite.
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>Glaub ich weniger aber das werd ich mir noch anschaun. Im Spicemodel hab >ich gestern Abend noch einen Kondensator von out zu in_minus mit 100 pF >geschaltet und siehe da, auch die Simulation schwingt. Aber dann schwingen beide OPamps, im Gegensatz zu deinen früheren Ausführungen.
C3 über alles ist doch völliger Blödsinn. Wer das macht dem kann man nicht mehr helfen.
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Und du bekommst das Schwingen mit einem 1µ Cap nicht weg...
>C3 über alles ist doch völliger Blödsinn. Wer das macht dem kann man >nicht mehr helfen. Lies bitte aufmerksam den Thread durch. Michael hat versucht dort eine Streukapazität anzunehmen, um damit sein Schwingen zu erklären...
@Kai, Danke, das hatte ich nicht mehr so genau mitgelesen. Diese unerwünschte Kopplung könnte er übrigens leicht vermeiden in dem er nur einen Single-Opamp verwendet.
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>Glaub ich weniger aber das werd ich mir noch anschaun. Im Spicemodel hab >ich gestern Abend noch einen Kondensator von out zu in_minus mit 100 pF >geschaltet und siehe da, auch die Simulation schwingt. Deshalb glaube >ich nicht, dass das Schwingen vom ICL 7660 kommt. Aber ich werde es >überprüfen. Die Simulation im Anhang zeigt außerdem, daß, wie schon Jens richtig geschrieben hat, bereits eine Streukapazität von weniger als 1pF ausreicht, um wildes Schwingen zu bewirken. Und: Es schwingen natürlich die Ausgänge beider OPamps! Also, du brauchst da in jedem Fall eine korrekte Abschirmung, wie oben bereits besprochen. Und ich denke nach wie vor, daß der Ärger vom ICL7660 verursacht wird. Aber solange wir hier nur herumraten, anstatt von dir mal aussagekräftige Scopeplots zu Gesicht zu bekommen, kommt hier keine große Freude auf...
Ich kann diese AN zur Theorie der TIAs empfehlen: http://www.ti.com/lit/an/sboa035/sboa035.pdf > Wie berechnet man es denn richtig? Also ich muss (Vorgabe) einen Strom > von bis zu 10 nA auswerten. Bei 1 GΩ ergäbe dies eine Spannung von 10V, > mir erscheint dies passend zu sein. Wo klemmt denn da was? Das Problem ist nicht, die 10nA mit 1 Gohm zu verstärken, sondern das stabil hinzubekommen. Jeder leichte Feuchtefilm auf der Leiterplatte ändert Dir die Verstärkung. Deswegen Aufbau diskret auf Teflonstützpunkten, oder sinnvoll auf 30 Mohm beschränken (100 Mohm bei gutem Aufbau und Kapselung) und den Rest nachverstärken. > Welchen würdest du vorschlagen? Ich hab noch einen OPA340 und einen > OPA124 zur Verfügung. Vielleicht bekomme ich auch einen OPA128. Schau Dir mal OPA380 und OPA381 an, sind direkt für TIAs gemacht, und können single-supply, damit sparst Du die Ladungspumpe als Störquelle. Und Du solltest dringend die Verstärkung auf 2 getrennte OPVs aufteilen (also nicht in einem Gehäuse) und nicht Eingang neben Ausgang legen.
Timm Thaler schrieb: > Du kannst mit den 1 Gohm nicht mal eben einen stabilen Verstärker > aufbauen. Sowas baut man auf teflonisolierten Lötstützpunkten auf. ...und die "Armen" biegen einfach das Beinchen des OPV hoch und löten in der Luft. :-) Gruss Harald
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So, hab heute mal versucht das Oszi abzulichten aber das klappt nicht. Bin halt kein Photograph. Also gibts nur Skizzen. In Skizze hab ich oben den Ausgang (out) skizziert (ca. 5 V/div), unten ist transimpedanz_out (0.5 V/div), Frequenz liegt bei rund 750 Hz. So sah das letzte Woche nicht aus, womöglich hatte da die Messspitze keinen vernünftigen Kontakt. In Skizze2 hab ich den Ripple des ICL7660 skizziert. Vpp davon ist etwa 4 mV, Frequenz ca. 5.2 kHz. Auf meinem Ausgangssignal ist auch ein Ripple zu sehen mit nahezu doppelter Frequenz. Das ist sicher kein Zufall nehme ich an. However, ich werd wohl ein neues Layout machen wobei mir z.Z. noch ein wenig die Idee fehlt wie ich die Leitungen neu und sinnvoll verlege aber Anregungen gabs hier ja einige, danke für die Tipps (u.a. wirds wohl Single-Supply werden).
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