Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Blitzdauer mit Fotodiode messen


von Rainer F. (alles_muss_weg)


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Hallo,

ich möchte die Leuchtdauer von Elektonenblitzgeräten messen. Dazu habe 
ich in Sperrichtung 20 Volt an eine BPW 21 mit einem 22 kOhm 
Vorwiderstand angelegt. Die am Widerstand abfallende Spannung zeichne 
ich mit einem Speicheroszi auf. Man kann auch sehr schön die steil 
ansteigende Flanke erkennen, aber die Kurvenform auf dem Oszi-Schirm 
scheint mit der Theorie nicht sehr viel gemeinsam zu haben.

Hintergrund:
Bei voller Blitzleistung wird der Hochvolt-Elko nach dem Zünden der mit 
Xenon gefüllten Röhre entladen. Wenn man jedoch eine geringere 
Blitzleistung einstellt, wird während des Entladevorgangs der Stromkreis 
(Elko <-> Blitzröhre) unterbrochen. Eine geringere Einstellung der 
Blitzleistung hat somit keinen weniger hellen, sondern einen kürzeren 
Blitz zur Folge.

Dieses Unterbrechen des Stromkreises sollte man doch mit der Fotodiode 
erkennen können. Immerhin bewegen wir uns hierbei im Bereich von 0,5 
ms/Div und sind weit entfernt von den Grenzen des Oszis bzw. der 
Fotodiode. Meine Aufzeichnungen sehen bezgl. der Kurvenform jedoch immer 
identisch aus, nur die Amplitude ändert sich, was jedoch aufgrund der 
Funktionsweise des Blitzgerätes nicht möglich ist, da der Elko wird 
immer mit der gleichen Spannung aufgeladen wird.

Habe ich da was übersehen oder mache einen Denkfehler? Die BPW 21 sollte 
hierfür ideal sein, weil sie schnell genug ist und ihre empfindliche 
Wellenlänge der des menschlichen Auges entspricht, also nicht UV oder 
IR.

Wäre schön, wenn mir jmd. helfen könnte.

VG, Rainer

von Purzel H. (hacky)


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22k ist auch nicht grad die passende Zeitkonstante, bedenkend die 
Photodiode hat ein paar 100 Pico, gemaess Datenblatt. Nimm da mal 100 
Ohm oder so.

von Falk B. (falk)


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@  Rainer F. (alles_muss_weg)

>ich in Sperrichtung 20 Volt an eine BPW 21 mit einem 22 kOhm
>Vorwiderstand angelegt. Die am Widerstand abfallende Spannung zeichne
>ich mit einem Speicheroszi auf.

Wie angeschlossen? 10:1 Tastkopf?

> Man kann auch sehr schön die steil
>ansteigende Flanke erkennen, aber die Kurvenform auf dem Oszi-Schirm
>scheint mit der Theorie nicht sehr viel gemeinsam zu haben.

Bild?

>(Elko <-> Blitzröhre) unterbrochen. Eine geringere Einstellung der
>Blitzleistung hat somit keinen weniger hellen, sondern einen kürzeren
>Blitz zur Folge.

Das ist ein übliches Verfahren. Denn für die Belichtung zählt nicht die 
Helligkeit sondern Lichtmenge = Energie.

>Dieses Unterbrechen des Stromkreises sollte man doch mit der Fotodiode
>erkennen können.

Sicher.

> Immerhin bewegen wir uns hierbei im Bereich von 0,5
>ms/Div und sind weit entfernt von den Grenzen des Oszis bzw. der
>Fotodiode.

Wenn der Aufbau stimmt.

Hmm, mein Datenblatt sagt, das die nur 10V Sperrspannung verträgt. Und 
dabei ca. 300pF Sperrschichtkapazität hat. Macht mit 22k ~6,6µs 
Zeitkonstante. OK, passt.

> Meine Aufzeichnungen sehen bezgl. der Kurvenform jedoch immer
>identisch aus, nur die Amplitude ändert sich, was jedoch aufgrund der
>Funktionsweise des Blitzgerätes nicht möglich ist, da der Elko wird
>immer mit der gleichen Spannung aufgeladen wird.

Hast du das nachgemessen?

von mse2 (Gast)


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Hmm, interessant! Das muss ich auch 'mal machen mit meinem Blitzgerät...
Um zu verifizieren, ob sich Dein Messaufbau so träge verhält oder 
wirklich das Messobjekt, würde ich ihn (den Messaufbau) folgendermaßen 
prüfen:
Nimm eine Dauerlichtquelle und zerhacke deren Licht mechanisch 
(irgendwie mit 'nem rotierenden Zahnrad oder dergleichen (so wie Fizeau 
die Lichtgeschwindigkeit gemessen hat).
Dann hast Du auf jeden Fall ein bekanntes (oder zumindest berechenbares) 
Zeitverhalten der Lichtquelle und kannst sehen, ob Dein Messaufbau das 
so wiedergibt.

von Rainer F. (alles_muss_weg)


Angehängte Dateien:

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> Wie angeschlossen? 10:1 Tastkopf?
Korrekt!

> Bild?
jetzt ja. Die anderen Messungen lohnten nicht, fotografiert zu werden :)

> Das ist ein übliches Verfahren. Denn für die Belichtung zählt nicht die
> Helligkeit sondern Lichtmenge = Energie.
Genau. Und bei Systemblitzgeräten wird es nur über die Zeit und bei 
Studioblitzen häufig auch über die Spannung geregelt.

> Hast du das nachgemessen?
Nein, Ich will meine Speedlites nicht zerlegen, aber anders kann es gar 
nicht sein, sonst könnte die erforderliche Blitzlichtmenge nicht 
innerhalb weniger Millisekunden eingestellt werden (E-TTL Messung).


Bin fertig. Was habe ich gemacht:
- Sperrspannung auf 10V reduziert
- Widerstand durch 10k ersetzt
- Blitz ausgelöst
- ahaaaaa!

Danke an alle, ich hätte nicht mit so einem schnellen Ergebnis 
gerechnet!

EDIT für "Nicht-Fotografen": Die Bildnamen kennzeichnen die 
Blitzleistung, z.B. 128 bedeutet Ein Hundertachtundzwanzigstel. Je 
größer die Zahl, desto kleiner die Leistung.

von Oops (Gast)


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Die Skalierungen waeren noch interessant gewesen. mV/div & us/div

von Rainer F. (alles_muss_weg)


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> Die Skalierungen waeren noch interessant gewesen. mV/div & us/div
vertikal:     2V/div
horizontal: 20µs/div bei Bild 128 und 32
            50µs/div bei Bild 8
           200µs/div bei Bild 2
           500µs/div bei Bild 1

von Falk B. (falk)


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@  mse2 (Gast)

>Nimm eine Dauerlichtquelle und zerhacke deren Licht mechanisch
>(irgendwie mit 'nem rotierenden Zahnrad oder dergleichen (so wie Fizeau
>die Lichtgeschwindigkeit gemessen hat).

Ächz Im Zeitalter des LED(fetischismus) würde man einfach ein LED 
nehmen und dort eine satten Strompuls durchjagen, so im Bereich 
100-500mA. Muss ja nicht lang sein, 100µs reichen bei 100ms 
Periodendauer. Schon hat man eine brauchbare Kalibrierquelle.

von Ruepel (Gast)


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Leider nicht. Denn die Effizienz der Led ist vom Strom abhaengig, nimmt 
natuerlich mit zunehmenden Strom ab.

von Jens G. (jensig)


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@Ruepel (Gast)

>Leider nicht. Denn die Effizienz der Led ist vom Strom abhaengig, nimmt
>natuerlich mit zunehmenden Strom ab.

Undwen interessiert das jetzt?

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ne LED hat irgendwo einen optimalen Arbeitspunkt. Sinnvollerweise da, wo 
der Chip dann ausreichend groß ist. Denkt an Uf und die quadratische 
Entwicklung des Die-Preises im Verhältnis zur Die-Fläche!


Weiß jetzt nicht so recht was wirklich gefragt ist, aber moderne 
Blitzgeräte werden mit IGBTs gesteuert. Die Leistung wird über die 
Einschaltdauer des IGBT kontrolliert. Die obigen Kurven zeigen schön die 
Auslösung des Blitzereignisses und das Abklingen. Die Röhre geht ja 
lange Zeit nicht mehr von alleine aus. Der IGBT schnürt dann den 
Röhrenstrom irgendwann abrupt ab.

Vor langer Zeit habe ich mal die maximale Modulationsfrequenz einer 
Blitzröhre mit einem kräftigen IGBT-ähnlichen Transistor getestet. Bei 
einer Disco-Röhre kommt man so auf ca. 1KHz. Schneller geht nicht, weil 
das Plasma doch kräftig nachleuchtet. Die Ionisationszeit ist erheblich 
länger, so daß man nicht nachzünden muß. Man schaltet den Strom einfach 
nur wieder ein. Leider waren die Transen damals nicht kräftig genug - so 
knackte es jedesmal etwas aus dem TO218 ;-) Der Strom war an die 200A.

von Tom P. (booner)


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@ Ruepel und Abdul,

ich glaube, bei der LED ging es nicht um Blitzersatz sondern um ein 
bekanntes Signal zum testen des Messaufbaus zu erzeugen?

Grüße,

Tom

von Floorz (Gast)


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Ja davon ging ich auch aus. Dabei sollte man sich aber an die 
Spezifikationen der LED halten und nicht kuerzere Einschaltdauer mit 
Ueberstrom zu kompensieren versuchen. Das Verhalten Strom zu Licht ist 
nichtlinear und die Lebensdauer nimmt ab.

von Falk B. (falk)


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@  Floorz (Gast)

>Ja davon ging ich auch aus. Dabei sollte man sich aber an die
>Spezifikationen der LED halten und nicht kuerzere Einschaltdauer mit
>Ueberstrom zu kompensieren versuchen.

Mann O Mann, gehts du auch immer rechts im Zimmer wenn du auf' Klo 
gehst?
Für so einen Qucik & Dirty Test kann man auch mal ne LED für 10 Cent 
hart überfahren. Muss nicht die nächten 100 Jahre halten.

> Das Verhalten Strom zu Licht ist
> nichtlinear

Interessiert bei AN/AUS keine Sau.

>und die Lebensdauer nimmt ab.

Dito.

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