Die Auflösung eines PSD ist durch das Rauschen des PSD selbst und des TIA begrenzt. Doch wie ermittle ich anhand des Datenblattes des PSDs jetzt praktisch die minimal detektierbare Positionsänderung? Der PSD sei mit 5V vorgespannt, es handelt sich um folgenden Typ: http://www.pollin.de/shop/downloads/D120404B.PDF Als TIA sei ein OPA656 angenommen, mit Rf=10k und seinen 7nV/sqrt(Hz) sowie 1.3fA/sqrt(Hz) und die Bandbreite sei 100kHz. Die Lichtquelle möge mal eine SFH 4650 sein, da ich gerade kein passendes Datenblatt einer IR-Laserdiode zur Hand habe. Lässt sich mit diesem Wissen die minimale Positionsänderung abschätzen ohne die Schaltung erst aufzubauen und das messtechnisch zu ermitteln? Falls ja, kann mir jemand den Weg aufzeigen? Herzlichen Dank.
Timo schrieb: > Doch wie ermittle ich anhand des Datenblattes des PSDs > jetzt praktisch die minimal detektierbare Positionsänderung? Hast du einen Link zu einem Datenblatt des PSD? Dort müßten Signaländerung über den Weg und Sensorrauschen spezifiziert sein. Zur Verringerung des Rauschens hilft eine Begrenzung der Bandbreite. Außerdem kommt es drauf an, wie gut bei dem Sensor die Normierung auf das Gesamtsignal funktioniert.
Alles vorausgesetzt der Lichtfleck ist klein genug. Was bei einer laserdiode nicht wirklich der fall ist... um auf die mikrometer aufloesung zu kommen, die solche optischen bausteine bieten muss man mit einem HeNe kommen, sonst wird das nichts.
> Die Auflösung eines PSD ist durch das Rauschen des PSD selbst und des > TIA begrenzt. Glaube ich nicht, rauschen kann man durch Kondensatoren wegmitteln wenn man mit der geringeren Bandbreite zufrieden ist. Eher der Offsetdrift des OpAmps und ungleichmässige Erwärmung des Chips werden die Ergebnisse beeinflussen, sind aber schwer zu berechnen.
MaWin schrieb: > Eher der Offsetdrift des OpAmps und ungleichmässige Erwärmung des Chips Die Größen dürften sich eher auf die Genauigkeit auswirken und den Absolutwert driften lassen. Mit der Auflösung haben die wenig zu tun.
Mit den Datenblättern für den PSD und dem OpAmp allein lässt sich die Positionsauflösung nicht abschätzen. Michael schrieb: > Dort müßten Signaländerung über den Weg und Sensorrauschen spezifiziert > sein. Das Datenblatt in dem soetwas spezifiziert ist möchte ich gern mal sehen. Bei www.sitek.se wirst du das vergeblich suchen. Da hier schon Pollin verlinkt wurde, da wurde vor einiger Zeit der 1L5_CP1 der Firma Sitek verkauft: http://www.sitek.se/pdf/psd/S1-0009-1L5_CP1.pdf Michael schrieb: > Zur Verringerung des Rauschens hilft eine Begrenzung der > Bandbreite. Bei einer vorgegebenen Bandbreite ist solch eine Antwort einmal komplett an der Fragestellung vorbei gerutscht. T. roll schrieb: > Alles vorausgesetzt der Lichtfleck ist klein genug. Was bei einer > laserdiode nicht wirklich der fall ist... um auf die mikrometer > aufloesung zu kommen, die solche optischen bausteine bieten muss man mit > einem HeNe kommen, sonst wird das nichts. Ein PSD bestimmt die Position des Schwerpunktes einer Lichtquelle. Daher ist jedes gauss'sche Intensitätsprofil vorstellbar und beschränkt nicht auf einen bestimmten Laser-Typ. Noch genauer formuliert sollten Lasermoden 00, 10, 20 und 30, die einen ausgeprägten Schwerpunkt aufweisen, funktionieren. MaWin schrieb: > Glaube ich nicht, rauschen kann man durch Kondensatoren wegmitteln > wenn man mit der geringeren Bandbreite zufrieden ist. Diese Antwort ist ebenfalls wieder an der Fragestellung vorbei gerutscht. Wenn die Bandbreite vorgegeben ist brauche ich diese doch nicht zur Diskussion stellen. Das Problem ist, dass sich einige Faktoren nicht oder nur schwer abschätzen lassen werden. In "Noise Analysis for Position-Sensitive Detectors" wurden vier dominaten Rauschquellen identifiziert: "...Simulation results show that the four dominant noise sources in descending order are, intensity noise related to the light source, amplifier voltage noise, thermal noise due to the feeedback resistor and shot-noise due to the dc photocurrent..." Und genau da liegt dann auch das Problem, das "Intensitätsrauschen" wird man nicht ohne weiteres abschätzen können und beim Schrotrauschen wird man sich ebenfalls schwer tun. Zudem ist das Rauschen auch noch abhängig von der Position des einfallenden Lichtstrahls auf dem PSD. Im Paper kommen sie, bei der Verwendung eines 12mm langen PSD von Hamamatsu (S1353) mit R=200k und eines TL071 mit Rf=33k jedoch auf 4nm/sqrt(Hz) bei der Auswertung der Amplituden. Wenn man die Lichtquelle sinusförmig moduliert und die Phasensignale auswertet auf 9nm/sqrt(Hz) bei 50kHz und 6nm/sqrt(Hz) bei 70kHz. Ich empfehle dir diese Veröffentlichung mal zu lesen, dann hast du einige Anhaltspunkte mit denen man eine erste optimistische Abschätzung durchführen könnte.
branadic schrieb: > Ich empfehle dir diese Veröffentlichung mal zu lesen Mal wieder ein IEEE "Geheimpapier" für schlanke 31€. Mitglieder bekommen's günstiger.
Student schrieb: > Mal wieder ein IEEE "Geheimpapier" für schlanke 31€. Mitglieder > bekommen's günstiger. So "geheim" kann es gar nicht sein, ich habe es direkt über IEEE kostenlos herunterladen können, allerdings nicht erst heute. Ich habe das Gefühl das es daran liegt das Wochenende ist. Hier kann man auch mal reinschauen: http://www.inst.bnl.gov/~poc/ShortCourse_Documents/NSS2009/Detector Signal Processing_2009_Notes.pdf Allerdings wird es auch hier an den unbekannten Parametern scheitern. Noch einigermaßen ausführlich ist dieses Datenblatt: http://www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/s3931_etc_kpsd1002e06.pdf
Höher integrierte PSDs, wie z.B. der iC-OD, mit getakteter Abtastung ermöglicht eine höhere Empfindlichkeit und kompensiert Temperaturdrift und Gleichlicht. Ein deutsches Datenblatt gibt es hier: http://www.ichaus.biz/upload/pdf/OD_datasheet_D4de.pdf .
Welche Billig Laserdiode bringt denn einen Gaussmode? Alle, die ich bisher sah brachten ein irgendwie elliptisches Geschmier.
T. roll schrieb: > Welche Billig Laserdiode bringt denn einen Gaussmode? Wieso muss es immer billig sein? Wir nutzen zum Großteil Laserdioden von ULM Photonics und drehen uns die Linsen für unsere Applikationen selbst (natürlich nicht auf einer normalen Drehbank), sodass wir ein Gaussprofil erhalten. Das Profil der Laser-Linsen-Kombination wird mittels Messgerät auch jedes mal verifiziert.
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