Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Erreichbare Auflösung mit Photodioden


von Sebastian (Gast)


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Hallo zusammen,

Ich hoffe, hier kann mir geholfen werden :)
Ich würde gerne Beleuchtungsstärken im relativ niedrigen Bereich gut 
aufgelöst messen.
Dieser liegt bei etwa 0 bis 50Lx, mit einer Auflösung von 0,01Lx.

Zusätzlich sollte die Diode V(lambda)-angepasst sein, weil ich die 
Sichtbarkeit von Objekten und Lichtquellen abschätzen will.
An die Messfrequenz sind keine enorm hohen Anforderungen gestellt, die 
wird wohl unter 1kHz bleiben.

Ist eine solche Auflösung überhaupt ohne lange Integrationszeiten 
realisierbar? Diagramme in Datenblättern gehen meist nur bis 1Lx und die 
hier häufig empfohlene BPW21 ist durch ihren Dunkelstrom schon 
limitiert, wenn ich das richtig verstehe.

Welche Verstärker (bzw TIA) würden sich für so niedrige Stromstärken (je 
nach Diode ja unter 1nA) eignen?

Vielen Dank und viele Grüße!

von Purzel H. (hacky)


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Wenig Licht bedeutet wenig Strom. Das untere limit ist ueberigens nicht 
der Dunkelstrom, sondern das Rauschen. Der Dunkelstrom macht nur einen 
Offset.
Ich wuerde das Ganze zerhacken und Synchrondetektieren. Das wuerde 
hoehere Verstaerkungen erlauben. dh zwischen Diode und Umgebung eine 
Schlitzscheibe.

Als TIA einen Fet OpAmp, der keinen allzu hohen Offset hat.

von Peter D. (peda)


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Sebastian schrieb:
> An die Messfrequenz sind keine enorm hohen Anforderungen gestellt, die
> wird wohl unter 1kHz bleiben.

1ms ist aber eine sehr hohe Anforderung.
Sobald eine Lichtquelle mit Netzspannung läuft, wirst Du keine stabile 
Messung erzielen.
Die Integrationsdauer sollte schon Vielfaches von 100ms betragen 
(50/60Hz Unterdrückung).

von Kai K. (klaas)


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Du verwendest die BPW21 im Kurzschlußbetrieb, also in der üblichen 
TIA-Schaltung. 20M Widerstand in der Gegenkopplung ergibt dir 10V 
Ausgangsspannung bei 50Lx und 2mV bei 0,01Lx. Also sollte der OPamp eine 
Offsetspannung von weniger als 2mV und einen "input bias current" von 
weniger als 100pA haben, damit du 0,01Lx auflösen kannst. Der 
Dunkelstrom der BPW21 liegt bei typisch 8pA, ist also eher kein Problem.

Problematisch kann die große Detektorkapazität von 580pF werden, die den 
TIA leicht instabil werden läßt. Du brauchst also eine sorgfältige 
"phase lead" Kompensation, damit die "phase margin" des OPamp nicht 
ruiniert wird. Eventuell ist es besser, mit einer anderen Fotodiode zu 
arbeiten, z.B. mit einer BPW34.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines Chopperrads, das 
die Fotodiode in periodischen Abständen abdunkelt. Auf diese Weise 
erhälst du ein AC-Signal und brauchst dir um Offsetspannungen, "input 
bias currents" und Dunkelströmen keine Sorgen mehr zu machen. Auf diese 
Weise kann man eine glimmende Zigarette in einigen 100m Entfernung 
detektieren.

von Sebastian (Gast)


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Vielen Dank euch dreien. :)

Ich beleuchte mit einer LED. Diese will ich modulieren, um das LED-Licht 
vom Umgebungslicht unterscheiden zu können. Daher macht ein Chopper vor 
der Diode denke ich keinen Sinn.
Auswertung hoffe ich in Software realisieren zu können. Habe dazu einen 
AD-USB Datenlogger.

Die BPW34 passt leider nicht zu meinen vis. Spektrum. Andere Vorschläge 
nehme ich aber gern noch entgegen.

Die Detektorkapazität gleiche ich doch mit der Formel C1=(Rd/R1)*Ci von 
http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor 
aus, oder?

Wäre der OPA380 als TIA hier geeignet? BIAS CURRENT: 50pA (max), OFFSET 
VOLTAGE: 25µV (max). Zudem könnte ich den Ausgang mit nem Pull-Down auf 
0 ziehen, das würde mir für meinen ADC entgegenkommen.

von Amateur (Gast)


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@Sebastian

Schon mal an die gute, alte Sammellinse gedacht?

von Michael W. (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Vielen Dank euch dreien. :)
>
> Ich beleuchte mit einer LED. Diese will ich modulieren, um das LED-Licht
> vom Umgebungslicht unterscheiden zu können.

Dann kannst du das empfangene Signal ja synchrondetektieren. Ich habe 
etwas ähnliches mal gemacht (Dissertaion) und damit Nanovolt im 
thermischen Rauschen gut messen können. Im Gesamtsignal konnte man da 
mit dem Auge kein Nutzsignal mehr erkennen. Dies machte mich zu einem 
Fan der Methode. Allerdings waren das langsam veränderliche Signale und 
nichts, was im ms-Bereich abgetastet wurde...Hängt letztlich von der 
Integrationszeit des phasenselektiven Verstärkers ab. Vielleicht nur ein 
möglicher Denkanstoß...

von branadic (Gast)


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Für dich vielleicht von Interesse:

http://www.en-genius.net/site/zones/audiovideoZONE/technical_notes/avt_012312

Teil XI und XII, da es bei der Auslegung hilft.

von Kai K. (klaas)


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>Wäre der OPA380 als TIA hier geeignet? BIAS CURRENT: 50pA (max), OFFSET
>VOLTAGE: 25µV (max). Zudem könnte ich den Ausgang mit nem Pull-Down auf
>0 ziehen, das würde mir für meinen ADC entgegenkommen.

Wenn du mit nur einer Verstärkerstufe auskommen willst, müßtest du 8,2M 
in die Gegenkopplung des OPA380 legen. Stabil wird das Ganze mit einer 
Kapazität zwischen 4,7pF und 22pF parallel zum 8,2M Widerstand. Die 
Bandbreite ist dann aber mit 2kHz recht bescheiden.

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

wenn du mit einer LED belichtest, brauchst du keine Photodiode mit 
optischem Filter, du erzeugst ja nur ein ganz schmales Spektrum.

Gruss Reinhard

von W.S. (Gast)


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Sebastian schrieb:
> Ich würde gerne Beleuchtungsstärken im relativ niedrigen Bereich gut
> aufgelöst messen.

Sebastian schrieb:
> Ich beleuchte mit einer LED. Diese will ich modulieren,

Hehe! Warum schickst du alle anderen erstmal in den April, bevor du die 
eigentliche Katze aus dem Sack läßt?

du willst ja gar keine Beleuchtungsstärken messen, sondern nur die 
reflexion deiner LED! Also nimm einen passenden Empfänger, der für eine 
IR-Fernbedienung gemacht ist und als LED eine IR-LED. Das ist billig und 
funktioniert bestens. Und wenn dir danach ist, kanst du ja noch eine 
rotgelbgrüne LED parallel dazu leuchten lassen.

W.S.

von Sebastian (Gast)


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Danke euch allen für die Anregungen! :)

W.S. schrieb:
> Hehe! Warum schickst du alle anderen erstmal in den April, bevor du die
> eigentliche Katze aus dem Sack läßt?

Das war nicht meine Absicht.

>du willst ja gar keine Beleuchtungsstärken messen, sondern nur die
>reflexion deiner LED!

Jein... ich will das ganze mit der Empfindlichkeit des menschlichen 
Auges bewerten. Also muss ich im vis. Spektrum bleiben. IR wäre mir auch 
lieber, aber das würde alles verfälschen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sebastian schrieb:
> aber das würde alles verfälschen.
Ja, WAS denn verfälschen?
Am Einfachsten für Alle wäre es, wenn du nicht deinen Lösungsansatz 
häppchenweise durchkauen, sondern einfach die Aufgabe beschreiben 
würdest. Oder nicht?

von Sebastian (Gast)


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Sorry für Doppelpost.

Kai Klaas schrieb:
>>Wäre der OPA380 als TIA hier geeignet? BIAS CURRENT: 50pA (max),
> OFFSET
>>VOLTAGE: 25µV (max). Zudem könnte ich den Ausgang mit nem Pull-Down auf
>>0 ziehen, das würde mir für meinen ADC entgegenkommen.
>
> Wenn du mit nur einer Verstärkerstufe auskommen willst, müßtest du 8,2M
> in die Gegenkopplung des OPA380 legen. Stabil wird das Ganze mit einer
> Kapazität zwischen 4,7pF und 22pF parallel zum 8,2M Widerstand. Die
> Bandbreite ist dann aber mit 2kHz recht bescheiden.

Könntest du mir kurz erklären, wie Du auf die Werte kommst?
In deinem ersten Post hattest du von einem 20M Widerstand gesprochen. 
Wieso ändert sich das beim OPA380?
Mit den Formeln vom oben geposteten Link komme ich auch nicht in einen 
Bereich von 4,7pF bis 22pF, geschweige denn auf die Bandbreite... 
Irgendwas scheine ich grob falsch zu machen.

Werde mir jetzt nochmal diverse App-Notes zu dem Thema anschauen.

von Sebastian (Gast)


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Lothar Miller schrieb:
> Sebastian schrieb:
>> aber das würde alles verfälschen.
> Ja, WAS denn verfälschen?
> Am Einfachsten für Alle wäre es, wenn du nicht deinen Lösungsansatz
> häppchenweise durchkauen, sondern einfach die Aufgabe beschreiben
> würdest. Oder nicht?

Ich war davon ausgegangen, dass ich mein Problem für erste Vorschläge 
detailliert genug beschrieben habe: Messbereich 0..50Lx, Auflösung 
0.01Lx, Mess- und Modulationsfrequenz irgendwo unter 1kH (da können so 
weit wie nötig Abstriche gemacht werden). Da mich nur Strahlung 
interessiert, welche der Mensch auch wahrnimmt, muss das ganze im vis. 
Bereich ablaufen.
Es geht also nur noch um die technische Umsetzung, nicht mehr um 
Lösungsansätze selbst. Wenn Photodiode + OP diese Spezifikationen 
ermöglichen, wäre ich zufrieden. :)

Zum Hintergrund: Ja, es geht tatsächlich nur um den reflektierten Anteil 
des Lichts von verschiedenen Objekten bzw Materialien. Und zwar genau 
den, den ein Mensch wahrnehmen würde. Somit will ich ohne großen 
Laboraufwand schnell abschätzen, wie hell div. Materialien empfunden 
werden. Da ich Störlicht nicht definitiv ausschließen kann, will ich 
modulieren. Den Messbereich habe ich schon mit Profi-Equipment bestimmt, 
jetzt will ich selbst ein Schätzeisen basteln. ;)

von branadic (Gast)


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Du bedenkst das du linear misst, das menschliche Auge aber logarithmisch 
empfindet?

von Krangel (Gast)


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Hi,
wenn ich mich in diese Diskussion einmischen darf:
Hier passen ein paar Dinge nicht zusammen:
1. Eine an die Augenempfindlichkeit angepasste Photodiode macht nur bei 
weißer Beleuchtung Sinn. Auch weiße LEDs haben kein gleichmäßiges 
Spektrum.

2.
Sebastian schrieb:
> mit einer Auflösung von 0,01Lx
Sebastian schrieb:
> jetzt will ich selbst ein Schätzeisen basteln.
das passt auch nicht zusammen.

3. Wieso willst du bis 0Lux messen? Da sieht kein Mensch mehr etwas.

Ich würde mir mal überlegen ob nicht die SFH5711 hier passt.


Grüße Krangel

von Kai K. (klaas)


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>Könntest du mir kurz erklären, wie Du auf die Werte kommst?
>In deinem ersten Post hattest du von einem 20M Widerstand gesprochen.
>Wieso ändert sich das beim OPA380?

Weil ich da von einem +-15V gespeisten OPamp ausgegangen bin. Der OPA380 
hängt ja an 5V und erreicht nicht mal vollständig die Rails.

Die Cap-Werte sind das Resultat einer SIMU, genauer einer 
Phasenstabilitätsanalyse. Dabei wurden die Cap-Werte solange von Hand 
optimiert bis der Phasengang keine ungesunden Phaseneinbrüche ("phase 
lags") mehr zeigt.

>Mit den Formeln vom oben geposteten Link komme ich auch nicht in einen
>Bereich von 4,7pF bis 22pF, geschweige denn auf die Bandbreite...
>Irgendwas scheine ich grob falsch zu machen.

Diese Formelchen sind eben das Resultat starker Vereinfachungen.

>Auch weiße LEDs haben kein gleichmäßiges Spektrum.

Aber in der Summe ergeben sie schon weiß.

von Sebastian (Gast)


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branadic schrieb:
> Du bedenkst das du linear misst, das menschliche Auge aber
> logarithmisch
> empfindet?

Ja. :) Zur Auswertung hätte ich die Messwerte aber gerne zunächst 
linear. Da ich nur einen kleinen Messbereich habe, muss ich nicht direkt 
logarithmieren.

Krangel schrieb:

> Auch weiße LEDs haben kein gleichmäßiges
> Spektrum.
Richtig, aber welche Lichtquelle hat das schon... Dafür lässt sich eine 
LED ohne Chopperrad modulieren. Für's erste sollte das reichen, 
vielleicht nutze ich später mal andere Lichtquellen.

> 2.
> Sebastian schrieb:
>> mit einer Auflösung von 0,01Lx
> Sebastian schrieb:
>> jetzt will ich selbst ein Schätzeisen basteln.
> das passt auch nicht zusammen.
Okay, Schätzeisen ist vielleicht etwas untertrieben.

> 3. Wieso willst du bis 0Lux messen? Da sieht kein Mensch mehr etwas.
Aber gerade im Bereich niedriger Beleuchtungsstärken kann das 
menschliche Auge Helligkeitsdifferenzen noch relativ gut unterscheiden.
Außerdem interessiert mich halt auch, wie gut sich so niedrige 
Beleuchtungsstärken mit einem Eigenbau noch messen lassen. Vllt sind 0, 
bzw 0.01Lx als unterste Grenze etwas hoch gesteckt... aber deshalb frage 
ich ja hier nach. :)

> Ich würde mir mal überlegen ob nicht die SFH5711 hier passt.
Danke, werd mit das Datenblatt gleich mal anschauen.


Kai Klaas schrieb:
> Die Cap-Werte sind das Resultat einer SIMU
Womit simulierst du, wenn ich fragen darf? Ich kaue mich grad durch eine 
Einführung in LTSpice, ist so etwas damit möglich?
Ich würde mich auf dem Gebiet gern weiterbilden, da ich bisher wenig im 
analogen Bereich gemacht habe.

von Kai K. (klaas)


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>Womit simulierst du, wenn ich fragen darf? Ich kaue mich grad durch eine
>Einführung in LTSpice, ist so etwas damit möglich?
>Ich würde mich auf dem Gebiet gern weiterbilden, da ich bisher wenig im
>analogen Bereich gemacht habe.

Wenn ich heute Abend Zeit habe, werde ich dir etwas vorbereiten. Ich 
verwende für einfachere Sachen gerne TINA-TI, weil für mich das 
schneller geht.

von Sebastian (Gast)


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Kai Klaas schrieb:
> Wenn ich heute Abend Zeit habe, werde ich dir etwas vorbereiten. Ich
> verwende für einfachere Sachen gerne TINA-TI, weil für mich das
> schneller geht.

Das wäre super, aber Du musst dir deswegen keine Umstände machen. :)
Ich klicke mir grad mal was in TINA zusammen, weil ich den OPA380 
irgendwie nicht in LTSpice einbinden konnte. Mal schauen, ob ich damit 
brauchbare Ergebnisse produzieren kann.

von Sebastian (Gast)


Angehängte Dateien:

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So, nun habe ich aber doch nochmal ein paar Fragen :)

Ich habe in TINA-TI mal mit ein paar Schaltungen gespielt. Dann wollte 
ich Deinen (Kai Klaas) Vorschlag nachbauen... wenn ich die "AC Transfer 
Characteristic" simuliere, gehen Gain und Phase allerdings schon ab 10Hz 
flöten. Stimmt irgendwas in meiner Schaltung nicht? Ein Bild habe ich 
angehängt.
Welche Analyse-Methoden sollte man bei einem potenziell schwingendem 
System denn generell anwenden? Reicht es, eine Sprungantwort zu 
betrachten, oder gibt es noch andere Dinge zu beachten?

Was kann man für Photodioden als Sperrschichtwiderstand annehmen? Da im 
Datenblatt der BPW21 nichts angegeben ist, habe ich mal 10M genommen... 
ist das realistisch?

Vielen Dank und viele Grüße

von Kai K. (klaas)


Angehängte Dateien:

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Mit dem Ersatzschaltbild der Fotodiode zu arbeiten, ist schon mal gut. 
Für R2 in deinem Schaltplan kannst du den Dunkelstrom von 8pA bei 10mV 
aus dem Datenblatt verwenden. Damit kommst du auf rund 1G.

Die Phasenganganalyse betrachtet jetzt die Phasenverschiebung zwischen 
Ausgangsspannung des OPamp und zwar vor der "open loop output impedance" 
und der Eingangsspannung am "-" Eingang des OPamp. Die 
Phasenverschiebung, die sich dabei ergibt, addierst du zur "open loop 
phase versus frequency" im Datenblatt auf Seite 5 links oben. Im 
gesamten Übertragungsbereich des OPamp, also von nahe DC bis rund 100MHz 
sollte dann die Phase die -90° Linie um nicht mehr als zusätzliche 60° 
nach unten verlassen. Das gilt für niedrige Frequenzen weit unterhalb 
der "unity gain bandwidth". Für hohe Frequenzen sollten es nicht mehr 
als 30° sein, eher weniger.

Man kann jetzt noch die Verstärkung mit einbeziehen, aber die 
Phasebetrachtung soll hier mal genügen.

Im Anhang siehst du die Ersatzschaltung zur Phasenganganalyse. Es wird 
eine "open loop output impedance" von 40R aus dem Datenblatt übernommen.

Im ersten Bild siehst du die Situation bei einer Gegenkopplungskapazität 
von 0pF. Die Phase haut schon bei sehr niedrigen Frequenzen nach -90° 
ab. Die Schaltung ist also sehr instabil.

Im zweiten Bild siehst du die Situation bei einer 
Gegenkopplungskapazität von 10pF. Hier ist das Verhalten bei hohen 
Frequenzen vorbildlich: Bei 100MHz haut die Phase um weniger als 14° in 
den negativen Bereich ab. Das Phasenminimum bei rund 250Hz von rund -75° 
wird um rund +15° nach oben korrigiert (siehe Datenblatt). Also ergibt 
sich eine Phasenverschiebung von insgesamt rund -60°. Das ist völlig 
akzeptabel. Die allermeisten Aktivfilter haben einen solchen Phasengang 
und sind dabei völlig stabil.

Im letzten Bild ist der Frequenzgang der gesamten Schaltung gezeigt.

von Timm T. (Gast)


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Da Du die genauen Parameter der PD nicht kennst, kleiner Trick aus dem 
Studium: Löte statt des Kondensators zwei verdrillte Drähte an. Gib ein 
optisches Rechtecksignal auf die PD (LED, Chopper) und zwicke so lange 
Draht ab, bis Du einen sauberen Rechteck hast (so wie Du einen 
Oszi-Tastkopf abgleichst). Wenn das Signal überschwingt, hast Du zu viel 
abgeknipst.

Wenn Du willst, kannst Du die Drähte auslöten, ausmessen und durch eine 
passende feste Kapazität ersetzen.

Achte auf kurze Messleitungen zum Oszi. Wäre nicht der erste OPV, der 
wegen zu hoher kapazitiver Last schwingt.

von Kai K. (klaas)


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>Da Du die genauen Parameter der PD nicht kennst, kleiner Trick aus dem
>Studium: Löte statt des Kondensators zwei verdrillte Drähte an.

Hhm, er kennt doch die Ersatzschaltung ausreichend genau genug. Und wenn 
man es denn nur mit Ausprobieren herausfinden könnte, würde ich lieber 
bekannte keramische Caps schnell an- und wieder ablöten.

>Wenn Du willst, kannst Du die Drähte auslöten, ausmessen und durch eine
>passende feste Kapazität ersetzen.

Bei einer Kapazität im pF-Bereich?? Na, dann mal los!

von Sebastian (Gast)


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Herzlichen Dank für die Hilfe. :) Das hat schon mal deutlich zu meinem 
Verständnis beigetragen.
Am Wochenende werde ich weiter machen... wenn später konkrete Ergebnisse 
oder weitere Fragen auftreten, melde ich mich wieder.

von chill (Gast)


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Ich klink mich hier mal ein, weils ganz gut passt und andere Threads zu 
dem Thema Stabilität gegengekoppelter OP schon deutlich älter sind. Ich 
hab im Studium nen  kleines bisschen dazu gehört und wollt mir mal ein 
paar praktische Beispiele anschauen, wie man Stabilität in der Realität 
bestimmt. Ich verstehe aber hier die Phasenganganalyse, die Kai Klaas 
beschreibt, nicht so ganz. (Dieser Post: 
Beitrag "Re: Erreichbare Auflösung mit Photodioden")

Ich hab in Vorlesungsunterlagen gelesen, dass ein OP in Gegenkopplung 
bei einer Phasenverschiebung von -180° instabil wird, weil sich dann die 
180° vom invertierenden Eingang aufheben und eine Mitkopplung entsteht. 
Das versteh ich soweit.

Deshalb (und jetzt bin ich mir unsicher) wird der Phasengang zwischen 
"-" und Ausgang des OPs bestimmt. Das ganze wird ohne den OP gemacht, 
damit wir wissen, was die äußere Beschaltung an Phasendrehung 
verursacht. Diese darf dann zusammen mit der "open loop phase", also der 
Phase, die der OP alleine verursacht, die -180° nicht überschreiten, 
bzw. es muss noch entsprechend Reserve übrig sein. Ist das richtig?

Was ist in diesem Zusammenhang die Phase vom "closed loop"? Ist das der 
Phasengang in Bild 3? Denn dort werden ja scheinbar doch die -180° 
Phasendrehung erreicht, bevor der Gain unter 1 fällt.. das würde ja dann 
doch wieder instabil sein, oder???

Und noch eine Frage habe ich: Ich habe irgendwo gelesen (Quelle find ich 
nich mehr), dass die Gain eines Op generell mit 20db/decade fallen 
sollte, ansonsten wäre die Schaltung schlecht designt. Wenn ich mir hier 
die Bilder anschaue, ist das aber nicht der Fall. Ist es richtig, dass 
pro Pol im Übertragungsverhalten ein weiterer Knick mit -20db/decade 
hinzuaddiert wird? Hat das Auswirkungen auf die Stabilität?

von Uwe (Gast)


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Lock-in Verstärker z.B. AD630 !?

von Arc N. (arc)


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Sebastian schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> Ich hoffe, hier kann mir geholfen werden :)
> Ich würde gerne Beleuchtungsstärken im relativ niedrigen Bereich gut
> aufgelöst messen.
> Dieser liegt bei etwa 0 bis 50Lx, mit einer Auflösung von 0,01Lx.

ALS sind keine Option?

LX1973
http://www.microsemi.com/existing-parts/parts/47475#docs-specs
0.001 Lux

ISL29033
http://www.intersil.com/en/products/optoelectronics/ambient-light-sensors/light-to-digital-sensors/ISL29033.html
Auflösung 0.0019 Lux

MAX44006/8 (Farbe, Infrarot + Helligkeit)
http://www.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/7357

von M. K. (sylaina)


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Kai Klaas schrieb:
> Wenn du mit nur einer Verstärkerstufe auskommen willst, müßtest du 8,2M
> in die Gegenkopplung des OPA380 legen. Stabil wird das Ganze mit einer
> Kapazität zwischen 4,7pF und 22pF parallel zum 8,2M Widerstand. Die
> Bandbreite ist dann aber mit 2kHz recht bescheiden.

Der AC-Simulation mit OPA380 würde ich aus Erfahrung keinen Glauben 
schenken. Hab auch einen Photo-Verstärker mit dem OPA380 aufgebaut. Die 
Simu sagte Grenzfrequenz von ca. 13 kHz sollte das haben. Bei der 
Vermessung im Labor kam dann raus, dass die Schaltung nen Grenzfrequenz 
im mittleren, dreistelligen kHz-Bereich hatte. Ich nehm an du benutzt 
auch das Modell von TI, oder? ;)

von Kai K. (klaas)


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>Der AC-Simulation mit OPA380 würde ich aus Erfahrung keinen Glauben
>schenken. Hab auch einen Photo-Verstärker mit dem OPA380 aufgebaut. Die
>Simu sagte Grenzfrequenz von ca. 13 kHz sollte das haben. Bei der
>Vermessung im Labor kam dann raus, dass die Schaltung nen Grenzfrequenz
>im mittleren, dreistelligen kHz-Bereich hatte.

Das Datenblatt zeigt für den OPA380 einen etwas merkwürdigen Phasengang. 
Von daher könntest du Recht haben. Schaltungen mit so schnellen OPamps 
wie dem OPA380 muß man in jedem Fall genau durchmessen. Da darf man sich 
auf eine Simulation niemals voll verlassen. Eine Simu kann aber trotzdem 
sehr hilfreich sein und einen "Weg" aufzeigen.

>Ich nehm an du benutzt auch das Modell von TI, oder? ;)

Ja.

Ich hatte mal Schwierigkeiten mit dem Spice-Modell des OPA340. Die Simu 
zeigte mir einen sehr optimistischen Phasengang, der eigentlich gar 
nicht stimmen konnte. Durch Zufall fand ich im TI-Forum ein neueres 
Modell, das ein TI-Mitarbeiter für einen Frager hinsichtlich anderer 
Parameter verbessert hatte, das für mich dann plötzlich auch korrekt 
war. Da kommt man natürlich ins Grübeln...

Phasenganganalysen mache ich gerne ohne das Spice-Modell des jeweiligen 
OPamps. Ich brauche dann nur die "open loop output impedance" und 
berücksichtige dann auch noch starke Schwankungen von ihr.

von M. K. (sylaina)


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Kai Klaas schrieb:
> Durch Zufall fand ich im TI-Forum ein neueres
> Modell, das ein TI-Mitarbeiter für einen Frager hinsichtlich anderer
> Parameter verbessert hatte, das für mich dann plötzlich auch korrekt
> war. Da kommt man natürlich ins Grübeln...

Klingt spannend. Hast du das Model griffbereit und könntest es mir 
schicken? Würde imch auch interessieren.

von Kai K. (klaas)


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>Klingt spannend. Hast du das Model griffbereit und könntest es mir
>schicken? Würde imch auch interessieren.

Findest du hier, im zweiten Beitrag:

http://e2e.ti.com/support/amplifiers/etc_amplifiers__other_linear/f/18/t/87826.aspx

von Timm T. (Gast)


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Michael Köhler schrieb:
> Hab auch einen Photo-Verstärker mit dem OPA380 aufgebaut. Die
> Simu sagte Grenzfrequenz von ca. 13 kHz sollte das haben. Bei der
> Vermessung im Labor kam dann raus, dass die Schaltung nen Grenzfrequenz
> im mittleren, dreistelligen kHz-Bereich hatte.

Da spielt aber auch Deine Photodiode mit rein. Mit Vorspannung erhöhst 
Du die Grenzfrequenz, hast aber auch stärkeres Rauschen.

von M. K. (sylaina)


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Timm Thaler schrieb:
> Da spielt aber auch Deine Photodiode mit rein. Mit Vorspannung erhöhst
> Du die Grenzfrequenz, hast aber auch stärkeres Rauschen.

Und auch nen höheren Offset. Das ist mir durchaus bewusst, hat aber nix 
daran geändert, dass die Simu Welten von der Realität entfernt war und 
wenn ich mir den Link von Kai so ansehe liegts schlichtweg am Modell für 
den OPA380 denn unsereins ist nicht der einzige der hier deutliche 
Abweichungen festgestellt hat.

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