Hab mich hier Mal durchgelesen, so wie auch durch viele AppNotes. Trotzdem würde mich noch eure Meinungen dazu interessieren, da ich definitiv nicht der Analog-Typ bin, und immer für einen Ratschlag dankbar bin. Mein Problem: Hobbymässig finde ich es interessant Lumineszenzerscheinungen sichtbar zu machen (z.B. von verschiedenen Kristallen). Doch leider haben Langzeitbelichtung, sowie "normale" Nachtsichtgeräte ihre Grenzen. Deshalb möchte ich Mal ausloten, was mit einer Photodiode möglich ist, mit rel grosser Fläche (BPX61) im Vergleich zu den oben erwähnten Methoden. Spektralbereich soll VIS bis NIR sein. In einer späteren Version dann auch mit einer SWIR-Diode. Vorgesehen ist, das Teil auf eine x/y-Servo-Vorrichtung zu klemmen um damit Stück für Stück ein statisches Bild aufzubauen. Ich hätte da vorerst Mal an eine Auflösung von 128x64 gedacht. Nun möchte ich also aus der BPX eine möglichst grosse Empfindlichkeit rausholen, da einige dieser Lumineszenzen, wie erwähnt, sehr sehr schwach sind. In der Literatur, welche ich dazu gelesen habe, wurden dazu immer Photomultiplier eingesetzt. Doch an sowas komme ich nicht ran. Zudem haben Photomultipliert eben selbst das Problem, dass Sie nur bis in den NIR-Bereich kommen. Mein Ziel ist es später auch den SWIR-Bereich zu sehen. Also wären meine Anforderungen: Möglichst hohe Empfindlichkeit mit Photodiode, bei einer Frequenz von ca 100Hz. Luminsezenzerscheinungen sind selber leider oft ziemlich transient, deshalb sollte die Dauer für ein Gesamtbild einige Minuten nicht überschreiten. Zuerst hätte ich an einen TIA gedacht (Diode mit 0V Spannungsabfall), mit schon ziemlich hohem Widerstand. Danach dann eventuell noch weitere Verstärker, sodass man auch noch etwas Spielraum zum Anpassen der Verstärkung hat. Es sind ja nicht alle Erscheinungen gleich schwach... Ich hab dann aber hier noch einige andere interessante Ideen gehört. Z.B. über einen Integrator. Der ACF2101 wurde hier genannt. Gibt es sowas auch in 1-fach Ausführung? Eine andere Idee war ein optischer Chopper, um dann ein AC-Signal zu bekommen um die Offsets weg zu bekommen. Da sehe ich etwas das Problem in der praktischen Ausführung, um den optischen Zugang 100% perfekt abzudecken. Aber sicherlich eine sehr interessante Idee. Was meint Ihr, welcher Variante wäre eurer Meinung nach die beste für diese Applikation? Wie gesagt, bin ich der Digitaltechniker, und bei Analog bin ich immer dankbar für Vorschläge. BTW: Im Umgang mit Schaltungen für kleine Ströme habe ich schon ein klein bisschen Erfahrung beim Bau eines Ion-Counters und eines Elektrometers sammeln können. Die Probleme mit den Kriechströmen sind mir also bekannt, weshalb ich die kritischen Bereich halt immer Freiluft verdrahte. BTW2: Wo kann man eigentlich diese Teflon PCB-Insets kaufen, die Keithley in Ihren Dinger benutzt? Damit die Freiluftverdrahtung wenigstens nicht ganz so Freiluft ist ;-). (Falls das gerade einer wissen sollte)
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>Deshalb möchte ich Mal ausloten, was mit einer Photodiode möglich ist, >mit rel grosser Fläche (BPX61) im Vergleich zu den oben erwähnten >Methoden. Mit einer gewöhnlichen Photodiode wie der von Dir genannten BPX61 bekommst Du doch allenfalls ein Elektron pro Photon -- das ist nicht viel. Was man mit dem Auge nicht sieht, wirst Du damit nicht gut nachweisen können. Wenn Du keine Photomultiplier verwenden kannst, wäre die Alternative wohl Avalanche-Photodioden. Oder, nach Wikipedia eventuell Photowiderstände, die sind auch recht empfindlich -- wusste ich gar nicht. http://de.wikipedia.org/wiki/Photomultiplier#Alternativen Oder, ohne Elektronik, villeicht einfach ein Analogfilm und Langzeitbelichtung?
Salewski schrieb: > Wenn Du keine Photomultiplier verwenden kannst, wäre die Alternative > wohl Avalanche-Photodioden. Vielleicht kannst du auch gebraucht eine Micro-Channel Plate (MCP) abgreifen, wie sie z.B. in manchen Nachtsichtgeräten verwendet wird.
Salewski schrieb: > Mit einer gewöhnlichen Photodiode wie der von Dir genannten BPX61 > bekommst Du doch allenfalls ein Elektron pro Photon -- das ist nicht > viel. Was man mit dem Auge nicht sieht, wirst Du damit nicht gut > nachweisen können. Seh ich ähnlich. Wenns mit Photodiode sein soll unbedingt nach einer umschaun, die auch im entsprechenden Wellenlängenbereich empfindlich ist. Möglicher Weise müssen hier auch mehrere Photodiode zum Einsatz kommen um alle gewünschten Wellenlängenbereiche abzudecken. Als TIA benutze ich gerne für sowas den OPA340 falls eine TIA-Lösung in Frage kommt.
Hui Bu schrieb: > Der ACF2101 wurde hier genannt. Gibt es > sowas auch in 1-fach Ausführung? -> IVC102 > Wo kann man eigentlich diese Teflon PCB-Insets kaufen, die > Keithley in Ihren Dinger benutzt? Beitrag "Re: Waschen von Platine bzw. PTFE Isolatoren"
Wow, erstmals vielen Dank an Alle! >Mit einer gewöhnlichen Photodiode wie der von Dir genannten BPX61 >bekommst Du doch allenfalls ein Elektron pro Photon -- das ist nicht >viel. Was man mit dem Auge nicht sieht, wirst Du damit nicht gut >nachweisen können. Ich hätte jetzt gedacht 1 Elektron per Photon wäre viel, war mir aber nicht bewusst wie empfindlich unser Auge tatsächlich ist. Hab das jetzt Mal nachgesehen: Wow unser Auge kann tatsächlich einige wenige Dutzend Photonen pro Sekunde erkennen!!! Nicht schlecht. So gesehen, wäre wohl wenn überhaupt mit einer Photodiode, nur der Ansatz über einen Integrator sinnvoll, mit langen Integrationszeiten... (Also eine Art elektronische Langzeitbelichtung) >Wenn Du keine Photomultiplier verwenden kannst, wäre die Alternative >wohl Avalanche-Photodioden. Oder, nach Wikipedia eventuell >Photowiderstände, die sind auch recht empfindlich -- wusste ich gar >nicht. Hab mir das Mal ganz kurz angesehen. Das Problem bei den Fotowiderständen scheint das Rauschen zu sein, sodass man über einen langen Zeitraum mitteln muss. Dafür bekommt man rel kostengünstig viel Fläche. Edit3:Dank an Harald und Wiki. Ja hier scheint die Zeitkonstante auch eine erhebliche Rolle zu spielen. Zudem habe ich seltsamerweise in keinem Datenblatt der LDRs bei denen ich nachgesehen habe die Spektrale Empfindlichkeit angegeben zu sein, sondern nur die Peak-Wellenlänge. Was soll denn das??? Sonst wäre es vielleicht wirklich einen Versuch Wert, zumal die Dinger echt günstig sind. Man müsste halt schauen wie träge die Dinger wirklich sind in diesem kleinen Bereich. Die Avalanche-Photodioden tönen IMHO sehr interessant. Einfach das Photomultiplier-Prinzip auf Halbleiter übertragen. Kannte ich vorher noch gar nicht. Das grosse Problem sehe ich darin, dass mein Endziel eben eigentlich wäre, die Strahlung im SWIR-Bereich (1-3um) zu messen. Ich hätte da bis jetzt an eine InAs Photodiode gedacht. Mal schauen, ob ich in dem Bereich auch eine Avalanche-Diode finde. Das äquivalent zum Fotowiderstand wäre dort wohl ein PbS Sensor. Wobei auf den Hersteller Seiten gesagt wird, dass die InAs Photodioden besser geeignet wären um schwache Signale zu messen. Mal schauen. Hab jetzt also wieder eine neue Richtung zum Stöbern.... @Christian: Vielen Dank Edit: Hmm, habe mir das gerade Mal kurz angesehen. Die SWIR Avalanche Dioden, die ich bis jetzt gesehen habe, haben selbst wenn Sie als "large area" bezeichnet werden gerade Mal 0.2mm Durchmesser. So gesehen bringt mir dann eine Verstärkung in der Diode von 10-100 auch nichts, wenn ich einfach eine Photodiode in dem Bereich haben kann mit dem 100fachen an Fläche. Oder liege ich da falsch? Edit2: So gesehen, müsste ich halt einfach eine fette Linse benutzen, dass macht den Aufbau aber wieder einiges komplizierter (vor allem die Servo-Mechanik). Zudem muss die Linse dann auch noch im SWIR-Bereich gehen...was die Sache dann teuer macht...Mal schauen...
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Also ich würde Dir den TIA empfehlen und wenn das nicht reicht, dahinter einen Integrator. Wenn es der TIA nicht schafft, geht es nicht. Allerdings frage ich mich andersrum, warum Du nicht einfach eine Fotokamera benutzt. Die Belichtungszeit kannst Du dann größer stellen. Die können zwar kein Infrarot, aber sind für die Aufgabe bestens geeignet. Für Infrarot könntest Du einen optischen Frequenzverdoppler vorschalten. Sollte alles nicht reichen - was ich nicht glaube - dann könntest Du noch einen kompletten CCD-Sensor zusammenschalten. Bei allem wird es sehr wichtig sein äußerste Dunkelheit zu haben.
>Allerdings frage ich mich andersrum, warum Du nicht einfach eine >Fotokamera benutzt. Die Belichtungszeit kannst Du dann größer stellen. >Die können zwar kein Infrarot, aber sind für die Aufgabe bestens >geeignet. Für Infrarot könntest Du einen optischen Frequenzverdoppler >vorschalten. Wie gesagt: Die Fotokamera wird bereits benutzt. So wie es aussieht, wird man aber wohl keine bessere Empfindlichkeit auf elektronischer Weise erhalten können als diese. Zudem gibt es eben das Problem, dass ich das angehen möchte, weil ich schlussendlich im SWIR-Bereich Bilder haben möchte, wo die Kamera absolut blind ist. Der Aufbau für VIS/NIR soll hauptsächlich ein Test sein, wie gut das Prinzip an sich funktioniert. Wenn das nicht gut geht, kann ich mir die teuren SWIR-Komponenten sparen... Wie genau soll das denn mit diesem Frequenzverdoppler funktionieren??? Umgekehrt habe ich es sicher schon gesehen: Aus kurzwelligem Licht, langwelliges zu machen über einen Kristall (nur für diskrete Wellenlängen). Aber aus langwelligem, kurzwelliges? Dafür bräuchte es ja irgendwas aktives, da man dafür ja Energie liefern muss. Was gibt es denn da so, ohne grosses Eigenrauschen? edit: >Also ich würde Dir den TIA empfehlen und wenn das nicht reicht, dahinter >einen Integrator. Wenn es der TIA nicht schafft, geht es nicht. Ist eine Idee. Dazu noch eine Frage: Wäre es eventuell von Vorteil die Diode über einen sehr hochohmigen Widerstand (eventuell mehrere Gigaohm) zu betreiben, um direkt die Spannung abzulesen. Der Vorteil wäre, dass das Spannungsrauschen des OpAmp, dann egal wäre, und nur das Stromrauschen relevant. Aber da gibt es sehr gute OpAmps. Lustigerweise wird dieses Prinzip ja bei Ion-Counters verwendet, wovon ich erst dachte, die würden dafür auch TIAs nehmen. Aber scheinbar geht es so besser.
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Hui Bu schrieb: > Wie genau soll das denn mit diesem Frequenzverdoppler funktionieren??? > Umgekehrt habe ich es sicher schon gesehen: Aus kurzwelligem Licht, > langwelliges zu machen über einen Kristall (nur für diskrete > Wellenlängen). Aber aus langwelligem, kurzwelliges? Siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzverdopplung Die meisten, grünen Laserpointer arbeiten mit diesem Prinzip. Für normale Fotokameras gibt es aber spezielle, infrarot- empfindliche Filme. Gruss Harald
>Siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzverdopplung >Die meisten, grünen Laserpointer arbeiten mit diesem Prinzip. Da steht leider auch, dass das nur für starke Lichtquellen funktioniert. Ist also wohl leider keine Option. >Für normale Fotokameras gibt es aber spezielle, infrarot- >empfindliche Filme. Leider nur bis in der NIR-Bereich. Es gibt keine chemisch aktiven Filme mehr für den SWIR-Bereich...Leider...
Evtl. hilft ja ein Umbau einer DigitalCamera da weiter ... --> http://www.gerdneumann.net/deutsch/service/umbauservice.html Hui Bu schrieb: > Zudem gibt es eben das Problem, dass ich das angehen möchte, weil ich > schlussendlich im SWIR-Bereich Bilder haben möchte, wo die Kamera > absolut blind ist. > Der Aufbau für VIS/NIR soll hauptsächlich ein Test sein, wie gut das > Prinzip an sich funktioniert. Wenn das nicht gut geht, kann ich mir die > teuren SWIR-Komponenten sparen...
>Evtl. hilft ja ein Umbau einer DigitalCamera da weiter ... --> >http://www.gerdneumann.net/deutsch/service/umbauservice.html Ist alles nur für NIR-Bereich. Halt wo Si noch geht... Und mit einem Digitalkamera CCD kann man sowas eh vergessen, da das Eigenrauschen viel viel zu stark ist. Edit: Bzgl der Idee, wie beim Ionen-Counter mit dem grossen Widerstand im "Spannungs-Modus" des OP, ist whl das grosse Problem das C der Photodiode, welche dann zusammen über den Widerstand fast nicht entladen werden kann. Hmm, aber vielleicht könnt man da, die Photodiode jeweils mechanisch entladen...oder über den anderen Pin der Diode.
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Ich glaub ich werd einfach Mal die verschiedenen Varianten austesten im VIS/NIR-Bereich, um zu sehen was wohl die beste Lösung ist, und wie gut diese ist. Kann dann immernoch entscheiden, ob dann mit dieser Performance der Switch in den SWIR-Bereich Sinn macht. Im VIS/NIR Bereich sind die Komponenten ja billig, und auch selbst gute OpAmps kosten nicht mehr die Welt.
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Hui Bu schrieb: > Und mit einem Digitalkamera CCD kann man sowas eh vergessen, da das > Eigenrauschen viel viel zu stark ist. Die meisten Konsumer Digitalkameras haben CMOS-Sensoren. Gegen Eigenrauschen von Kameras hilft viel Kalt. 40K unter Umgebung mit Peltier-Kühler im Winter ist schon eine Ansage. CCD Kameras für Astronomieanwendung werden fast nur so gebaut.
>Die meisten Konsumer Digitalkameras haben CMOS-Sensoren. Mittlerweile schon, wobei die CMOS Dinger noch ein grösseres Rauschproblem haben, für sowas also völlig ungeeignet sind. >Gegen Eigenrauschen von Kameras hilft viel Kalt. 40K unter Umgebung mit >Peltier-Kühler im Winter ist schon eine Ansage. CCD Kameras für >Astronomieanwendung werden fast nur so gebaut. Lol, ich fand ja so lustig, als ich mir die SWIR-Photodioden, die angeboten werden so angesehen habe. Die gibt es mit einem Peltier, oder mit einem Doppel-Peltier-Stack, bis zu einem 5fach-Peltier-Stack um die Diode auf -85°C zu kühlen... Und dann natürlich die Stickstoff gekühlten... Aber ich denke die Consumer-Kamera Chips sind wirklich derart schlecht bzgl Rauschen, dass es IMHO nicht viel Sinn macht, sowas als Grundlage zu nehmen, selbst wenn man kühlt. Da dann IMHO doch lieber einfach konventionelle Kamera und Langzeitbelichtung mit einem guten Film. Sicher gibt es auch teure Kameras mit besseren Chips, aber für das Geld bekommt man auch schon dedizierte Sensoren die noch einiges besser sind.
Ein CCD Chip ist schon eine gute Alternative zur Photodiode. So schlecht sind auch die aus den Consumer Kameras nicht - nur halt relativ klein. Für den echten IR Bereich ist ein CCD aber eher keine Option. Schon in sichtbaren bringt kühlen einiges - im IR Bereich noch einmal deutlich mehr. Von der Optik muss man halt sehen so viel wie möglich von dem Licht einzufangen. Der Sensor darf dabei auch klein sein, wenn noch kein Licht verloren geht. Gerade im IR Bereich kann man das geringere Rauschen eines kleineren Sensors ggf. auch ausnutzen. Bei der Messung mit IR Fotodiode und Abscannen wird es ggf, auch darauf hinauslaufen der Kristall mehrfach anzuregen. Ein Photowiderstand ist an sich einer Photodiode unterlegen - nur ist da halt eine größere Fläche (bzw. mehr Segmente) deutlich günstiger zu bekommen, so dass es bei gleichem Preis ggf. doch wieder lohnen kann. Gerade im IR Bereich kommt das Rauschen meist von Sensor, und der TIA ist nicht mehr so kritisch wie bei einer Si Photodiode.
Okay, wenn der Frequenzverdoppler zu viel Licht braucht könnte man auch den umgekehrten Weg gehen und statt FIR in NIR oder VIS zu bringen, einfach in den elektromagnetischen Bereich mit einem Frequenzkamm runterteilen. Das funktioniert sicher mit kleinen Signalquellen, denn dafür wurde er u.a. entwickelt, allerdings wird es da wohl am Preis scheitern. Insofern einfach einmal einen TIA aufbauen mit Deiner Fotodiode und dann sehen was raus kommt. Ein guter TIA - mit gutem OPV also - ist extrem empfindlich. Ich denke damit kann man wenige hundert Photonen detektieren, evtl. sogar weniger, immerhin werden damit auch Ströme in ultrakleinen Einzeltransistoren gemessen, in denen auch nur wenige hundert oder weniger Elektronen beteiligt sind. Das Rauschen ist ebenfalls klein und wie gesagt, wenn es immer noch nicht reicht, dann einen Integrator dahinter, über den man dann sozusagen die Belichtungszeit steuern kann. Derintegrator entfernt dann angenehmerweise auch noch weißes Rauschen zum größten Teil. Ist insgesamt schaltungstechnisch sehr einfach, erfordert aber viel Sorgfalt beim Aufbau.
Ich würde die Aufgabe mit einen Photomultiplier ( Röhre ) lösen. Den Multiplier in ein lichtdichtes Gehäuse setzen und als einzige Öffnung einen Lichtleiter von aussen reinführen. der Lichtleiter endet im Gehäuse vor der empfindlichen Fläche des Multipliers. Draußen wird der Lichtleiter unterbrochen ( auch in einer lichtdichten box ). In der Box läuft eine motorgetriebene Codierscheibe ( Schlitzscheibe ) um das Signal zu zerhacken ( chopper ). Die Amplitude des "Tonsignals" hängt damit also von der Lichtstärke ab und lässt sich mit beliebigen Methoden weiterverarbeiten. Photomultiplier ( Hamamatsu ) sind in diesem Wellenlängenbereich oft günstig bei Ebay etc. zu schnappen. Nur der Schaltungsaufwand ist höher. Für die Versorgung des Multipliers werden meistens ca. 1kV DC benötigt. Ok, ist schon etwas Bastelei... aber ich kenne nichts empfindlicheres.
Stefan M. schrieb: > Ich würde die Aufgabe mit einen Photomultiplier ( Röhre ) lösen. Ja, das ist wohl eine der wenigen Anwendungen, wo Röhren den Halbleitern noch überlegen sind.
Ja, ich werde wohl Mal den TIA Aufbau versuchen, auch in verschiedenen Varianten. Werd wohl auch Mal rein zum Testen Mal ein Experiment zusätzlich mit LDR machen. Nur Mal so zum Vergleich. Wenn ich nur irgendwo bei den LDRs finden würde, was die für eine spektrale Empfindlichkeit haben... Bzgl Photomultiplier: Sicherlich eine Lösung für den VIS bis NIR -Bereich. Aber bei SWIR ist eben leider auch ein Photomultiplier keine Option mehr. Mein Ziel wäre ja etwas um SWIR-Bilder zu machen. Ich wollte vorher einfach einen Testaufbau für VIS/NIR machen. Zudem hätte ich eventuell gedacht, dass ich so noch etwas weiter komme als mit Langzeitbelichtung, aber dem scheint nicht so. Also wird es schlussendlich darauf hinauslaufen etwas im VIS/NIR zu testen, und dann in den SWIR-Bereich gehen. So gesehen ist für mich dann der Aufwand für den Multiplier gestorben, da ich dort keine Option habe, in den SWIR-Bereich zu kommen. Mir scheint generell, so wie ich mich umgesehen habe, als ob der SWIR-Bereich in etwa der teuerste Bereich in der Wellenlängen-Gegend ist. LWIR (Thermokamera) ist dann wieder einiges kostengünstiger. Bei SWIR-Kameras kosten die billigsten low-end schon 5-stellige Summen, und solche, die wirklich low-noise/high-gain sind, sind erstens unbezahlbar (6-stellig) und zweitens wegen Rüstungsbeschränkungen praktisch nicht erhältlich. Für das Geld würde ich mir aber dann auch lieber ein Haus kaufen wollen...;-) >Ja, das ist wohl eine der wenigen Anwendungen, >wo Röhren den Halbleitern noch überlegen sind. Aber eben leider nicht bis in den Bereich 3um...
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Hui Bu schrieb: > Aber eben leider nicht bis in den Bereich 3um... Das hat dann aber nichts mit dem Verstärkerprinzip Sekundärelektronenvervielfacher zu tun, sondern Du brauchst einen passenden Sensor. Für den von Dir gesuchten Wellenbereich werden die nur selten benötigt, also wird da die Suche etwas schwieriger. Vermutlich ist da das INet auch nicht die richtige Suchbasis, sondern eher die klassische Methode des Anrufs bei einschlägigen Anbietern. Gruss Harald
>Das hat dann aber nichts mit dem Verstärkerprinzip >Sekundärelektronenvervielfacher zu tun, sondern Du >brauchst einen passenden Sensor. Schon klar, nur gibt es eben leider scheinbar keine bekannte Kathodenbeschichtung, die bei so langen Wellenlängen, noch den Photoeffekt zeigt. Laut Wiki soll es tatsächlich Röhren geben, mit so einer Spezialbeschichtung, die immerhin auf 1.7um kommen (was immernoch zu wenig wäre). In der Praxis habe ich so eine Röhre aber eh noch nie gesehen. Und die Standard-Multiplier (z.B. mit Ag-O-Cs) haben eh in etwa die gleiche spektrale Empfindlichkeit wie Si (d.h. kurz über 1um ist Ende Gelände...). Auf Halbleiter basierende Photodioden und -Widerstände bekommt man überall, welche in diesem Bereich arbeiten. Sind halt etwas teurer...
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Alles was Du mit einer guten DSLR im Langzeitmodus nicht siehst, siehst Du mit einer Photodiode nie und nimmer. Bedenke, dass Du ja auch ein bilgebendes Objektiv brauchst! Einfach eine Fotodiode hin und herschieben macht kein Bild. Was für Lumineszenzen mit welcher Intensität willst Du denn genau messen? MWIR? Vergiss es. Was soll da denn das Objektiv sein?
>Bedenke, dass Du ja auch ein bildgebendes Objektiv brauchst! Einfach eine >Fotodiode hin und herschieben macht kein Bild. Lol, wenn das Objekt im Vergleich zur Diode rel gross ist, sollte das schon gehen, wenn man den optischen Winkel des Sensors verkleinert (simpelste Lösung Röhre drüber stülpen, oder eben eine Linse) und nah dran ist. Das wäre zumindest meine Idee. >MWIR? Vergiss es. Was soll da denn das Objektiv sein? Nö, SWIR (Ich habe ja nie von MWIR geredet). Da geht Glas bis Quarzglas zum Glück immernoch (gerade noch...). Dass ich im VIS/NIR-Bereich nicht bessere Empfindlichkeit bekomme als mit einer Langzeitbelichtung ist mir mittlerweile leider schon bewusst geworden. Würde also jetzt prinzipiell nurmehr darum gehen, eine SWIR-Lösung zu erhalten. Dafür würde ich dann aber eben zuerst Mal einen Testaufbau im VIS/NIR machen, nur um zu schauen, wie gut eben die erhaltene Bildqualität in etwa machbar ist. Wenn das nur Grütze gibt, lass ich es bleiben. Sonst investiere ich eben in eine gute SWIR-Diode. >Was für Lumineszenzen mit welcher Intensität willst Du denn genau >messen? Alle möglichen querfeldein. Ich finde es interessant, so, diese sonst unsichtbaren Effekte sichtbar zu machen. Nun würde mich eben auch der SWIR-Bereich interessieren, um Mal eine ganz neue Welt zu erkunden, da es meist viel mehr Lumineszenzen in diesem Bereich gibt, weil sie eben weniger Energie benötigen.
Karl Otto schrieb: > MWIR? Vergiss es. Was soll da denn das Objektiv sein? Was ist MWIR denn nun wieder für ein Spektralbereich? Zwischen 2 und 10µm geht ein Objektiv mit Germaniumoptik recht gut. http://www.edmundoptics.de/optics/optical-lenses/ir-lenses/standard-germanium-plano-convex-pcx-lenses/3080
>Was ist MWIR denn nun wieder für ein Spektralbereich?
MWIR liegt zwischen SWIR und LWIR. Also oberhalb von 3um (SWIR) und
unterhalb von dem, was man umgangssprachlich als Thermokamera bezeichnet
(LWIR).
Und wie bereits erwähnt, für SWIR braucht man zum Glück noch keine
teuren Speziallinsen...
Aber wie gesagt, ich werde, wenn ich die Zeit finde, Mal einen TIA
VIS/NIR-Test-Aufbau machen, und Mal schauen, was rauskommt.
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Hmm, hab mich noch etwas weiter umgeschaut bzgl Schaltungen. Dabei bin ich über eine IMHO ziemlich geniale Idee gestossen, wie man sehr exakt sehr kleine Ströme messen kann (bis in den Attoampère Bereich). Erklärung der Schaltung hier: http://www.artificial-electrode.de/index.php?option=com_content&view=article&id=11&Itemid=11 Das Grundschema der Schaltung habe ich angehängt. Ich werde ja versuchen verschiedene OpAmp-Schaltungen zu testen. TIA oder auch über Shunt. Aber eben gerade bei der Shunt-Lösung habe ich mir schon gedacht, dass der interne Widerstand dann ein extremes Problem wird, bzw. es gar keinen Sinn macht einen wirklich grossen Widerstand als Shunt zu nehmen. Aber diese Methode macht die Sache einfach umgekehrt, d.h. ein Integrator sorgt dafür, dass der Sensoreingang immer auf Masse ist, und der Shunt wird "umgekehrt" benutzt. Diese Schaltung werde ich definitiv auch testen. Wobei ich bei eine Photodiode eh das Problem habe, dass ich vermutlich ein fettes Rauschen von der Diode bekomme... Aber wie gesagt, ich werde Mal die verschiedenen Varianten testen.
Direkt so wird die Schaltung nicht funktionieren. Zum einen sind bei beiden OPs die Eingänge Vertauscht. Dann muss zwischen dem Ausgang des rechten OPs und dem Eingang des linken noch ein Widerstand.
>Direkt so wird die Schaltung nicht funktionieren. Zum einen sind bei >beiden OPs die Eingänge Vertauscht. Dann muss zwischen dem Ausgang des >rechten OPs und dem Eingang des linken noch ein Widerstand. Lol, stimmt. Ist mir gar noch nicht aufgefallen... Ist aber vom Prinzip her klar. Ihre endgültige Schaltung war dann scheinbar eh etwas komplizierter, gemäss Text: >Die vollständige Operationsverstärkerschaltung umfaßt zur Vermeidung sehr >großer Widerstände noch einen oder zwei Spannungsteiler (ST1 und ST2). An >dem nichtinvertierenden Eingang des Integrierers läßt sich der >Gesamtoffset des Regelsystems mit T1 bis T3 exakt einstellen. Leider gibt es keine Referenz zu ST1/2 und T1/3. Meint er vielleicht mit ST1/2 T-Netzwerke? Vermutlich spielt diese Erklärung auf einen Artikel an aus Elektronik Ausgabe 5/99. Darin ist ein Bericht über das Messen von Attoampere: "Dr. Peter Schönweitz Atto-Ampere einfach messen Wie weniger als 700 Elektronen je Sekunde erfaßt werden können" Leider findet man die Ausgabe nirgends Online. Werd Mal nachfragen, ob man den Artikel bekommen kann...oder ich schau Mal in der Bibliothek nach. Edit: Ja, hab's mir schon Mal in der Bibliothek reservieren lassen. Auch wenn es für diese Anwendung jetzt nicht wirklich Sinn macht, bin ich doch neugierig geworden. Würde sich irgendwer sonst dann noch dafür interessieren? Dann könnte ich ja dann Mal posten, was in dem Artikel steht.
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Lol, rein aus Neugier hab ich Mal bei einem Hersteller nachgefragt, was so ein Photomultiplier (Kathodenfläche 3x8mm) kostet, der immerhin bis auf 1700nm kommt (ist auch ein Standard-Produkt). http://www.hamamatsu.com/jp/en/product/category/3100/3001/R5509-73/index.html Der Preis ist doch etwas ausserhalb meiner Möglichkeiten: 18'000 CHF Und das ist noch ohne Kühlung, denn der Multiplier muss man mit flüssigem Stickstoff kühlen. Der Kühlbehälter für ringsum kostet nochmals 12'000CHF
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War nun in der Bibliothek. Anbei ein Scan der Gesamtschaltung, wie Sie dort angegeben ist. Lustigerweise wurde auch dort der Widerstand für den Integrierer vergessen. Aber vom Prinzip her ja klar. Aber ein paar Sachen finde ich schon seltsam: Was soll diese Konstruktion mit den mehrerer Potis zum Einstellen des Offsets für einen Nutzen haben. Bis jetzt bei solch ähnlichen Schaltungen, habe ich immer, wie es meist in den Datenblättern angegeben ist, einen Widerstand auf GND, und vor dem Widerstand noch 1 bis Spannungsteiler und dann ein Poti von U+ zu U-. So kann man das GND noch ein bisschen verschieben. Zudem würde ich noch eine Kapazität vor den Eingang hängen. Aber solche Details hat er wahrscheinlich eh weggelassen. Er benutzt ja die Spannungsteiler ST1/ST2, sodass er keine so grossen Widerstände benötigt. In den Appnotes wird aber immer davor abgeraten, weil es das Rauschen zusätzlich verstärkt. Wobei mir aber auch nicht ganz klar ist wieso, und ob das hier auch gilt. Sehe ich das richtig, dass man für den Spannungsfolger einen OpAmp möchte mit hoher Bandbreite und einem sehr niedrigem Stromrauschen. Kleines Spannungsrauschen ist sicherlich auch gut, aber das Stromrauschen ist relevanter. Sehe ich das richtig? Beim Integrierer hingegen, so wie ich das sehe, ist das Stromrauschen praktisch irrelevant, und deshalb lieber einen nehmen mit kleinem Spannungsrauschen. Er benutzt übrigens für den Integrierer einen 10nF Kondensator, mit 100 Ohm Widerstand. Das seltsame ist, dass er eine Sprungantwort bekommt, welche etwa 10ms dauert, bis der Endwert erreicht ist. Laut der Zeitkonstante R*C sollte das aber irgendwie viel schneller passieren, nämlich innerhalb von etwa einer Mikrosekunde. Ist das bedingt durch die Bandbreitenbegrenzung des OpAmp? Oder hat er sich einfach verschrieben, und meinte einen 100kOhm Widerstand? Wie gesagt, bin ich nicht der Hirsch im Analogen...
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In der Schaltung fehlt immer noch der Widerstand zwischen den OPs - also der zum Integrierer. Die Zeitkonstante ergibt sich aus dem fehlenden Widerstand, dem Kondensator und den Spannungsteilern. Das Rauschen setzt sich halt zusammen aus dem Stromrauschen des OPs(rechts), den Rauschen vom Shunt und dem Spannungsrauschen der OPs (beide zusammen) geteilt durch den Shunt-Winderstand mit Quellimpedanz parallel. Da hilft es schon ganz erheblich, wenn der Shunt groß ist - die Spannungsteiler sind da keine Hilfe, sondern nur ein Ersatz für eine weitere Verstärkung hinter der ganze Schaltung. Eine leichte Teilung hilft ggf. bei der Stabilität der Schaltung. So einen wirklichen Vorteil bringt die Schaltung mit 2 OPs auch nicht gegen dem klassischen TIA mit einem OP. Ggf. taugt die Schaltung als Prinzipschaltung um zu verstehen wie es geht wenn man für den Puffer OP rechts einen FET als Sourcefolger nutzt. Für eine IR _ Photodiode ist der TIA sowieso eher das kleinere Problem. Die Leckströme sind da deutlich größer als bei Si Photodioden und entsprechend weniger kritisch ist der TIA. Eine Frage ist dann noch wie groß die Kapazität des Detektors ist - eine große Detektorkapazität braucht in der Regel dann ein geringes Spannungsrauschen.
> In der Schaltung fehlt immer noch der Widerstand zwischen den OPs - also > der zum Integrierer. Die Zeitkonstante ergibt sich aus dem fehlenden > Widerstand, dem Kondensator und den Spannungsteilern. Wieso haben die Spannungsteiler da auch noch einen Einfluss??? > So einen wirklichen Vorteil bringt die Schaltung mit 2 OPs auch nicht > gegen dem klassischen TIA mit einem OP. Hab mich auch gefragt, wo der Vorteil hier liegt. Ich vermute das liegt an der extremen "Verstärkung" (wenn man bei einem TIA davon sprechen will). In der Applikation aus dem Artikel wird "verstärkt", sodass 0.1fA auf 1V gewandelt werden. Das ist schon eine ziemlich fette Nummer. Mit einem Widerstand wären das 10 Petaohm...hmm deshalb wohl auch die Spannungsteiler... (so wie ich das verstanden habe, benutzt er einen 100MegaOhm Shunt, und der Rest geht über die Spannungsteiler) Ich vermute, dass wenn man bei einem normalen TIA bei wirklich grossen Rückkopplungswiderständen Probleme bekäme. Und es ist ja immer besser, nicht nachzuverstärken, da man dann das Rauschen der ersten Stufe direkt mitverstärkt. (so wie ich das verstanden habe) BTW: Die Applikation aus dem Artikel für diese Schaltung ist das Messen von Ionenströmen in Zellen. Diese sind sehr sehr klein... BTW2: Übrigens, wird erwähnt, dass selbst bei diese Verstärkung das SNR immer noch ziemlich gut ist, sodass er sich vorstellen könnte, dass man sogar noch eine oder zwei Dekaden mehr verstärkt. Kann ich mir ehrlich gesagt nicht wirklich vorstellen. Edit: Ich muss sagen, dass ich das ganze etwas unglaubwürdig finde. Etwas mit so einer kleinen Zeitkonstante und dann soll es auch noch so eine hohe Auflösung haben. Das geht doch bei dem Rauschen des OpAmp gar nicht??? Die verwendeten OPA111 haben ja alleine typical: 0.4fA/SQRT(Hz) an Strom-Rauschen.
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OK, hab Mal versucht das ganze Durchzurechnen. Und falls ich richtig gerechnet habe (wovon ich nicht wirklich überzeugt bin), dann ist der Unterschied zwischen einem TIA und diesem 2 OpAmp Ansatz tatsächlich der, dass durch die Spannungsteiler das Spannungsrauschen des Spannungsfolgers nicht verstärkt wird. Wenn ich das bei einem normalen TIA durchrechne, bekommen ich eine Verstärkung des Spannungsrauschen genau im Verhältnis des Spannungsteilers. Und bei so kleinen Strömen geht es wohl schlicht nicht ohne Spannungsteiler (oder eben sogar zwei). Das macht dann eine solche extreme Umwandlung auf 1V/0.1fA mit einem TIA unmöglich (man hätte nur noch das Spannungsrauschen am Ausgang). Zudem sehe ich noch den Vorteil, dass man zwei verschiedene OpAmps nehmen kann: Einer mit sehr kleinem Stromrauschen, und einer mit sehr kleinem Spannungsrauschen. So in einer ersten Übersicht, würde ich da Mal den LME49990 und den LMC6081 probieren. Beide sind ziemlich billig. Sehe ich das alles so richtig? Wie gesagt, nicht dass ich jetzt denke, dass das bei einer Photodiode wichtig wäre. Mich interessiert nur gerade diese Schaltung, über die ich gestolpert bin. Vielleicht hätte ich da besser einen weiteren Thread dazu eröffnet... Ich habe Mal bzgl Stromrauschen in den Datenblättern nachgesehen. Dieses wird seltsamerweise relativ selten graphisch dargestellt über alle Frequenzen. Aber da wo dies der Fall ist, zeigt es gerade ein umgekehrtes Verhalten zum Spannungsrauschen. D.h. unten raus, bei tiefen Frequenzen bleibt das Stromrauschen konstant niedrig, und ab einer gewissen Frequenz fängt es dann anzusteigen. Eben praktisch gleich, wie das Spannungsrauschen, nur umgekehrt. Ist das immer so? BTW: Es ist echt dämlich, dass bei den meisten Herstellern in der parametrischen Suche das Stromrauschen nicht dabei ist... So muss man Bauteil für Bauteil das Datenblatt anschauen... Denn, wie ich festgestellt habe, korreliert der Bias- oder Offset-Strom überhaupt nicht mit dem Stromrauschen.
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Hat die Schaltung mal jemand aufgebaut? Was sind das für komische Potis? Und wieso drei? Welche Werte haben denn die Komponenten? Der Widerstand der fehlt, ist der im Rückkoplungspfad unten lang, oder?
> Hat die Schaltung mal jemand aufgebaut? Wie gesagt, stammt die Schaltung aus einem Artikel aus Elektronik 5/1999. Die Schaltung wird scheinbar verwendet um Ionenströme in Zellen zu messen. >Was sind das für komische Potis? Zum Einstellen des Offsets. > Und wieso drei? Hab ich mich auch gefragt. Wieso es da ein Spindeltrimmer nicht auch getan hätte... Aber prinzipiell ist schon klar wieso: Wenn man so drei Potis mit verschiedenen Grössen hat, dann kann man bei einem Poti grob den Offset einstellen, dann beim nächsten feiner, und beim letzten dann ganz fein. Ok, vermutlich kann man so sogar feiner einstellen, als mit einem normalen Spindeltrimmer... Wenn ich die Potis so wähle, dass ich immer etwa eine Dekade genauer einstellen kann, dann habe ich so die Auflösung von einem 1000 Turn Spindeltrimmer. So gesehen, ist die Idee vielleicht doch nicht so blöd, zumal man vermutlich durchaus mehr als nur Faktor 10 pro Poti genauer gehen kann. >Welche Werte haben denn die Komponenten? Wie gesagt, aus dem Artikel geht hervor, dass er für den Integrierer einen 100 Ohm Widerstand und eine 10nF Kapazität nimmt. Als Shunt wird 100Mohm genommen + die Spannungsteiler. Die Werte für den/die Spannungsteiler sind aber nicht angegeben, aber ist auch nicht wirklich relevant. Als OpAmps nimmt er zwei OPA111. Das war dann eigentlich schon die ganze Schaltung...der Rest ist ja klar. >Der Widerstand > der fehlt, ist der im Rückkoplungspfad unten lang, oder? Yep. Werd bei der nächsten Digikey Bestellung sicherlich Mal die nötigen OpAmps mitbestellen, und das Mal kurz nachbauen und schauen, wie die Performance gegenüber der reinen TIA-Lösung ist (bin wirklich neugierig geworden). Zuerst für mein Problem (Photodiode) und danach vermutlich noch ein paar Tests, wie hoch man mit der Auflösung wirklich gehen kann, mit einer reinen Stromquelle (ohne die grosse Kapazität der Photodiode). Ich kann die Performance-Werte aus dem Artikel einfach nicht wirklich glauben...
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Sollte man villeicht mal simulieren, bevor man's aufbaut. Die komische händische Offsetsache gefällt mir gar nicht... Ob man das präzise einstellen kann oder ob es wild herumdriftet?
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Hmm, hab mal simuliert und die Ergebnisse sind interessant. Schwingt alles hässlich. Allerdings hat man nicht den Effekt parasitärer Kapazitäten vom Widerstand beim klassischen TIA. Grün: Strom, 10 fA, 10 ms an/aus Blau: Ausgang Integrator Rot: Ausgang klassischer TIA
Interessant. Wie sieht es mit dem Schwingen aus, wenn Du auch den empfohlenen 100 Ohm Widerstand beim Integrator verwendest (statt des 1k)? Und welche Bandbreite haben die verwendeten OpAmps im Vergleich zu einem OPA111? >Oh sorry, 10 pA. Bei fA sieht man nix mehr. Dafür bräuchtest Du wohl noch einen höheren, oder zweiten Spannungsteiler. Edit: Ist der von dir verwendete LTC1250 ein Chopper-Amp??? Dann wäre es kein Wunder, wenn er viel zu langsam reagiert. Oder sehe ich das falsch? Im Datenblatt steht was von 5KHz Sampling Frequenz...
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Habs mal gegen den 1169 getauscht, da sieht etwas besser aus. Der Widerstand moduliert nur die Frequenz der Schwingung. In den Attoamperebereich kommt man aber nicht. Das mag aber am LT Spice liegen... 10 Femtoampere, 100 Meg Shunt und 1:1000 Spannungsteiler geben 1 mV Differenz. Na toll. Klar, man kann dann einen 1:100000000000 Spannungsteiler nehmen und einzelne Elektronen zählen ;-) Seriös ist die Sache nicht, imho.
Wie gesagt, im Artikel wird erwähnt, dass er wandelt auf 1V pro 0.1fA. Wenn er den 100 MegaOhm Shunt und zwei Spannungsteiler benützt, würde das bedeuten, dass jeder Spannungsteiler ein 1:10'000 Teiler ist. Aber wie gesagt, ich kann die Sache auch nicht wirklich glauben. Aber da der Aufbau einfach und kostengünstig ist, werde ich es, wie gesagt, wenn ich das nächste Mal bei Digikey bestellt habe, das ganze kurz in der Praxis testen. Mal schauen, was da rauskommt...
Lol, yep. Hab ich mich auch schon gefragt. Werd wohl dazu auch wieder ein Teiler benutzen. Also dasselbe umgekehrt. Wird sicherlich kein Genauigkeits-Wettbewerb gewinnen, sollte aber hoffentlich immerhin ungefähr in der richtigen Grössenordnung landen. Für einen prinzipiellen Test reicht das hoffentlich. Man könnte damit ja auch mal versuchen, z.B. bekannte Diodenkriechströme zu messen. Wobei diese bei den besten Dioden, die ich kenne, immernoch bei pA liegen... Mich interessiert einfach Mal generell das Verhalten in der Realität.
Mich interessiert die Schaltung auch. Ich habe mal ein paar MC662 bestellt und teste es mal. Die sind ja echt billig! Irgendwas moderneres mit noch besseren Specs gibts gar nicht, oder? Also was Leckstrom und Stromrauschen angeht...
>Irgendwas moderneres mit noch besseren Specs gibts gar nicht, oder? Also >was Leckstrom und Stromrauschen angeht... Die Frage ist immer, besser wenig Strom, oder Spannungsrauschen. Gibt sicherlich noch einige, welche ein bisschen ein besseres Stromrauschen haben. Aber nicht mehr viel besser. Und es gibt viele die ein viel besseres Spannungsrauschen haben. Aber eben nicht gleichzeitig... Ich finde es immernoch seltsam, dass man bei solchen OpAmps in fast keinem Datenblatt sieht, wie sich das Stromrauschen in Relation mit der Frequenz verhält. Beim urspünglich von Ihm benutzten OPA111 ist so ein Diagramm drin. Dort sieht man, dass das Stromrauschen bei tiefen Frequenzen sehr gut ist. Bei vielen anderen vermisse ich so ein Diagramm. Bei wieder anderen, welche so ein Diagramm drin haben, sieht man, dass das Stromrauschen bei tiefen Frequenzen schlechter ist. Also habe ich nicht wirklich eine Idee, wie das Rauschverhalten dieser OpAmps über die Frequenz ist, bzw. was man von Ihnen erwarten darf...
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Es gibt auch schon gute moderne OPs. Eine recht gute Wahl für eine hochohmige Quelle ist z.B. der LMP7721. Ob dabei eher das Spannungsrauschen oder das Stromrauschen wichtig ist, hängt von der Signalquelle ab: je hochohmiger die Quelle, desto wichtiger ist wenig Stromrauschen. Bei einer Quelle mit eher viel Kapazität bzw. kleinem Widerstand wird dann wenig Spannugsrauschen wichtig. Die Frequenzabhägigkeit des Rauschens findet man bei den wirklich guten Bauteilen auch meist im Datenblatt. So wirklich hohe Frequenzen kriegt man bei so kleinen Strömen aber sowieso nicht. Abhängig von der Quellkapazität braucht man in der Regel auch noch einen kleinen Kondensator parallel zum "Shunt" - der verhindert die Schwingungen und legt die Grenzfrequenz fest. Bei einer Größe im Bereich unter 1 pF kann das auch eine parasitäte Kapazität sein.
Naja, das Signal ist ne Stromquelle mit entsprechendem Widerstand! D.h.
müsste eigentlich das Stromrauschen entscheidend sein.
>LMP7721
Dummerweise hat der gleich mal 10 fA / sqrt(Hz) Stromrauschen. Damit
wird man wohl keine Attoampere messen.
Überhaupt frage ich mich, wie man mit der Schaltung Ströme messen will,
die kleiner sind als das Stromrauschen des OPAmps, egal wieviele
Spannungsteiler man da verwendet...
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>Überhaupt frage ich mich, wie man mit der Schaltung Ströme messen will, >die kleiner sind als das Stromrauschen des OPAmps, egal wieviele >Spannungsteiler man da verwendet... Ich denke, hier macht es die Mittelung (low pass). Wobei ich mich dann Frage, wieso das Teil dann laut Artikel so flott (10ms) auf einen Inputwechsel reagieren soll??? Irgendwie passt das nicht zusammen...
10ms und flott passt ja auch nicht wirklich, sind ja nur 100 Hz ;)
Lol schon. Aber im Vergleich zu den 0.4fA/SQRT(Hz) den der von Ihm verwendete OpAmp hat, ist das IMHO zu schnell um hier das Rauschen ausreichend glätten zu können...
was ist eigentlich der rauschärmste OPA den es im Bezug auf das Stromrauschen gibt?
Das beste, was ich gesehen habe, waren glaube ich 0.1fA/SQRT(Hz). Da gibt es mehrere in dieser Gegend, von verschiedensten Herstellern. Dort war aber leider nie eine Graphik bzgl Rauschen zu Frequenz. Dieses Verhalten, wird scheinbar praktisch nie bei einem OpAmp im Datenblatt angegeben... Der OPA111 scheint hier eine seltene Ausnahme zu sein...Ich frag mich wieso??? Aber vielleicht gibt es auch bessere. Das Problem ist eben, dass man fast bei keinem Hersteller, in der parametrischen Suche, nach Current Noise filtern kann. D.h. man muss sich einzeln, jedes Datenblatt anschauen...echt mühsam... Aber ich vermute dass die 0.1fA/SQRT(Hz) irgendeine technische Limite sind, für diesen Prozess. Denn an dieser Grenze scheinen viele zu hängen.
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Nun ja, du musst dir doch nur mal vergegenwärtigen was 0.1 fA bedeutet. Wie du ja selbst weißt ist das sehr schwierig so was noch zu messen. Sind ja grad mal etwa 60 Elektronen pro Sekunde. Daher denke ich auch an eine technische Grenze.
>Wie du ja selbst weißt ist das sehr schwierig so was noch zu messen. >Sind ja grad mal etwa 60 Elektronen pro Sekunde. Fast...Es sind ca. 600 Elektronen pro Sekunde. Immernoch wenig. Deshalb überrascht mich ja eben auch der erwähnte Artikel, und hat mich auch neugierig gemacht... >Welche wären das denn? Ich würde vermuten, sicherlich Mal Quanten-Effekte. Man muss sich auch bewusst sein, dass ein Elektron plus minus ein fixer Schritt ist. D.h. man fängt hier dann wirklich an, nicht mehr eigentlich in einem "analogen" Bereich zu sein. Was thermische Effekte dann vermutlich noch anrichten, ist eine ganz andere Geschichte. Vielleicht wäre es sogar möglich mit weniger als den 0.1fA/SQRT(Hz), wenn man so ein Teil affig kühlt???
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Welcher OPA schafft denn 0,1? Unter 0,4 bin ich nicht gekommen, bei der Suche... http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/146465f.pdf
Sollte man mal gelesen haben: http://www.analog.com/static/imported-files/rarely_asked_questions/moreInfo_raq_opAmpNoise2.html Selbst wenn das Stromrauschen sehr klein ist, hat man mit dem Widerstand, der Quelle, der ein equivalentes Rauschen erzeugen würde, und der Eingangskapazität einen Tiefpass, der schnell im 1 stelligen Hz-Bereich liegt
Käsefräse schrieb: > Welcher OPA schafft denn 0,1? -> OPA129 Ansonsten liegen OPA128 und AD549 auch noch recht nah dran.
Jepp, und genau da wird es schwierig. Die haben 1 pF Eingangskapazität, ergo ist man bei einem Teraohm Quellimpedanz bei "tollen" 0,2 Hz Bandbreite. Na super.
Könnte dafür dann aber erklären, wieso das funktioniert, trotz des hohen Rauschens im Vergleich zum Signal.
Nunja, aber nicht mit den behaupteten Specs. Im Steady State kann man mit jedem Messgerät Attoampere messen. Dauert halt nur vielleicht eine Weile. Bei ihm steht was von 10 ms.
Yep, das ist das schräge. BTW: Kommt die Eingangskapazität eigentlich wirklich zum Tragen, wenn der Eingang immer auf 0V gehalten wird??? Wobei es etwas Spannungsunterschied ja geben muss, sonst kann das System ja nicht funktionieren...hmm Wie gesagt, bin kein Analog-Mann.
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Die Eingangskapazität kommt nicht direkt zum tragen. Die Einfache Rechnung mit Teraohm Quellwiderstand mal 1 pF am Eingang gleich Zeitkonstante von 1 s gilt so nicht. Die Eingangskapazität und oft wesentlicher die Kapazität vom Aufbaus/Kabel und der Quelle bestimmen aber schon die maximal mögliche Bandbreite. Darüber bestimmt sich die Kapazität die Parallel zum "Shunt" bzw. Rückkopplungswiederstand sein muss. Bei einem großen Widerstand (im > 10 GOhm Bereich) kann das ggf. schon die parasitäre Kapazität sein. Wirklich schnell wird das eher nicht - 1 ms sind da schon anspruchsvoll. Wegen des Rauschens ist ein große Bandbreite aber auch kaum sinnvoll bei so kleinen Strömen. Beim Rauschen muss man auch noch berücksichtigen das oft noch ein größeres 1/f Rauschen dazu kommt. Einiges dazu findet man im Artikel zum TIA hier: http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor
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