Photodiode TIA

[Falk L. (fmx)]

Hallo Zusammen,

die Schaltung im Anhang habe ich aus dem Datenblatt des OPA381.
Um das Rauschverhalten zu verbessern, wurde R_Filter und C_Filter 
eingebaut.
Anstatt mit 20dB/dek fällt das Spektrum nun mit 40dB/dek ab (Siehe 
Anhang 2 c).

Meine Frage ist, wie sich R_Filter und C_Filter auf die Ausgangsspannung 
auswirken?
C_Filter sollte keine Änderung hervorrufen, Bei R_Filter bin ich mir 
nicht so sicher?
In der unteren Rückkopplung ist C_F doch in Serie mit R_Filter. Wie 
steht dann aber C_Filter zur Rückkopplung?

Wäre super, wenn mir das jemand erklären könnte.

Viele Grüße,
Falk

[Christian L. (cyan)]

Falk L. schrieb:
> Meine Frage ist, wie sich R_Filter und C_Filter auf die Ausgangsspannung
> auswirken?

> Wie
> steht dann aber C_Filter zur Rückkopplung?

Steht doch im Text daneben:
"Output  noise  will  be  further  reduced  by adding a filter (R_FILTER 
and C_FILTER) to create a second pole (Figure 6c). This second pole is 
placed within the feedback  loop  to  maintain  the  amplifier’s  low 
output impedance.  (If  the  pole  was  placed  outside  the feedback 
loop, an additional buffer would be required and would inadvertently 
increase noise and dc error)."

[Noch einer (Gast)]

... und wenn du genaueres wissen willst. An besten LTSpice installieren 
und schauen, wie sich die Kurve verändert, wenn du die Werte veränderst 
oder die Bauteile ganz weg lässt.

[Helmut S. (helmuts)]

Hallo,
im Anhang ist die Schaltung für die Noise-Simulation mit LTspice.
http://www.linear.com/designtools/software/#LTspice
Für die Berechnung der Rauschspannung habe ich .MEASURE verwendet. Das 
Ergebnis steht dann im Log-file. View -> SPICE Error Log

Der Widerstand Rfilter darf nicht 102k sein sondern der muss 100 Ohm 
sein. Das ist ein Tippfehler im Datenblatt. Wahrscheinlich hat da jemand 
aus 10^2 102 gemacht und dann noch ein k angehängt.

.asc Schaltplan
.plt Plot Setting
.LIB Modell von TI

Gruß
Helmut

PS: Es gibt auch ein deutsches Widerstandssymbol im Ordner [Misc].

[Falk L. (fmx)]

@Helmut
Genau hier lag mein Problem. Ich hatte die Schaltung mit einem großen 
Widerstand simuliert und keine sinnvollen Werte herausbekommen. Danke!

Allerdings habe ich bei der Simulation nun ein neues Problem. Stelle ich 
den Strom in der transienten-Analyse sehr klein ein (bsp. 10u), so 
erhalte ich am Ausgang eine starke, sehr kurze Schwingung (siehe 
Anhang). Für größere Einschaltströme wird die Schwingung kleiner.
Wie kann man sich diesen Effekt erklären?

[Helmut S. (helmuts)]

Zeig mal deine Schaltung (.asc Datei anhängen).
Bei mir sieht das alles ganz normal aus. Siehe Vergleich RC-Filter(grün) 
gegen Filter 2. Grades(blau).

[Falk L. (fmx)]

Hallo Helmut,

danke für die schnelle Rückmeldung.
Habe meinen Fehler entdeckt: Hatte den Haken bei 'start external supply 
voltages at 0V' gesetzt.

Nachvollziehen kann ich den Fehler allerdings nicht wirklich.

Wenn ich einen anderen OPV in die Simulation einbaue (.lib siehe 
Anhang), muss ich gerade den Haken setzten um die Schaltung zum laufen 
zu bringen.

Grüße,
Falk

[Helmut S. (helmuts)]

Manche Modelle konvergieren halt nicht bei der Bestimmung des 
Arbeitspunktes beim Beginn der Simulation. Wenn man dann "startup" 
benötigt, dann werden dei V-Quellen mit einer 20us langen Rampe 
hochgefahren. Da muss man dann die Einschwingzeit der Schaltung abwarten 
bevor man das Testsignal anlegt.

[Falk L. (fmx)]

Hallo Helmut,

danke für die Hilfe, jetzt funktioniert soweit alles!

Grüße,
Falk