Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PCB und Kabel für Photodiode


von cable_guy (Gast)


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Hallo zusammen,

ich möchte gerne eine Photodiode auf einer externen Platine unterbringen 
und diese dann via Kabel mit dem System verbinden.

Ich habe ein 3 poliges Kabel mit ca. 23cm Länge.
GND, Vorspannung (6-8V) und das Stromsignal der Diode.
Der Strom wird im Bereich 80µA-3mA liegen.

Nun frage ich mich, ob ich spezielle Vorkehrungen treffen muss, damit 
das Stromsignal nicht gestört wird.

- brauche ich unbedingt ein 2 Layer PCB mit GND Layer und einer Art 
guard Struktur? Wobei die guard Struktur ja keinen Sinn macht, wenn ich 
nur GND habe. Dann sind die Leckströme ja immer noch vorhanden. Den (-) 
Anschluss des TIA kann ich leider nicht nach außen führen.
Aber ein GND Schirm ist besser als nix? Wobei der Abstand zwischen 
Stromsignal und GND maximal sein sollte, dann ist die Schirmwirkung aber 
geringer?

- ein geschirmtes Kabel ist sicher sinnvoll, aber auch hier habe ich ja 
nur GND als Blocker gegen externe Störungen, aber das verhindert keine 
Leckströme.

https://ez.analog.com/cfs-file/__key/communityserver-wikis-components-files/00-00-00-01-03/ElectrometerGradeCircuitBoardLayout.pdf

Hier ist eigentlich alles super erklärt, nur leider habe ich keinen VSUM 
Anschluss am Steckverbinder, kann also nur mit GND arbeiten.
GND als Schirm klingt super, aber je besser der Schirm umso höher mein 
Fehler durch Leckströme.

Hat jemand einen Tipp, wie man solch ein System am besten gestaltet und 
wo das Optimum zwischen Schirm und Leck liegt?

Vielen Dank!

von Helmut S. (helmuts)


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Bei 30uA als kleinsten Strom muss man keinen Guardring machen wegen den 
Leckströmen.
Di Vorspannungszuführung über das Kabel koppelt mit 20pF auf die heiße 
Leeitung der Photodiode. Deshalb sollte die Vorspannung gut gefiltert 
sein damit wenig Wechselstrom übergekoppelt wird.

von MaWin (Gast)


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Geschirmte Kabel erhöhen die Kapazität und der Transimpedanzverstärker 
neigt zum Schwingen wenn seine Rückkopplung nicht ebenfalls kapazitiv 
ergänzt wird.

von georg (Gast)


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cable_guy schrieb:
> ich möchte gerne eine Photodiode auf einer externen Platine unterbringen
> und diese dann via Kabel mit dem System verbinden.

Eingangs-Verstärker für Photoströme heissen schon seit Videoröhrenzeiten 
im Englischen Head Amplifier - weil man sie nämlich direkt an der 
Stromquelle anbringt. Wenn du schon sowieso eine Leiterplatte für die 
Photodiode vorsiehst wäre das ja auch das naheliegendste.

Georg

von cable_guy (Gast)


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Die Einbaubedingungen lassen leider nur eine kleine Platine mit 
Photodiode und Steckverbinder zu. Ich muss also den Strom durch das 
Kabel führen.

Wenn ich aber nun gar keinen Guard brauche, könnte ich ja theoretisch 
auch auf zwei Kontakte ausweichen.

Vorspannung (entsprechend gefiltert) und Stromsignal, ganz ohne GND.

Könnte ich dann ein solches Kabel verwenden?

HIROSE W.FL Series
https://www.hirose.com/product/document?clcode=&productname=&series=W.FL&documenttype=Catalog&lang=en&documentid=D31665_en

Die Impedanz ist ja hier nicht so entscheidend.
Ich habe immer so 100pF pro Meter Coax Kabel im Kopf.
Wenn ich also im Bereich 20cm bin, sollte die Kapazität zusammen mit der 
Diode im brauchbaren Rahmen bleiben.

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