Servus Leute, ich habe eine Frage zu einer kleinen OPV Schaltung.
Und zwar arbeite ich derzeit mit einem silicon photomultiplier der hier
ordnungsgemäß mit 29.5V Rückwärtsspannung betrieben wird. Das Signal
geht dann einmal über einen Transimpedanzverstärker und zusätzlich noch
über einen invertierenden Verstärker. Die genaue Schaltung hab ich im
Anhang mit hochgeladen.
Als OPV kommt hier ein OPA2354 zum Einsatz, der mit +-2.7V betrieben
wird. Der beinhaltet schon beide OPVs in einem, deswegen ist hier die
Spannungsversorgung nur bei einem eingezeichnet.
Das Problem was ich jetzt nur habe ist, dass der zweite OPV nicht
richtig funktioniert. Ich messe da ganz komische Spannungen die so
irgendwie alle nicht zusammenpassen. Die Messungen habe ich an den
richtigen Stellen dazugeschrieben.
Der TIA funktioniert soweit komplett problemlos - nur am Ausgang der
zweiten Stufe messe ich, wie auch im Bild zu sehen, konstant -1.54V. Das
passt für mich alles nicht zusammen.
Klingt für mich halt nach einem Problem mit den Lötstellen, aber die
habe ich schon alle überprüft, die sehen gut aus. Vielleicht habe ich
auch einfach nur ein Brett vorm Kopf :)
So ein 250MHz OPV ist sehr schwingfreudig. Da kommt es auf optimales
Layout und Abblock-Cs an. Für hohe Frequenzen nimmt man Gruppen aus 2
oder 3 gestaffelten Cs.
Ich würde am Eingang noch eine Diode zum Schutz gegen die 29,5V
vorsehen.
An Pin 6 des OPA muß auf jeden Fall 0V zu messen sein (virtueller
Nullpunkt)! Klingt tatsächlich nach schlechten Lötstellen oder nach
Meßfehler. Alles gegen Gnd gemessen? Vcc und Vee liegen an?
Abblockkondensatoren vorhanden? (Schwingungen könnten die Meßwerte auch
erkären).
Den 2. OPA könntest Du separat testen, indem Du vor R6 auftrennst und
zum Test 0, -1V, +1V anlegst und am Ausgang mißt.
kolorni schrieb:> Brett vorm Kopf
Passiert häufiger. Insbesondere sieht man seine eigenen Fehler oft
nicht. Manchmal hilft nur noch alles neu aufschmettern.
kolorni schrieb:> ... einem silicon photomultiplier ...
Entweder du schreibst deinen Beitrag auf deutsch, dann schreibe auch
deutsch. Das Wort "silicon" sucht man da jedenfalls vergebens.
Mohandes H. schrieb:> An Pin 6 des OPA muß auf jeden Fall 0V zu messen sein (virtueller> Nullpunkt)! Klingt tatsächlich nach schlechten Lötstellen oder nach> Meßfehler. Alles gegen Gnd gemessen? Vcc und Vee liegen an?>> Abblockkondensatoren vorhanden? (Schwingungen könnten die Meßwerte auch> erkären).>> Den 2. OPA könntest Du separat testen, indem Du vor R6 auftrennst und> zum Test 0, -1V, +1V anlegst und am Ausgang mißt.
Ich werde zur Sicherheit noch ein drittes mal alle Lötstellen
durchgehen, mal sehen..
Aber ja, alles gegen Gnd gemessen, Vcc und Vee hab ich auch überprüft,
die liegen an. Abblockkondensatoren sind großzügig dabei, jeweils 100nF
und 1uF von Vcc und Vee auf Gnd, jetzt leider nicht in der Skizze mit
drauf.
Ich hab euch auch nochmal eine Aufnahme vom Oszi verlinkt. Da sieht man,
dass sich absolut gar nichts tut, auch kein Überschwingen (Ch1 ist an
der Stelle "TIA", Ch2 and Stelle "OUT" gemessen; sorry für die recht
schlechte quali). Ich wüsste auch nicht woran das sonst liegen sollte,
außer an Lötstellen. Interessanterweise ändert sich auch nichts am
Ausgangssignal, auch wenn ich den R6 entferne.
Wie kommt der OPV vor allem dazu, dass er -1.5V ausgibt? Alleine das
wunder mich, weil es so überhaupt nichts mit dem Rest der Schaltung zu
tun hat.
1hallo,
Von der Diode fliesst ein Strom in Richtung Opv A . DIESER Strom
fliesst weiter ueber R7. (In pin2
Des OPV A fliesst kein Strom)
Das geht nicht mit Vee auf 0 Volt.
0 Max 123 schrieb:> Das geht nicht mit Vee auf 0 Volt.
Wird ja auch nicht gemacht.
kolorni schrieb:> Als OPV kommt hier ein OPA2354 zum Einsatz, der mit +-2.7V betrieben> wird.
erstmal: die Eingänge eines OP beschaltet man so, dass beide Eingänge
den gleichen Widerstandswert sehen.
Bei Pin3 muss also 10k gegen Masse hin, bei Pin 5 1k gegen Masse.
Die Spannungswerte sehen ungefähr so aus, als ob der Pin 5 auf -0,756V
liegen würde. Fehlt da die Verbindung zur Masse hin?
Man kann auch die Spannung zwischen den beiden Eingängen messen. wenn
die gegen Null geht, weiß man, dass der opamp nicht übersteuert ist.
Erstmal das Problem isolieren: den "siliconmultiplier" abtrennen und
dann die Schaltung überprüfen.
my2ct schrieb:> Entweder du schreibst deinen Beitrag auf deutsch, dann schreibe auch> deutsch. Das Wort "silicon" sucht man da jedenfalls vergebens.
Es gibt eigentlich kein deutsches Wort für einen Photomultiplier.
Jedenfalls keines welches auch nur ansatzweise gebräuchliche wäre.
Aber nur für dich:
"Silizium Photoelektronenvervielfacher"
Lächerlich, so etwas gibt es auch nur in einem deutschen Forum, jeder
aus zB. den USA würde nur den Kopf schütteln.
Zum Thread:
Kann der TIA den invertierenden Verstärker treiben?
R5 ist der Eingangswiderstand, evtl. schaltest du dem TIA einmal einen
Spannungsfolger nach.
Schaut nach "so einem" Fehler aus, es könnte aber auch der OPV defekt
sein.
Wenn das Teil schwingt siehst du das mit deinem Rigol 1052 (?) sicher
nicht, dafür bräuchte es mehr Bandbreite und Vorsicht mit dem Tastkopf.
Du wirst wahrscheinlich eine Schwingung (falls sie da ist) sofort mit
dem Tastkopf wegdämpfen.
Zeig bitte mal ein Bild der Platine!
mfg
kolorni schrieb:
[...]
Das ist ja witzig. Ich hatte aktuell (letzte Woche) praktisch exakt
dasselbe Problem. OK, anderer OPV, eine Größenordnung niedrigerer
Frequenzbereich, aber ansonsten dasselbe Problem.
Die beste Lösung, die ich gefunden habe, ist folgende (in der
Nomenklatur deiner Schaltung):
An der Stelle zwischen R6 und Pin6 des Opamp einen Spannungsteiler
zwischen VCC und VEE anflanschen, der so ausgelegt ist, dass er das
Ruhepotential (also ohne Signal am Eingang) "etwas" Richtung VEE
verschiebt.
Das Problem bei dieser Lösung ist: ist das "etwas" zu klein, können
wildeste Störsignale produziert werden, wenn am vom TIA kein wirkliches
Nutzsignal kommt. Ist es hingegen zu groß, wird die Sache zu
unempfindlich, es kommt also garnix mehr raus, wenn die TIA nur ein
kleines Nutzsignal liefert.
Ich bin ziemlich sicher, dass es ein bessere Lösung geben muss. Aber
immerhin: es funktioniert erstmal. Nur ist mir der Bereich zu schmal, in
dem es funktioniert.
F. M. schrieb:> Es gibt eigentlich kein deutsches Wort für einen Photomultiplier.
Aber es gibt Silikone und Silizium.
Die deutsche Bezeichnung für PMT ist Photoelektronenvervielfacher.
Wolfgang schrieb:> F. M. schrieb:>> Es gibt eigentlich kein deutsches Wort für einen Photomultiplier.>> Aber es gibt Silikone und Silizium.> Die deutsche Bezeichnung für PMT ist Photoelektronenvervielfacher.
Das ist ja klar, dass sowas wieder kommt. Im Englischen gibt es auch
"silicon" und "silicone", das ist aber offensichtlich kein Forum fürs
Heimwerken. Photomultiplier ist der geläufige Name, daran muss man sich
halt gewöhnen.
Peter R. schrieb:> erstmal: die Eingänge eines OP beschaltet man so, dass beide Eingänge> den gleichen Widerstandswert sehen.> Bei Pin3 muss also 10k gegen Masse hin, bei Pin 5 1k gegen Masse.
Ist in dieser Schaltung aber überflüssig.
Das macht man bei OPVs um den Spannungsabfall, und somit zusätzlichen
Offset, bedingt durch den Input Bias Current, welcher in die
Quellimpedanz fließt, zu kompensieren. Der hier verwendete OPV hat typ.
3pA Input Bias Current. Beim TIA wären das 30nV Offset zum Nutzsignal.
Das kann man völlig vernachlässigen. Und beim Inverter müssten es
korrekterweise 500 Ohm sein und nicht 1k. Das führt zu einem Offset von
lediglich 1,5nV. Jede noch so kleine Temperaturänderung führt zu
größeren Fehlern.
Markus schrieb:> Das ist ja klar, dass sowas wieder kommt. Im Englischen gibt es auch> "silicon" und "silicone", das ist aber offensichtlich kein Forum fürs> Heimwerken. Photomultiplier ist der geläufige Name, daran muss man sich> halt gewöhnen.
Schwachsinn
kolorni schrieb:> Der TIA funktioniert soweit komplett problemlos - nur am Ausgang der> zweiten Stufe messe ich, wie auch im Bild zu sehen, konstant -1.54V. Das> passt für mich alles nicht zusammen.
(+) und (-) Eingänge am 2. OPV eventuell vertauscht? Der OPV müsste
dann, aufgrund der Mitkopplung, nahe an einer der beiden Railspannungen
hängen. Der gemessenen Spannungswert passt allerdings nicht so recht
dazu.
kolorni schrieb:> Vielleicht habe ich> auch einfach nur ein Brett vorm Kopf :)
Wenns ein Steckbrett ist, brauchen wir nicht weiter zu suchen.
Wie wärs mit dem vollständigen Schaltplan und Fotos vom Aufbau?
Die beschriebene Photodiode hat eine Breakdown Voltage von 24V und du
beaufschlagst sie mit 29V ?
Was soll das ?
Ich wuerde mich nie getrauen mit 29V vorzuspannen und auf einen 2.7V
gespiesenen OpAmp zu gehen. Was geschieht, wenn der OpAmp den Strom der
Photodiode nicht bringen kann ? Der TIA basiert darauf, dass der OpAmp
den Photodiodenstrom an seinem - Eingang komepnsieren kann. Das waeren
dann 2.5V mit 10k, waeren 250uA. Wenn die Diode mehr wie 250uA bringt,
kann der OpAmp die 0V nicht halten, die Eingnagsspannung geht hoch. Bei
500uA sind die +2.5V erreicht, und bei noch mehr geht der Opamp kaputt.
Bei schnellen Photodioden sollte man auch passend schnelle Verstaerker
verwenden. Der gezeigte ist nicht ganz passend.
bild.png
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