Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Photodiode am Transimpedanzverstärker


von Philipp N. (philump)


Lesenswert?

Guten Tag zusammen,

Ich hätte eine Verständnisfrage zum Thema Photodiode am 
Transimpedanzverstärker.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Konstantstromquelle_mit_Transimpedanzverst.C3.A4rker

Ich hab mich an dieser Schaltung orientiert und wollte nun die 
Bandbreite/Grenzfrequenz f_g mit der Formel auf dieser Seite 
(Konstantstromquelle mit Transimpedanzverstärker) ausrechnen.

Was sagt mir nun die errechnete Bandbreite/Grenzfrequenz in Kombination 
mit dem Operationsverstärker?

Ich nutze die Photodiode am Transimpedanzverstärker in einem 
Selbstgebauten Photometer. Da die Photodiode mit einer LED angestrahlt 
wird, verstehe ich nicht so ganz den Zusammenhang zwischen der 
errechneten Bandbreite und dem Eingangssignal als Photodiodenstrom. Oder 
habe ich hier einen Denkfehler?

Ich hoffe man kann meine Gedankengänge verstehen.
Über Erläuterungen wäre ich sehr dankbar.

MfG

von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

Die Grenzfrequenz ist wichtig, wenn man über die optische Strecke 
Information übertragen will. Wie bei einer IR-Fernbedienung für den 
Fernseher oder Schaltsignale für IGBTs in Umrichtern oder 
Glasfaser-Internet oder oder...

mfg mf

von H.Joachim S. (crazyhorse)


Lesenswert?

So richtig verstehe ich deine Frage nicht.
Bandbreite hat erst mal mit dem Diodenstrom und dem Ausgangssignal 
nichts zu tun.
Bandbreite wird erst dann interessant wenn am Eingang ein Wechselsignal 
anliegt. Hast du ein Wechselsignal?

von Tim  . (cpldcpu)


Lesenswert?

Wenn dein Eingangssignal eine kleinere Bandbreite als dein TIA hat, dann 
sollte dieser nicht limitieren. In dem Fall ist nur der Gain interessant 
(Rf).

Wichtig ist allerdings auch, auf die Stabilität zu achten. Das ist in 
den englischsprachigen Wikipedia ganz gut erklärt:

https://en.wikipedia.org/wiki/Transimpedance_amplifier

Am besten schaust Du Dir die Sprungantwort deines TIA+Photodiode am 
Oszilloskop an.

von MaWin (Gast)


Lesenswert?

Philipp N. schrieb:
> Was sagt mir nun die errechnete Bandbreite/Grenzfrequenz in Kombination
> mit dem Operationsverstärker?

Ab welcher Frequenz des Lichtsignals die Amplitude des Ausgangssignals 
nur noch 0.7x der realen Amplitude beträgt.

Philipp N. schrieb:
> Selbstgebauten Photometer. Da die Photodiode mit einer LED angestrahlt
> wird

Wird bei dir wohl eher konstant beleuchtet  Frequenz ist also 0, dann 
kann C1 einfach 'goss genug' werden um Schwingungen zu unterdrücken und 
dein Ausgangssignal ist genau, unbeeinflusst vom Tiefpassverhalten.

von Achim M. (minifloat)


Lesenswert?

H.Joachim S. schrieb:
> Hast du ein Wechselsignal?

Philipp N. schrieb:
> in einem Selbstgebauten Photometer.

Wäre doof, wenn das Ding erst mit ~10sec reagiert, wenn der TO Damit 
eine ungleichmäßig beleuchtete Fläche kartieren möchte. Also muss tau 
kleiner als 2sec sein, was ein omega von 0,5 1/sec bzw. einer 
Grenzfrequenz von 0,08Hz entspräche. Das ist schon arg langsam...

Das PT1-System haben wir einfacherweise mal angenommen, was es dank 
Opamp usw. nicht wirklich ist, nicht dass jemand meckert.

mfg mf

von Philipp N. (philump)


Lesenswert?

Hast du ein Wechselsignal?
-
Nein habe ich nicht. Die Photodiode wird von einer LED, welche an eine 
9V Blockbatterie Vorwiderstand und Poti hängt, angestrahlt.

Wird bei dir wohl eher konstant beleuchtet Frequenz ist also 0, dann 
kann C1 einfach 'goss genug' werden um Schwingungen zu unterdrücken und 
dein Ausgangssignal ist genau, unbeeinflusst vom Tiefpassverhalten.
-
Dementsprechend spielt ja die Grenzfrequenz für meine Bedürfnisse keine 
Rolle.

von Markus (Gast)


Lesenswert?

Wenn du ein paar Punkten schnell berechnen/simulieren möchtest mit PD + 
TIA, versuch mal bei

https://tools.analog.com/en/photodiode/

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.