Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welchen Widerstand am Transimpedanzverstärker


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von Bastian (basti-123)


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Ich möchte einen Strom von einer Fotodiode über einen 
Transimpedanzverstärker verstärken und mir ausgeben lassen als Spannung. 
Ich bin relativ neu in dem Thema und hab mich bisschen dazu eingelesen, 
um rauszufinden, dass man die Verstärkung mithilfe eines Widerstandes 
einstellen kann. Ich hab mir ein paar Schaltpläne angeschaut und grob 
verstanden wie ich das ganze aufbauen muss. Mir stellte sich jetzt nur 
die Frage welchen Widerstand ich denn nehmen muss? Wie groß muss er 
sein?
Falls es hilft, ich möchte die verstärkte Spannung dann an einem 
Lautsprecher weitergeben der dann das empfangene Signal abspielen soll.
Bin über jede Info dankbar.

von Falk B. (falk)


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Bastian schrieb:

> die Frage welchen Widerstand ich denn nehmen muss? Wie groß muss er
> sein?

U = I * R

Siehe Lichtsensor / Helligkeitssensor

> Falls es hilft, ich möchte die verstärkte Spannung dann an einem
> Lautsprecher weitergeben der dann das empfangene Signal abspielen soll.

Der Lautsprecher möchte keine Gleichspannung haben, also muss man die 
abtrennen. Im Einfachsten Fall mit einem ausreichend großen 
Längskondensator mit ein paar Dutzend uF. Ein einfacher OPV kann einen 
kleinen Lautsprecher meist nicht treiben, dafür fehlt der Strom. Also 
braucht man ggf. einen weiteren Verstärker dafür, z.B. einen TDA2030. 
Für erste Versucht kann man einen Kopfhörer nehmen, den kann ein OPV 
direkt treiben. Aber auch da braucht man einen Koppelkondensator.

von Michael B. (laberkopp)


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Bastian schrieb:
> Wie groß muss er sein

So gross, dass der Photostrom den dein Licht erzeugt in die Spannung 
umgewandelt wird, die deinen Lautsprecher laut genug macht.

Und wenn du nun meinst, dass du weder die Lichtstarke in Lux, noch das 
Datenblatt der Photodiode, noch die Kenndaten des Lautsprechers z.B. in 
Wspl, noch weisst wie laut in dB es denn überhaupt werden soll, na wir 
wissen es erst recht nicht.

von Rainer W. (rawi)


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Bastian schrieb:
> Mir stellte sich jetzt nur die Frage welchen Widerstand ich denn nehmen
> muss?

Der IU-Wandler darf auch deinen OP nicht überprüfen, d.h. das GBP muss 
ausreichend groß sein, damit die Bandbreite der Schaltung deine 
Anforderungen erfüllt. Ggf. musst du mehrstufig verstärken.

von J. T. (chaoskind)


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Rainer W. schrieb:
> Der IU-Wandler darf auch deinen OP nicht überprüfen,

Meinst du evtl übersteuern?

Mich treibt die Autokorrektur auch noch eines Tages in den Wahnsinn.

: Bearbeitet durch User
von Bastian (basti-123)


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Vielleicht hilft eine genauere Beschreibung was ich mach, bei einigen 
Unklarheiten.
Ich hab verschiedene Leuchtdioden, RGB, UV und IR. Von den verschiedenen 
möchte ich unterschiedlich starke Lichtsignale mithilfe der Fotodiode 
abfangen und über den Lautsprecher abspielen lassen.

Da es noch einige Fragen gab zu der Fotodiode. Ich benutze eine BPW21 
und eine BPW34. Warum zwei? Weil ich auch Fotostrom innerhalb der 
UV-Wellenlänge abfangen möchte und das kann die eine nicht.

So ganz bin ich jetzt aber noch nicht weiter. Ein OPV ist aber schon die 
richtige herangehensweise um dieses Signal zu verstärken oder? Und ggf. 
dann halt noch ein zweiter Verstärker um das Signal dann stark genug zu 
machen für den Lautsprecher? Oder reicht es wenn ich die Spannung von 
meinem Lautsprecher kenn und dann über U = I * R den Widerstand 
ausrechne?

von Rainer W. (rawi)


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J. T. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Der IU-Wandler darf auch deinen OP nicht überprüfen,
>
> Meinst du evtl übersteuern?

Sch..ß Autokorrektur - einmal nicht hingeguckt.

Weder überprüft, noch übersteuert - ich meinte überfordert.
Der OP sollte so viel Reserve haben, dass die Eigenschaften der 
Gesamtschaltung durch die Beschaltung und nicht durch den OP bestimmt 
werden.
Wenn man mit einem ohmschen Widerstand gegenkoppelt, möchte man im 
Nutzfrequenzbereich z.B. kein Tiefpassverhalten (auf Grund des 
beschränkten GBP des OP) sehen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Lerne LTspice und probiere es damit aus. Auf dem Steckbrett einfach mal 
100ohm, 1k, 10k probehalber reinstecken ist auch keine 
Raketenwissenschaft, oder?!

Danach liest du bisserl Theorie und dann kommst eventuell wieder mit 
richtigen Fragen...

Literatur: Phil Hobbs

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Bastian schrieb:
> Falls es hilft, ich möchte die verstärkte Spannung dann an einem
> Lautsprecher weitergeben der dann das empfangene Signal abspielen soll.

Na gut, jetzt wissen wir, dass du den LED-Strom mit Frequenzen im 
Audio-Bereich modulieren willst, aber wozu brauchst du dafür 
verschiedenfarbige LED, anstatt nur im IR zu arbeiten, wo die Photodiode 
am empfindlichsten ist und evtl noch ein Tageslichtfilter besitzt?

Telefonieren mittels Lichtstrahl ist übrigens so ganz neu nicht:
https://www.youtube.com/watch?v=vR4N6MTx_vw
https://www.youtube.com/watch?v=KS_t8DR9r7E
https://www.radiomuseum.org/r/mil_lichtsprechgeraet_80_li_spr_80.html
http://www.la6nca.net/tysk2/lispr/lispr2.htm

: Bearbeitet durch User
von Heinrich K. (minrich)


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Es ist eher umgekehrt: Er möchte den pulsweiten-gedimmten LEDs lauschen. 
"Lichtsmog", statt "Elektrosmog".

von Hp M. (nachtmix)


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Falk B. schrieb:
> Ein einfacher OPV kann einen
> kleinen Lautsprecher meist nicht treiben, dafür fehlt der Strom. Also
> braucht man ggf. einen weiteren Verstärker dafür, z.B. einen TDA2030.

TDA2030 ? Da wackeln ja die Wände!
https://www.st.com/resource/en/datasheet/tda2030.pdf

Für kleine batterieversorgte Verstärker hat man meist den LM386 
genommen.
Der ist einfach zu handhaben, kostet nicht viel und mit 6V Versorgung 
kann er 125mW an 8 Ohm liefern.
Für viele Zwecke ist das mehr als genug.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm386.pdf

von Michael B. (laberkopp)


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Bastian schrieb:
> Vielleicht hilft eine genauere Beschreibung was ich mach, bei einigen
> Unklarheiten

Schreibst du auch nur ein Wort über die Lichtstärke in Lux bzw. bei UV 
in mW/m2 ?

Immerhin nennst du die Photodiode

Bastian schrieb:
> BPW21 und eine BPW34.

hast du auch bloss ein Mal in deren Datenblatt geguckt welchen Strom die 
erzeugen ?

10nA/Lux, 1000 Lux wären gut.

Merkst du selbst, dass du mit Wischiwaschi nie zu konkreten Antworten 
kommt ?

Bastian schrieb:
> Ein OPV ist aber schon die richtige herangehensweise um dieses Signal zu
> verstärken oder? Und ggf. dann halt noch ein zweiter Verstärker um das
> Signal dann stark genug zu machen für den Lautsprecher

Ja.

Und eine etwas geschicktete Schaltung, die den Tonfrequenz-Wechselanteil 
vom Tageslicht-Gleichpegel trennt, damit dir das Umgebungslicht nicht 
die Verstärker übersteuert.

Heinrich K. schrieb:
> Es ist eher umgekehrt: Er möchte den pulsweiten-gedimmten LEDs
> lauschen. "Lichtsmog", statt "Elektrosmog".

Tolle Glaskugel.

: Bearbeitet durch User
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