Auswahl schneller Transimpedanzverstärker

[Simon (hacs)]

Hallo zusammen,

ich arbeite derzeit an einem Nachbau des Valve Lighthouse Systems und 
möchte einen Laserstrahl modulieren, um ihn an einen Empfänger zu senden 
und dort wieder zu demodulieren. Ziel ist es, den Laser eindeutig 
zuzuordnen, auch über eine Distanz von 10 Metern.

Als Mikrocontroller-Board verwende ich ein NUCLEO-H723ZG, und als 
Empfängerdiode habe ich für einen ersten Schritt an die BPW34 gedacht. 
Nun stehe ich vor der Entscheidung, welche Empfängerschaltung ich 
aufbauen soll.

Ich bin auf die klassische Transimpedanzverstärker-Schaltung (TIA) 
gestossen, da die Empfängerschaltung möglichst schnell sein sollte, um 
auch hohe Modulationsfrequenzen (MHz Bereich) verarbeiten zu können. 
Dazu habe ich ein paar Fragen:

-Ist eine klassische Transimpedanzverstärkerschaltung die richtige Wahl 
für diese Anwendung?

-Welcher Operationsverstärker wäre für meine Anforderungen am besten 
geeignet?

-Welche weiteren Aspekte muss ich beachten? Wo könnten potenzielle 
Probleme auftreten?

Grüsse
Simon

[Tobias C. (eddytheeagle)]

Hallo Simon,
Analog Devices hat da ein schönes Design-Tool: 
https://tools.analog.com/en/photodiode/
VG, Tobias

[Simon (hacs)]

Ah super danke dir vielmals! Genau das was ich gesucht habe :)

[Christoph Z. (rayelec)]

Transimpedanzverstärker ist schon die richtige Wahl. Habe für einen 
Kunden selbst mal einen designt mit >300MHz Bandbreite (ab DC, 0Hz).

[Michael B. (laberkopp)]

Simon schrieb:
> Ist eine klassische Transimpedanzverstärkerschaltung die richtige Wahl
> für diese Anwendung?
> -Welcher Operationsverstärker wäre für meine Anforderungen am besten
> geeignet?

Grundlagen

http://www.electrooptical.net/www/frontends/frontends.pdf


Simulation

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

Simon schrieb:
> BPW34

Vollkommen ungeeignet mit ihrer Riesen Fläche hat die auch eine Riesen 
Kapazität.

[Christoph Z. (rayelec)]

>> BPW34

>Vollkommen ungeeignet mit ihrer Riesen Fläche hat die auch eine Riesen
>Kapazität.

So krasss würde ich das nicht sehen!
Mit 10V vorgespannt noch 15pF und bei 20V noch 10pF. Da müssten bei 
ausreichend "Beleuchtung" schon einige MHz drinliegen. Kleiner ist 
bezüglich Geschwindigkeit schon besser, liefert aber entsprechend 
weniger Signal (nach 10m wird der Laserstrahl sicher 1..3mm Durchmesser 
haben)

[Hp M. (nachtmix)]

Simon schrieb:
> Valve Lighthouse Systems

???


Simon schrieb:
> Ziel ist es, den Laser eindeutig
> zuzuordnen, auch über eine Distanz von 10 Metern.

Das schafft doch doch fast schon jede TV-Fernbedienung. Allerdings nur 
mit 1200 Bd oder so.
Störunterdrückun ist ganz andere Spielwiese. Über geeignete Codierungen 
und Modulationsverfahren sind dicke Bücher geschrieben worden,



Simon schrieb:
> da die Empfängerschaltung möglichst schnell sein sollte, um
> auch hohe Modulationsfrequenzen (MHz Bereich) verarbeiten zu können.

Das ist nach heutigen Maßstäben nicht mehr schnell. Baugruppen aus der 
Glasfasertechnik (ROSA, TOSA) sind schnell und nicht allzu teuer.