Низкий уровень шума с использованием операционных усилителей и фотодиодов?

Я создаю небольшую установку датчика, которая может измерять передачу света через (облачное) решение. В настоящее время у меня есть лазерный луч, который светит сквозь раствор, и фоторезистор с другой стороны. Это работает довольно хорошо, но есть большая разница между партиями LDR, и отклик также не очень линейный. Поэтому я начал экспериментировать с фотодиодом вместо LDR. (Выход подключен к 12-битному АЦП)

В настоящее время у меня есть фотодиод VTB8440BH, подключенный к операционному усилителю LTC1050 . Он подключен по схеме «ток-напряжение», а фотодиод работает в фотогальваническом режиме, как показано в техническом описании операционного усилителя на стр. 13. Частота дискретизации очень низкая, где-то около 1 Гц.схема

Операционный усилитель и фотодиод будут помещены в среду с довольно постоянной (+/- 1C) температурой 60C. Я прочитал в таблице данных, что повышение температуры приводит к увеличению количества шума. Мне было интересно, как лучше всего построить эту схему, будет ли эта схема, которую я показал здесь, уже очень малошумящей или мне нужны дополнительные компоненты для стабилизации выходного сигнала?

(Еще один небольшой вопрос, для чего нужен резистор 500К между контактом 3 (+) операционного усилителя и землей? Если я проверю калькулятор операционных усилителей Analog Devices (www.analog.com/designtools/en/photodiode/#/ фотодиод) этого резистора нет)

Этот общий тип схемы должен быть подходящим, учитывая ваши требования к низкой пропускной способности. В остальных случаях предлагаю прочитать Photodiode Front Ends: The Real Story by Philip Hobbs . Очень большая емкость выбранного вами фотодиода предположительно будет уменьшена, если вы используете обратное смещение 2В. Разумеется, доступны и другие диоды с гораздо меньшей емкостью. Я не проверял, действительно ли ваш диод является хорошим выбором для измерений с низким уровнем шума, но VTB8441BH имеет (намного) более высокое сопротивление шунта, поэтому, вероятно, он будет лучше, чем VTB8440BH.

Ответы (2)

Не зная ваших уровней освещенности, невозможно сказать, будет ли это делать то, что вам нужно. Тем не менее, схема должна работать с парой изменений. Во-первых, уберите резистор с контакта 3 на землю и подключите его напрямую к земле. Затем увеличьте емкость конденсатора 15 пФ до 100 пФ. Ваш фактический фотодиод имеет гораздо большую емкость, чем на схеме, и это должно быть отражено в крышке обратной связи. Хуже того, он взаимодействует со входом + и дает большой кратковременный всплеск. В оригинале емкость диода была разумно компенсирована емкостью входного контакта микросхемы, но с вашим новым фотодиодом это уже не так. Резистор изначально был там, чтобы компенсировать температурные изменения входного тока смещения.

Вполне возможно, что вы получаете гораздо больше света, чем может выдержать эта установка. Если это так, и ваш выход имеет высокий уровень, уменьшите значение резистора обратной связи. Если сигнал слишком мал, увеличьте номинал резистора, хотя это может также потребовать увеличения емкости обратной связи, что замедлит отклик. Однако я не вижу в этом проблемы, поскольку вы производите выборку с очень низкой скоростью.

В таком низкоскоростном случае, как этот, вы хотите сильно пересэмплировать, а затем уничтожить. Скажем, тысячи выборок за период ровно в 1 секунду (четное число циклов сети 50 или 60 Гц). Децимировать с помощью медианного фильтра.

Низкий уровень шума с использованием операционных усилителей и фотодиодов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v