Hilfe bei einer Schaltung mit OPV's und Photodiode

[Frederenke (Gast)]

Hallo,
ich benötige ein wenig Hilfe bei einer Schaltung die ich mir ausgedacht 
habe. Und zwar dient die Schaltung dazu eine Spannung die durch eine 
Photodiode erzeugt wird zu verstärken (linker OPV) mit entsprechend 
angepassten Widerständen (10K und 1K). Dann soll diese Spannung mit 
einer Referenzspannung verglichen werden (Referenzspannung eingestellt 
durch Poti 0 bis 100K) und entsprechend bei einer Differenz der beiden 
Spannungen in passender Richtung einen Transistor zu steuern.
Liefert die Diode nicht genügend Spannung, so schaltet der Transistor 
nicht und am Klinkestecker liegen 41K OHM an. Schließt man nun den 
Schalter parallel zu dem 36K Widerstand, liegen nurnoch 5K OHM an. 
Liefert die Photodiode nun genügend Spannung, schaltet der Transistor 
und es liegen nurnoch 2 K Ohm an.

So hatte ich mir das zumindest vorgestellt.
Schließt man keine Spannungsquelle an, und der Schalter ist geöffnet, so 
liegen wie erwartet 41K Ohm an. Schließt man nun die Spannungsquelle an, 
so liegt einen ganz unerwarteter Widerstand von ca. 25K OHM an. und ein 
Abdecker der Photodiode hat keinen Effekt.

Was habe ich falsch gemacht?

Vielen Dank im Vorraus

[Blubbelgumpf (Gast)]

Fotodioden beschaltet man nicht so. Die Standardschaltung dazu wäre ein 
Transimpedanzverstärker. Siehe dazu:
http://de.wikipedia.org/wiki/Photodiode
http://de.wikipedia.org/wiki/Transimpedanzverst%C3%A4rker

Siehe dazu auch:
Beitrag "UV-Strahlung mit OP in Spannung ausgeben"

Du wirst wahrscheinlich dem Ausgang des Transimpedanzverstärkers einen 
zweiten Op-Amp als Verstärker nachschalten müssen, um mehrere Volt 
Ausgangsspannung erreichen zu können.

Den Vergleich von Soll- und Ist-Spannung würde ich mit einem Komparator 
mit Hysterese machen. So wie jetzt gezeichnet,ist das sehr unstabil und 
neigt fürchterlich zum Schwingen.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0311271.htm

[Frederenke (Gast)]

Vielen Dank für die schnelle Antwort!
Ich habe diese Schaltung versucht umzusetzen und habe dafür zunächst die 
beiden ersten OPV's verschaltet - also alles in dem roten Kasten(mit 
einem LM324).
Ich messe an Ua aber leider nur sehr geringe Spannungen von ca. 0,1V. 
Dabei kann ich die Ausgabe beeinflussen, wenn ich die Photodiode zuhalte 
oder stärker beleuchte. Das Prinzip funktioniert also - jedoch bekomme 
ich wie gesagt nur sehr geringe Spannungen raus.

Ist das normal? Sollte der zweite OPV nicht bis zu mehreren Volt 
verstärken?
Im Datenblatt sind 100dB (sprich Faktor 100.000) angegeben. Oder sollte 
ich einen weiteren nicht invertierenden Verstärker nachschalten?

Ist meine Photodiode vielleicht kaputt gelötet?

[Frederenke (Gast)]

Habe vergessen zu erwähnen, dass ich die Widerstände am zweiten OPV auch 
schon variiert habe. Anstatt der 1K und 11K OHM habe ich 2 Ohm und einen 
Poti von 0-100K Ohm eingesetzt. Höher als die besagten 0.1V bin ich bei 
keiner Poti Einstellung gekommen

[Helmut L. (helmi1)]

Du hast einen invertierenden Verstaerker gebaut. Das heist bei einer 
positiven Eingangsspannung macht er einen negativen Ausgangshub. Und wo 
soll jetzt bei dir diese negative Spannung herkommen? Dein + Eingang 
liegt auf GND wie der negative Versorgungsanschluss. Das geht nicht.

Entweder eine negative Versorgung mit einplanen oder die beeden + 
Eingaenge auf 1/2 Versorgungspannung legen wie auch die Anode der 
Fotodiode.

[Andrew T. (marsufant)]

Wie auch. Fehler Nr. 1: Du hast nur eine unipolare 9V Versorgung.

Du benötigst entweder eine ZWEITE 9V Batterie. Für -9V Versorgung

Und die aktuellen 2 Ohm ersetzt Du wieder durch 470 Ohm.
2 Ohm funktionieren hier nicht.

[Foti (Gast)]

>Ist das normal? Sollte der zweite OPV nicht bis zu mehreren Volt
>verstärken?

Laß die zweite Verstärkerstufe einfach weg und erhöhe den 
Gegenkopplungswiderstand der ersten Stufe auf 100k...1M. Schalte diesem 
Widerstand noch 33...68pF parallel, zur Stabilität.

[Harald W. (wilhelms)]

Foti schrieb:
>>Ist das normal? Sollte der zweite OPV nicht bis zu mehreren Volt
>>verstärken?
>
> Laß die zweite Verstärkerstufe einfach weg und erhöhe den
> Gegenkopplungswiderstand der ersten Stufe auf 100k...1M. Schalte diesem
> Widerstand noch 33...68pF parallel, zur Stabilität.

Genau, aber nicht vergessen, den +Eingang auf Mittelpotential zu legen.
Gruss
Harald

[Foti (Gast)]

>Genau, aber nicht vergessen, den +Eingang auf Mittelpotential zu legen.

Wieso?

[Helmut L. (helmi1)]

Foti schrieb:
> Wieso?

Das haben dir schon mehrere Leute heute gesagt. Wie soll ein 
invertierender Verstaerker ein positives Eingangssignal invertieren wenn 
er keine negative Versorgung hat oder es ihm zumindest so vorkommt als 
haette er eine. Das es ihm so vorkommt kann man erreichen indem man den 
+ Eingang auf 1/2 Versorgungsspannung anschliesst und die Anode der 
Fotodiode ebenso.

[Foti (Gast)]

>Das haben dir schon mehrere Leute heute gesagt. Wie soll ein
>invertierender Verstaerker ein positives Eingangssignal invertieren wenn
>er keine negative Versorgung hat oder es ihm zumindest so vorkommt als
>haette er eine.

Und ich habe schon geschrieben, daß der den dämlichen invertierenden 
Verstärker weglassen soll. Dafür ist doch gar kein Bedarf.

[Helmut L. (helmi1)]

Der Transimpendanzverstaerker ist auch ein invertierender Verstaerker.
Und wenn jetzt der + Eingang auf GND liegt wohin soll der Ausgang den 
aussteuern?

[Timm T. (Gast)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Der Transimpendanzverstaerker ist auch ein invertierender Verstaerker.

Muss er doch nur die PD umpolen. Allerdings muss der TIA dann bis GND 
runter arbeiten können.

[Foti (Gast)]

>Und wenn jetzt der + Eingang auf GND liegt wohin soll der Ausgang den
>aussteuern?

Nach + natürlich!

>Muss er doch nur die PD umpolen.

Nein, muß er nicht.

>Allerdings muss der TIA dann bis GND runter arbeiten können.

Nein, muß er nicht, wenn er nur einen Komparator damit ansteuern will.