Hallo, ich benötige zur Verstärkung eines Photostroms einen Transimpedanzverstärker und habe diesen analog zu dem Artikel http://www.mikrocontroller.net/articles/Lichtsensor_/_Helligkeitssensor#Konstantstromquelle_mit_Transimpedanzverst.C3.A4rker aufgebaut. Die verwendete Fotodiode ist vom Typ BPW 34 und liefert einen Strom im µA-Bereich. Für den Kondensator habe ich 10pF gewählt. Die Anschlüsse habe ich mehrmals überprüft und durchgepiept und sie sollten eigentlich so in Ordnung sein. Das Verhalten meiner Schaltung: Messe ich mit dem Multimeter, bekomme ich Werte, die scheinbar in Ordnung sind. Also hohe Spannungen wenn die Diode beleuchtet ist und niedrige Werte für eine unbeleuchtete Diode. Messe ich jetzt aber mit dem Oszilloskop sind die Werte total verrauscht. Da kann ich kaum etwas erkennen, maximal eine grobe Tendenz. Habt ihr vielleicht eine Idee, woran das liegen könnte?
Matt schrieb: > Messe ich jetzt aber mit dem Oszilloskop sind die Werte total > verrauscht. ... > > Habt ihr vielleicht eine Idee, woran das liegen könnte? Vielleicht ist dein Kondensator zu klein. Welche Bandbreite benötigst du überhaupt? Danach würde ich die Grenzfrequenz festlegen.
Was für eine Lichtquelle hast du verwendet? Hast du ein Bild von dem Spannungsverlauf auf dem Oszi?
>Welche Bandbreite benötigst du überhaupt?
Ich wollte die Spannung mit mind. 1kHz abtasten. Allerdings gilt je
höher die Abtastrate, desto besser.
Der Schaltplan ist der oben verlinkte. Die Lichtquelle ist ein Laser
(Wellenlänge im richtigen Bereich).
Ein Bild kann ich gerade nicht machen, aber nächste Woche gerne noch
uploaden.
Matt schrieb: > Für den Kondensator habe ich 10pF gewählt. Den kannst Du nicht einfach so beliebig wählen. Die Photodiode hat ja eine Kapazität, und die liegt am invertierenden Eingang des OPs, dadurch wird die Schaltung anfällig für Schwingungen, (Die Literatur spricht auch von Gain-Peaking -- hochfrequentes Rauschen wird stark hervorgehoben.) Der Rückkoppelkondensator kompensiert dies -- wie groß er sein soll ist ja in deiner Quelle und anderswo beschrieben. Probier mal einen deutlich grösseren Wert, etwa 100pF. Wenn Du ihn zu groß machst wird die Schaltung zu langsam und wirkt eher integrierend.
Matt schrieb: > Habt ihr vielleicht eine Idee, woran das liegen könnte? Ist die Schaltung auch vernüftig abgeschirmt? Je nach Verstärkung (Feedback-Widerstand >> 100 kΩ) fängt man sich schneller Streusignale ein als einem lieb ist. ;)
Angehängte Dateien:
Danke schon mal für die Tipps. Den Feedback Widerstand habe ich auch recht klein gewählt, also wird es denke ich an der Schirmung auch nicht liegen. Leider hat die Erhöhung des Kondensatorwerts nichts gebracht. Ich habe ihn jetzt auf 110pF erhöht. Im Anhang ist schon mal ein Bild, wie die Messung auf dem Oszi bzw. in diesem Fall in LabVIEW aussieht. Das Multimeter zeigt 0,35V an. Ein Bild vom Aufbau werde ich heute Abend uploaden.
Angehängte Dateien:
-
100Hz.PNG
3,5 KB
Und noch eine Messung mit ausgeschaltetem Verstärker bei 100Hz Abtastrate.
Angehängte Dateien:
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10kHz.PNG
3,3 KB
Und noch eine Messung mit ausgeschaltetem Verstärker bei 10kHz Abtastrate.
Das schaut für mich ganz schwer nach Störeinstrahlung aus. Ich geh nur mal von deinem Eingangspost aus: Fotodiode liefert Strom im µA-Bereich. Um bei 10 µA am Ausgang 1 V zu bekommen brauchst du 100 kOhm Feedback-Widerstand. Jetzt brauchst du nur noch ne Anschlussleitung jenseit von 10 mm Länge und du fängst dir schneller ne Störeinstrahlung ein als du piep sagen kannst wenn die Geschichte nicht geschirmt ist. Welchem Strom entspricht denn die 0.35 V, die du da hast? Es kann natürlich auch sein, dass du nen Fehler im Aufbau hast. Sag uns bitte, dass du das nicht auf nem Steckbrett hast...
> Und noch eine Messung mit ausgeschaltetem Verstärker bei 100Hz
Abtastrate.
Hast du überhaupt eine negative Versorgungsspannung für den Opamp?
Hinweise: Kein Opamp kann 0V Ausgangsspannung (Fall kein Photostrom),
wenn dessen negative Versorgung GND(0V) ist.
Helmut S. schrieb: > Hinweise: Kein Opamp kann 0V Ausgangsspannung (Fall kein Photostrom), > wenn dessen negative Versorgung GND(0V) ist. Das ist sicher richtig aber unter 350 mV kommt so ein LM358, falls dieser wie im Link gezeigt verwendet wurde, locker. Genaueres erfahren wir wohl erst wenn wir den konkreten Aufbau sehen.
Mein OPV ist ein LM324 mit einer Versorgungsspannung von 8,5V, allerdings Single Supply mit GND. Die 3 unbenutzten Eingänge sind beschaltet (- an Ausgang und + an GND). Den Widerstand habe ich eben noch einmal gemessen, er beträgt etwa 9,5 kOhm.
>Das ist sicher richtig aber unter 350 mV kommt so ein LM358, falls >dieser wie im Link gezeigt verwendet wurde, locker. Ich hatte mal ein paar LM324 mit einer solch hohen Sättigungsspannung. Hängt aber auch stark vom Strom ab, der in den Ausgang getrieben wird. >Genaueres erfahren wir wohl erst wenn wir den konkreten Aufbau sehen. Werden wieder die üblichen Kandidaten sein: Zu langes Kabel zur Fotodiode, Schwingschutzwiderstand am Ausgang vergessen, Entkoppelcap vergessen, kilometerlange Kabel eines Steckbrettaufbaus... Aber da uns Matt weder seinen Schaltplan noch ein Bild seines Aufbaus zeigen will, werden wir wohl dumm sterben oder uns vorher zu Tode raten...
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