Hallo liebe Gemeinde, ich bin seit einiger Zeit daran einen schnellen Photodiodenverstaerker zu entwerfen. Da ich mich anfangs (natuerlich) zuerst mal um die Geschwindigkeit gekuemmert habe bin ich bei LMH6629 & Co gelandet, ist aber nicht so wichtig... im Moment jedenfalls bin ich beim Rauschen und darum drehen sich meine Fragen. Im Datenblatt des LMH6629 ( http://www.ti.com/lit/gpn/lmh6629 ) ist eine wunderschoene Beispielschaltung fuer einen 200MHz-TIA auf Seite 2 und nochmal auf s.23 wo sie etwas detailierter beschrieben ist. Dort wird auch das Rauschen betrachtet. Gemaesz "Equation 10" komme ich mit R_f=1.2K, i_n=2.6pA/WRZL(Hz) und e_n=0.69nV/WRZL(Hz) auf 78uV am Ausgang bei 200MHz Bandbreite. Als letzter Satz steht da noch : "This noise analysis has ignored the possible noise gain increase, due to photo-diode capacitance, at higher frequencies." [Hinweis : alle Bauteilbezeichnungen beziehen AB HIER sich auf "meine" LTspice-Schaltung und nicht auf die Bezeichnungen im LMH6629-Datenblatt] Und genau darum geht es mir. Ich bin auch schon auf die Idee gekommen, dasz ein TIA wg. der DiodenKapazitaet bei hoeheren Frequenzen das Rauschen verstaerken muszte und habe deshalb die Schaltung mal in LTspice nachgebaut und mir den Frequenzgang angeschaut (siehe Anhang "200MHz_TIA__voltage_noiseAmp.GIF"). Fuer das >>Spannungsrauschen des OpAmps<< ist die Schaltung bei niederen Frequenzen ja ein Spannungsfolger und bei hoeheren ein nichtInvertierender Verstaerker. Maszgeblich sind bei hoeheren Frequenzen die Blindwiderstaende der Diodenkapazitaet "C_D" und des FeedbackKondensators "C3", die Verstaerkung waere maximal 16.67 (ohne C3 : theoretisch unendlich). Durch die endliche Geschwindigkeit des OpAmps faellt die Verstaerkung aber ab einer bestimmten Frequenz wieder. Erst bei ~3GHz ist wieder eine Verstaerkung von 1 erreicht. Das beudeutet doch, dasz -zumindest fuer das Spannungsrauschen des OpAmps- die oben angenommenen 200MHz Bandbreite falsch sind ? Ich musz (eher) mit 3GHz rechnen, richtig ? Verschlimmert wird die Situation durch die Verstaerkung, welche zwischen ~10MHz und 3GHz groeszer 1 ist. Im Anhang "200MHz_TIA__15dB_bandwidth.GIF" habe ich den Bereich markiert in dem die Verstaerkung >15dB ist. Dieser umfasst ca. 1GHz. Rechne ich vereinfacht mit 0.69nV/WRZL(Hz) Spannungsrauschen des OpAmps, 1GHz Bandbreite und A=15dB erhalte ich bereits 122uV Rauschen am Ausgang alleine durch den markierten Bereich. Dazu kommt noch das Rauschen des FeedbackWiderstandes R1. Wie verhaelt sich dieses ? Ist es von der Verstaerkung betroffen oder nicht ? Und was ist mit dem input-current-noise (i_n) des OpAmp ? Im Datenblatt des OPA847 wird bei der "Rauschanalyse" i_n an BEIDE Eingaenge (gegen Masse) gelegt, hier nur an den -Eingang. Fuer einen auf den Knoten des -Eingangs wirkenden Strom ist die Schaltung ja ein TIA mit ~200MHz Bandbreite und (einigermaszen) flach verlaufendem Frequenzgang, wie im Anhang "200MHz_TIA_CurrentAmp.GIF". Ok es sind 350MHz in der Sim (warum=?). Das bedeutet, hier musz ich auch mit 200MHz (350Mhz) rechnen, richtig ? Weiterhin nehme ich an, dasz bei der Rauschanalyse im Datenblatt des LMH6629 i_n deshalb NUR an den -Eingang gelegt wurde, weil man davon ausgeht, dasz i_n am +Eingang ohnehin von C1 kurzgeschloszen wird. Ist das richtig ? Gibt es einen Schaltungstechnischen "Trick", der die Bandbreite des nichtInvertierenden Verstaerkers begrenzt, die des TIA aber nicht/wenig beeinflusst ? Da ich vermute "nein", wie macht man das dann ? Ein Filter hinter den Ausgang des OpAmp ? Ich fasse abschlieszend nochmal alle Fragen zusammen : -Ist es richtig, dasz ich bezueglich des Spannungsrauschens des OpAmps mit ca. 3GHz Bandbreite rechnen musz ? -Wird das thermische Rauschens des Feedbackwiderstandes auch verstaerkt und welche Bandbreite musz ich fuer sein Rauschen ansetzen ? -Ist es richtig, dasz man fuer die Rauschanalyse normalerweise i_n an beide Eingaenge des OpAmps legt, in diesem Fal laber wegen C1 i_n am +Eingang ignoriert ? -[siehe letzter Abschnitt vor Zusammenfassung]
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>Das beudeutet doch, dasz -zumindest fuer das Spannungsrauschen des >OpAmps- die oben angenommenen 200MHz Bandbreite falsch sind ? Ich musz >(eher) mit 3GHz rechnen, richtig ? Ja. >Dazu kommt noch das Rauschen des FeedbackWiderstandes R1. Wie verhaelt >sich dieses ? Ist es von der Verstaerkung betroffen oder nicht ? Nein. Seine Rauschspannung erscheint unverstärkt am Ausgang, geometrisch addiert zu den anderen am Ausgang vorhandenen Rauschspannungen. Die Bandbreite des Rauschens dieses Widerstands wird durch C3 begrenzt.
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-Ist es richtig, dasz ich bezueglich des Spannungsrauschens des OpAmps mit ca. 3GHz Bandbreite rechnen musz ? Es ist nur bis zu der Frequenz interessant die von der nachfolgenden Signalkette verarbeitet wird. -Wird das thermische Rauschens des Feedbackwiderstandes auch verstaerkt und welche Bandbreite musz ich fuer sein Rauschen ansetzen ? Ja. Das macht doch (LT)spice schon alleine bei der NOISE-Simulation. -Ist es richtig, dasz man fuer die Rauschanalyse normalerweise i_n an beide Eingaenge des OpAmps legt, in diesem Fal laber wegen C1 i_n am +Eingang ignoriert ? Ja. Aber auch hier gilt, dass (LT)spice das alles von allein schon richtig macht, wenn In im Opamp-Modell das i_n schon enthalten ist.
Hallo, danke schonmal fuer die Antworten... ich melde mich um ca. 18:00 Uhr wieder
@Kai Klaas Ah, du hast es noch editiert, das mit dem Kleinsignalverhalten... Der Unterschied in der Bandbreite (zwischen dem nichtInverstierenden Verstaerker welcher die Rauschspannung des OpAmp verstaerkt und dem TIA welcher -vereinfacht gesagt- einen Strom auf den Knoten des -Eingangs in eine Spannung "verwandelt") kommt nach meinem Verstaendnis daher, dasz beim TIA das Eingangssignal durch die Diodenkapazitaet abgeschwaecht wird (im transienten Fall ist die Spannungsdifferenz zwischen den beiden OpAmp-Eingaengen ja nicht Null, es bleibt eine gewisse "Steuerspannung" stehen, deren Betrag vom Steuerstrom, dem FeedbackWiderstand und bei steigender Frequenz zunehmend von der Diodenkapazitaet bestimmt wird, letztere laesst diese Steuerspannung dann bei zunehmender Freq. immer weiter schrumpfen) Kai Klaas schrieb: > Nein. Seine Rauschspannung erscheint unverstärkt am Ausgang, geometrisch > addiert zu den anderen am Ausgang vorhandenen Rauschspannungen. Die > Bandbreite des Rauschens dieses Widerstands wird durch C3 begrenzt. Ja, ich habe noch etwas nachgedacht und bin zu dem selben Schlusz gekommen, zumindest fuer niedere Frequenzen. An die Begrenzung durch C3 hatte ich allerdings noch garnicht gedacht, das stimmt natuerlich. Im Allgemeinen fall (ohne C3) wurde es wohl davon abhaengen, auf welcher Seite des Widerstandes der niederohmigere Pfad fuer HF ist. In diesem Fall waere dies wohl durch die Diodenkapazitaet der -EingangsKnoten. Dessen Spannung waere durch C_D "festgezurrt" und das Rauschen erschiene voll am Ausgang. Da es aber am Ausgang ebenfalls parasitaere Kapazitaeten gegen Masse gibt, wird das Rauschen irgendwann sowieso kurzgeschloszen... Naja, ist wohl ohnehin egal, da die nachfolgende Kette sowieso wieder irgendwo begrenzt ist und zudem gibt es ja C3, die Sache endes also bei 220MHz wenn ich mich nicht verhauen habe. @Helmut S. Helmut S. schrieb: > Es ist nur bis zu der Frequenz interessant die von der nachfolgenden > Signalkette verarbeitet wird. Ja das ist schon klar. Mir geht es aber um diesen Teil fuer sich genommen. Helmut S. schrieb: > -Wird das thermische Rauschens des Feedbackwiderstandes auch verstaerkt > und welche Bandbreite musz ich fuer sein Rauschen ansetzen ? > > Ja. > Das macht doch (LT)spice schon alleine bei der NOISE-Simulation. Hmmm, damit wiedersprichst du Kai (und inzwischen auch mir). Bist du sicher ? Die noise-sim habe ich bislang kaum benutzt, ich kapier noch nicht so ganz wie die genau funktioniert. Aber unabhaengig davon, will ich die Sache ja selbst einschaetzen koennen. Aber stimmt, mit LTspice kann ich nachschauen was rauskommt. Ich musz mich der noise-sim mal annehmen... Helmut S. schrieb: > -Ist es richtig, dasz man fuer die Rauschanalyse normalerweise i_n an > beide Eingaenge des OpAmps legt, in diesem Fal laber wegen C1 i_n am > +Eingang ignoriert ? > > Ja. Aber auch hier... Ah, danke. -------------------- Ok, unter der Annahme, dasz Helmut sich bezueglich der Verstaerkung des Rauschens des FeedbackWiderstandes getaeuscht hat (hast du ?), waeren die ersten drei Fragen klar. Bleibt noch die Sache mit dem Schaltungstechnischen Trick, vielleicht gibt es ja was ? Eine Sache ist natuerlich die Diodenkapazitaet sowie alle anderen parasitaeren Caps am -Eingangskonten zu minimieren, aber die Luft nach unten ist bereits sehr duenn. Durch die Verringerung dieser Caps schiebt sich die Frequenz ab der die RauschVerstaerkung beginnt nach oben und wenn sie hoch genug ist, dann setzt die Begrenzung des OpAmps ein, die bei den hohen Frequenzen immer weiter zurueckgeht.. ihr wisst was ich meine ?
photodiodenverstaerker oberhalb 100MHz baut man aber anders. Das beginnt mit vorgespannten Dioden und der Frage, wie die Diode denn montiert wird. 1m Koax zaehlt als 100pF. Dann solle man sich entscheiden, was man will. will man 16bit dynamischen Bereich, tiefes Rauschen. Was auch immer.
>Ah, du hast es noch editiert, das mit dem Kleinsignalverhalten... >Der Unterschied in der Bandbreite (zwischen dem nichtInverstierenden >Verstaerker welcher die Rauschspannung des OpAmp verstaerkt und dem TIA >welcher -vereinfacht gesagt- einen Strom auf den Knoten des -Eingangs in >eine Spannung "verwandelt") kommt nach meinem Verstaendnis daher, dasz >beim TIA das Eingangssignal durch die Diodenkapazitaet abgeschwaecht >wird (im transienten Fall ist die Spannungsdifferenz zwischen den beiden >OpAmp-Eingaengen ja nicht Null, es bleibt eine gewisse "Steuerspannung" >stehen, deren Betrag vom Steuerstrom, dem FeedbackWiderstand und bei >steigender Frequenz zunehmend von der Diodenkapazitaet bestimmt wird, >letztere laesst diese Steuerspannung dann bei zunehmender Freq. immer >weiter schrumpfen) In erster Näherung geht man davon aus, daß die Detektorkapazität nicht das Signal beeinflußt, weil der OPamp versucht, am "-" Eingang einen virtuellen Nullpunkt zu erzeugen. Selbst wenn die "open loop gain" bei hohen Frequenzen sinkt, schafft der OPamp das immer noch so gut, daß man nicht von einer Signalbeeinflussung ausgeht. Die Ausgangsspannung wird dann ausschließlich von R1 und C3 bestimmt, womit in deinem Fall bei rund 220MHz eine Tiefpaßgrenzfrequenz erzegut wird. Für die Berechnung der Ausgangsrauschspannung geht man beim Detektor von einem unendlichen großen Innenwiderstand aus und betrachtet lediglich die Detektorkapazität und einen in deinem Erstazschaltbild fehlenden Parallelwiderstand, der den Leckstrom repräsentiert. Diese beiden Bauteile wechselwirken mit R1 und C3 nun so, daß das Spannungsrauschen des OPamp in charakteristischer Weise verstärkt wird. Bei ganz tiefen Frequenzen dominieren die ohmschen Widerstände, bei ganz hohen Frequenzen die kapazitiven. Dazwischen schalten sich irgendwann die Caps dazu. Bei hohen Frequenzen wird das OPamprauschen also teilweise ganz extrem verstärkt, wenn das Kondensatorverhältnis ungünstig ist, also wenn die Detektorkapazität deutlich größer als C3 ist, so wie bei dir. Die Verstärkung wird dann lediglich durch die bei den ganz hohen Frequenzen fallende "open loop gain" begrenzt. Abhilfe gegen starkes Rauschen bietet also die Vergrößerung von C3 oder die Wahl eines langsameren OPamps, vorausgesetzt, daß damit nicht deine Nutzsignalbandbreite unzulässig begrenzt wird. >Ok, unter der Annahme, dasz Helmut sich bezueglich der Verstaerkung des >Rauschens des FeedbackWiderstandes getaeuscht hat (hast du ?), waeren >die ersten drei Fragen klar. Es wird "verstärkt", hebt sich aber wieder weg. Schalte doch mal in der Simu in Serie zu R1 eine Wechselspannungsquelle und beobachte die Auswirkung auf den Ausgang. Verstärkung = 1?
> -Wird das thermische Rauschens des Feedbackwiderstandes auch verstaerkt > und welche Bandbreite musz ich fuer sein Rauschen ansetzen ? > > Ja. > Das macht doch (LT)spice schon alleine bei der NOISE-Simulation. Hmmm, damit wiedersprichst du Kai (und inzwischen auch mir). Bist du sicher ? Die noise-sim habe ich bislang kaum benutzt, ich kapier noch nicht so ganz wie die genau funktioniert. Aber unabhaengig davon, will ich die Sache ja selbst einschaetzen koennen. Aber stimmt, mit LTspice kann ich nachschauen was rauskommt. Ich musz mich der noise-sim mal annehmen... Von wegen ich läge falsch. Denk an die Rauschspannung des Opamp. Die musst du dir an den +Eingang des Opamp denken. Das sind z. B. diese 10nV/sqrt(Hz) im Opamp-Datenblatt. Diese Rauschspannung wird verstärkt mit v_noise = +Unoise*(1+Rfeedback/(1/(jwCdiode)) Das macht dir diesen üblen "Noise-peak" im Frequenz!
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Im Anhang mal ein Beispiel wie man so etwas, speziell mit LTspice, effektiv simulieren kann. Verstärkung und Rauschen in einem Plot. Was will man mehr. Der LMH6629 hat ja einen unglücklich hohen Ibias. Da sollte es besseres geben. Einfach den zip-File in einem beliebigen Verzeichnis auspacken und dann Doppelklick auf den .asc-File. Man sollte natürlich bereits LTspice installiert haben. LTspice ist kostenloses SPICE von www.linear.com
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Das mit dem hohen Bias kommt nun mal vom großen Basistrom in der Eingangsstufe mit hohem Strom (damit das Rauschen klein wird). Mit weniger Bias wird vermutlich auch das Rauschen zunehmen, oder man hat eine extra Bias Kompensation und damit eher mehr Stromrauchen - da ist der moderate Offset durch 20 µA Bias mal 1 K Transimpedanz, also rund 2 mV noch zu verkraften und ggf. extern zu kompensieren. Mit 1,2 K in der Transimpedanz-Stufe ist das Strom-Rauschen ja sowieso nicht so extrem wichtig, weil der Widerstand schon einiges an Rauschen bringt.
danke schonmal fuer eure Eingaben. Ich bin gerade dabei alles zu verarbeiten, werde mich voraussuchtlich heute Abend melden...
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Versuch dir in einer Bibliothek oder von einem älteren Ingenieur das nicht mehr erhältliche Datenblatt des OPA101/102 zu besorgen. Da ist der TIA komplett durchgerechnet und das Rauschen ausgiebig diskutiert. Du findest das Datenblatt im "Burr Brown, integrated circuits, data book, volume 33" aus dem Jahr 1989. Wenn du es nicht findest, kann ich es dir scannen. Im Anhang findest du meine Simu darüber, wie sich die einzelnen Rauschquellen am Ausgang manifestieren. Die Simu zeigt immer Ausgangsspannung geteilt durch Eingangsgröße, in dB. Achtung, das ist keine Rauschanalyse, wie sie der Helmut gemacht hat, weil ich nicht mit den realen Rauschquellen arbeite, sondern idealisierten, von der Frequenz unabhängigen. Du mußt also noch berücksichtigen, wie groß die einzelnen Rauschgrößen tatsächlich und bei der jeweiligen Frequenz sind.
ich habe mir einiges angesehen, bin aber noch nicht fertig. Ich hoffe ihr seid nicht boese wenn ich euch auf morgen vertroeste. Die entscheidenden Punkte sind mir aber dank euch jetzt schon klar; Im Gegensatz zu gestern, da war ich total ueberfordert und hatte den Ueberblick verloren. Nur eines schon vorab : Kai Klaas schrieb: > Es wird "verstärkt", hebt sich aber wieder weg. Schalte doch mal in der > Simu in Serie zu R1 eine Wechselspannungsquelle und beobachte die > Auswirkung auf den Ausgang. Verstärkung = 1? Ja, das habe ich heute mittag auch gemacht. Ich musz zugeben, dasz es reichlich daemlich von mir war, nicht selbst auf die Idee zu kommen. Ist ja denkbar einfach und schnell erledigt. Wie gesagt, gestern hat mich die Flut an Fragen in meinem Kopf ueberfordert und ich konnte ueberhaupt nicht mehr klar denken. Das wurde im uebrigen schon viel viel besser, als ich meine Fragen formuliert habe. Das ist ja oft so, ich denke ihr kennt den Effekt auch. Die Details dann morgen... Gruesze und schonmal vielen Dank ! Ich bin sehr froh, dasz es hier Leute gibt mit denen man solche Fragen diskutieren kann und ich weis auch, dasz so ein Beitrag nicht in 2 Minuten geschrieben ist. Vielen Dank also nochmals
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Also... ich habe heute mal mit der noise-simulaton herumgedoktert. Dank Helmut ist mir jetzt klar wie sie funktioniert und ich hatte mal eine Vorlage wie es richtig geht, das gibt Sicherheit. Danke nochmal dafuer. Als erstes habe ich die bisherige Schaltung hergenommen. Seltsamerweise kommen bei mir im gleichen Frequenzintervall 335uV heraus. Der Unterschied kommt von der Verstaerkung der OpAmp-RauschSpannung die sich bei mir von euch unterscheidet : Ich habe auch die einzel-Simulationen gemacht wie Kai (AC-Analyse) und die drei auch mal (im Geiste) ueberlagert um zu sehen, ob das ungefaehr mit dem Ergebnis der richtigen noise-sim uebereinstimmt, tut es. Aber es gibt wie gesagt einen Unterschied bei der RauschSpannung des OpAmp : bei mir peak-t die Sache bei 285MHz und bei euch bei ca. 150MHz. Die anderen beiden Rauschquellen werden identisch zu euch simuliert, zumindest grob, ganz genau hab ich nicht hingeschaut. Ich habe keinen Unterschied in der Schaltung ausmachen koennen (bis auf den 1G-Widerstand). Da meine LTspice-Version schon etwas Staub angesetzt hat, liegts vielleicht daran (bugfix den ich noch nicht habe). Jedenfalls : 335uV mit bisheriger Schaltung (C_D=10pF, R1=1.2K, C3=0.6p) mit einer Diodenkapazitaet von 2pF sind es dann 197uV. [Hinweis : die bisherige Schaltung ist nicht >>meine<< Schaltung. Ich habe eine Photodiode mit etwas unter 2pF eingeplant (Vishay TEMD7000X01).] Mit 4K Transimpedanz erhaelt man 206uV. Das SNR verbessert sich natuerlich deutlich. Aber : diese Version ist fehlabgestimmt. Fuer eine optimale Sprungantwort (im Sinne von kuerzestmoeglichem Settling - ist mir sehr wichtig fuer die finale Anwendung) haette C3 bei der erhoehung der Transimpedanz verringert werden mueszen. Die Folge ist, dasz diese Version etwas lahm ist und eine Sprungantwort mit der klassischen (1 - e^(-t))-charakteristik liefert, darauf komme ich gleich nochmal zurueck... Passt man C3 auf 0.25pF an, kommen 333uV heraus (kein Bild). Das SNR ist aber immernoch besser als bei der Version mit 1.2K Transimpedanz. Das Ganze ist auch logisch, da der Widerstand auch mit 1.2K schon die staerkste Rauschquelle ist dominiert er ohnehin und sein Rauschen waechst nur mit WRZL(R), die Signalamplitude am Ausgang aber mit R. Man sollte was diesen Aspekt betrifft also eine moeglichst grosze Verstaerkung in der TIA-Stufe waehlen. Wenn man es uebertreibt kommt natuerlich irgendwann wieder die eigentlich niedrige OpAmp Rauschspannung... Dann habe ich das Ganze noch mit dem LMH6624 ausprobiert. Der hat "nur" 1.6GHz GBWP und ist im vergleich zum 6629 -der wahrlich ein Giftzwerg ist, bis 9GHz GBWP effektiv- eher gemaechlich. Kai, du hattest ja mal vorgeschlagen evtl. einen langsameren OpAmp zu nehmen und genau das hatte ich auch schon gedacht. Da der 6629 ohnehin schneller ist als noetig (strebe so 10-20ns 1%-settling an), dachte ich mir ich kann die SNR verbessern, weil bei einem langsameren OpAmp die OpenLoop-gain-Begrenzung frueher einsetzt und dieser dadurch sein Spannungsrauschen nicht bis in so hohe Frequenzen verstaerkt. Kurz gesagt hatte ich erwartet mit dem langsameren 6624 eine bessere SNR zu erzielen. War aber nix : 213uV, also in etwa das Gleiche wie die C3-Fehlangepasste Version mit dem 6629 (siehe oben, "darauf komme ich gleich nochmal zurueck..."). Die Sprungantwort ist bei beiden Versionen, was die settling-Dauer angeht, recht aehnlich. Der langsame LMH6624 hat aber auch grundsatzlich mehr Rauschspannungsdichte (LMH6624 : 0.92 vs. LMH6629 : 0.65). So, jetzt sitze ich auch schon wieder 1-1/2h an diesem Beitrag, das solls mal gewesen sein fuer heute.
Weshalb braucht man denn ein lineares Verhalten? Wenn man diese Forderung aufgibt erhaelt man bessere Werte bezueglich Rauschen und Bandbreite.
@Dieter Hänge mal deine Files an. Dann kann ich nachschauen warum du andere Ergebnisse hast. .asc .asy .lib/.mod/.sub
>Das Ganze ist auch logisch, da der Widerstand auch mit 1.2K schon die >staerkste Rauschquelle ist dominiert er ohnehin... Vorsicht: Der OPamp rauscht zwar weniger, aber es gibt einen Frequenzbereich um 150MHz (schau noch mal mein Bildchen an) in dem das OPamp-Rauschen so stark verstärkt wird, daß es größer ist als das Widerstandsrauschen! >...und sein Rauschen waechst nur mit WRZL(R), die Signalamplitude am >Ausgang aber mit R. Man sollte was diesen Aspekt betrifft also eine >moeglichst grosze Verstaerkung in der TIA-Stufe waehlen. Vorsicht, das ist ein weitverbreiterter Irrtum: Nimm an, deine Meßlichtintensität ist so klein, daß du nach dem TIA in jedem Fall nachverstärken mußt, dann ist natürlich die Frage, wie du die Verstärkung aufteilen solltest. In diesem Fall ist es besser mit dem TIA besonders hoch zu verstärken, weil dann deine R/WurzelR Geschichte stimmt. Aber nur, wenn das OPamp-Rauschen vernachlässigbar ist!! Wenn du aber genügend Meßlichtintensität hast, du sogar die Möglichkeit hast, die Intensität zu verringern, und du nur mit dem TIA verstärken mußt, dann ist ein kleines R1 beim TIA in jedem Fall rauschärmer! Dazu gilt es zusätzlich zu berücksichtigen, daß du bei gleicher Bandbreite bei kleinerem R1 das C3 größer machen kannst, was sich unmittelbar positiv auf die Verstärkung des OPamp-Rauschens auswirkt. Du profitierst dann dreifach: Kleineres OPamp-Rauschen durch kleineres Kapazitätsverhältnis in der Gegenkopplung, kleineres Widerstandrauschen und kleineres Stromrauschen durch den kleineren Gegenkopplungswiderstand R1. Abschließend gibt es noch etwas zu berücksichigen: Wenn man einen dekompensierten OPamp als TIA verwendet, darf man mit dem Kapazitätsverhältnis eine Mindestverstärkung des OPamps nicht unterschreiten. Das gilt es uzusätzlich zu berücksichten, bei der Wahl von R1 und C3.
Schau einfach bei Hobbs nach.
hobbs hat ein buch drueber geschrieben, wie man's machen muss wenn man wenig licht hat, und trotzdem geschwindigkeit haben will. gurgel nach 'hobbs frontends'.
@мальеикий тролл Ja das hatte ich auch ueberlegt. Ob das akzeptabel waere kommt dann aber darauf an, wie die nichtLineare Kennlinie dann verlaeuft. Allzu sehr sollte sie nicht von der linearen abweichen, da ich zumeist mit Auge auswerten werde (Oszi). Aber abgesehen davon, weisz ich nicht wie das konkret geht : Linearitaet gegen [besseres Rauschen und mehr Bandbreite] "tauschen". Aber die Loesung, so wie sie sich jetzt abzeichnet ist mir auch gut genug. Noch mehr BW brauche ich nicht unbedingt. @Helmut S. Ich habe die Dateien angehaengt. Bin mal gespannt. Das .mod-file ist identisch, die habe ich schon (binaer) verglichen. Habe ich auch ganz frisch von der TI-Seite (ich denke du auch). @Kai, Abdul, stock ...kommt gleich
>Aber abgesehen davon, weisz ich nicht wie das konkret geht : Linearitaet
gegen [besseres Rauschen und mehr Bandbreite] "tauschen".
Naja. Ein OpAmp hat seine Linearitaet aufgrund seiner Gegenkopplung. Er
hat einen Haufen mehr Bandbreite und Verstaerkung, die wird fuer die
Gegenkopplung gebraucht. Wenn man mit nur einer Handvoll Transistoren,
ohne Gegenkopplung arbeitet, hat man viel weniger Rauschen und mehr
Bandbreite, dafuer ist die Verstaerkung nicht mehr so linear. Wie HF
Verstaerker eben, mit Kompression und so.
@Abdul K., stock Ah ja, das habe ich schonmal gefunden, damals aber noch nicht richtig kapiert. Ich musz es jetzt nochmal lesen. Aber : "Buch" ? Ich denke ihr meint dieses PDF-file : http://www.electrooptical.net/www/frontends/frontends.pdf @Kai Kai Klaas schrieb: > Vorsicht: Der OPamp rauscht zwar weniger, aber es gibt einen > Frequenzbereich um 150MHz (schau noch mal mein Bildchen an) in dem das > OPamp-Rauschen so stark verstärkt wird, daß es größer ist als das > Widerstandsrauschen! Dieter G. schrieb: > ...eine moeglichst grosze > Verstaerkung in der TIA-Stufe waehlen. Wenn man es uebertreibt kommt > natuerlich irgendwann wieder die eigentlich niedrige OpAmp > Rauschspannung... ja das ist mir bewuszt. von 1.2K nach 4K Transimpedanz resultiert aber noch eine Verbesserung, wenn sie Sim stimmt. Ich werde noch ein bischen am Wert der Transimpedanz herumschrauben und berichten was dabei herauskommt. Nach meinen bisherigen Ueberlegungen, muszte bei zunehmendem R irgendwann entweder die RauschSpannung des OpAmp, oder das Stromrauschen des OpAmp der dominante Faktor werden. Beide wachsen mit 'R', der Ausgangssignalpegel auch. Somit mueszte sich bei stetiger Erhoehung von R die SNR immer weniger verbessern und einem Grenzwert zustreben. Jetzt noch wegen dieser Sache : Kai Klaas schrieb: > Vorsicht, das ist ein weitverbreiterter Irrtum: Nimm an... > ...und du nur mit dem TIA verstärken mußt, > dann ist ein kleines R1 beim TIA in jedem Fall rauschärmer! Also ich verstehe nicht warum du diese beiden Faelle unterscheidest. Nach meinen Ueberlegungen macht es keinen Unterschied, ob nach dem TIA noch eine Verstaerkerstufe kommt, oder ich 'direkt'(*1) aufs Oszi gehe. Die SNR am Ausgang des TIA verbessert sich wegen der R/WRZL(R)-Geschichte doch in jedem Fall. Oder bedenke ich etwa eine Wechselwirkung mit der nachfolgenden Stufe nicht ? (*1) wirklich direkt natuerlich ohnehin nicht. Ein cable-driver kommt dazwischen. Die erste Stufe -also der TIA- soll sich nicht auch noch mit variabler load herumschlagen muszen und wird deshalb zum Ausgang hin mit einem cable-driver isoliert. Kai Klaas schrieb: > Wenn man einen > dekompensierten OPamp als TIA verwendet, darf man mit dem > Kapazitätsverhältnis eine Mindestverstärkung des OPamps nicht > unterschreiten. Ja stimmt. Danke fuer den Hinweis. Ich hatte zwar gewusst, dasz ich C3 nur in einem recht schmalen Bereich variieren darf, hatte aber noch nicht realisiert, dasz die Blindwiderstaende der Kapazitaeten einfach eine bestimmte mindest-Verstaerkung ergeben muszen, genauso wie Ohmsche Widerstaende. Ich glaub ich sauf zu viel :( Ich habe uebrigens deswegen spaszhalber mal getestet, bis zu welchem C der 6629 stabil ist. Da er bei C3=2p, C_D=10p (A=5) immer noch stabil war, habe ich -um sicherzugehen- mit ohmschen Widerstaenden getestet und siehe : In der Sim ist der LMH6629 noch mit A=2 (100 / 50 Ohm) stabil !?!? Selbst mit A=1 (50 / 50 Ohm) schwingt er erst, wenn er angestupst wird (U_in-step). Finde ich bischen komisch. Ob das in der Realitaet genauso ist ? Andere OpAmps fangen in der Sim tatsaechlich kurz unterhalb von A_min an zu schwingen, nur der 6629 nicht. Seltsam.
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>Aber abgesehen davon, weisz ich nicht wie das konkret geht : Linearitaet >gegen [besseres Rauschen und mehr Bandbreite] "tauschen". Das ist etwas für Profis, die jeden Tag nichts anderes machen und ein paar Jahrzehnte Erfahrung haben. Nur ein Profi kann abschätzen, ob die Anwendung mit den Signalartefakten, Kompressionen, Intermodulationen, Offsetfehler und dem anderen "Gewürm" einer solchen Schaltung dann klar kommt. Ein Nicht-Profi hält sich schön an einen gängigen TIA und versucht diesen zu optimieren, was schon aufregend und anstrengend genug ist. Investiere lieber viel Zeit in das Layout, weil dir das nämlich wirklich das Genick brechen kann. Erstelle dir von Anfang an mehrere alternative Layouts, wenn du dir nicht sicher bist, damit du dann ohne Zeitdruck messen und das optimale Layout finden kannst. Im Anhang findest du eines, das dir vielleicht weiterhelfen kann.
Hallo Dieter, der Unterschied kommt von der Beschaltung des COMP Pins. Ich hatte das Datenblatt gar nicht so genau angeschaut und einfach den COMP Pin nicht beschaltet was natürlich keine gute Idee von mir war. Im Datenblatt steht der Opamp ist stabil für v>4 wenn COMP=low. Für v>10 darf man COMP=high wählen. Da ein TIA den Fall v=1 darstellt, sollte man eher COMP=low wählen, also mit der negativen Versorgunsgspannung verbinden. Allerdings hast du Glück, dass deine Fotodidoe 10pF hat. Da ergibt sich mit 10pF/0,6pF eine Verstärkung größer 10. Es könnte also auch mit COMP auf high gehen. Mach in deinem Layout einfach zwei Widerstände an den COMP-Pin, einen nach +Versorgung und einen nach -Versorgung. Dann kannst du später durch die Bestückung die Kompensation wählen. Gruß Helmut
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Wie ist denn die Photodiode angeschlossen? Direkt aufm Print? Oder mit einem Koax, das nochmals 100pF pro meter bringt?
@мальеикий тролл мальеикий тролл schrieb: > Naja. Ein OpAmp hat seine Linearitaet aufgrund seiner Gegenkopplung. Er > hat einen Haufen mehr Bandbreite und Verstaerkung Ah ok, danke fuer die Info. Jetzt wo du das sagst daemmert es wieder ein wenig. Ich werde das im Hinterkopf behalten. Im Moment allerdings werde ich mich nicht an ein diskretes Verstaerkerdesign wagen, naeheres siehe unten bei "@Kai, мальеикий тролл" Bezueglich deiner Frage : Ja, die Diode kommt direkt auf das Board. Das ist viel einfacher fuer mich. Das Kabel kommt dann nach der Verstaerkung, damit ich raeumlichen Abstand zum Oszi haben kann. @Kai ja das mit dem Layout ist klar. Da bin ich auch nicht unbedarft, ich gebe mir immer ziemlich den Riss beim Layout, selbst bei Schaltungen wo es noch garnicht drauf ankommt. Ich habe auch schon einige Themen hier gelesen in denen gute Tipps zum Layout gegeben wurden. Unter anderem dieses hier : Beitrag "Transimpedanzverstärker mit LMH6629 schwingt." wo einer auch genau den LMH6629 als Photodioden-TIA einsetzt. Fand ich lustig, dasz der auf die gleiche Idee gekommen ist wie ich (bzw. anders herum, chronoligisch gesehen). Ich habe aber nur 2 Layer zur Verfuegung. Das mit den Varianten ist eine gute Idee, das habe ich auch schon gedacht, dasz ich lieber mal ein paar Dinger aetze, bevor ich versuche aus der Theorie heraus auf anhieb "das Perfekte" Layout zu erstellen. @Kai, мальеикий тролл Was du (Kai) bezueglich der diskret aufgebauten HF-Verstaerker sagst, sehe ich genauso. Eineseits reizt mich das natuerlich und ich habe auch im Simulator mit einer JFET-Vorstufe herumgespielt, als ich die richtig schnellen OpAmps noch nicht entdeckt hatte, aber ehe man sich versieht, hat man zwar eine schnelle Stufe, dafuer driftet sie bei 1°C Temperaturaenderung so weit, dasz der Ausgang bereits am Anschlag haengt (etwas uebertrieben formuliert). Abgesehen davon war auch die Geschwindigkeit in meinem Falle bescheiden, die jetzigen OpAmps klatschen "meine" Vorstufe an die Wand. Deshalb habe ich entschieden die Sache aufzugeben. Ich musz auch irgendwo mal zum Punkt kommen. Ich brauch solch ein Photometer um eine Ansteuerung einer Laserdiode zu entwickeln und zu sehen, wie dann deren Lichtleistung ueber der Zeit aussieht. Urspruenglich hatte ich geplant auf die Seite irgendeines Halbleiterherstellers zu gehen und aus irgendeinem Datenblatt oder von einem Referenzdesign abzukupfern. Das Ganze sollte 2-3 Tage dauern. Jetzt pfusche ich schon 4 Wochen an dem Mist herum und bin nichtmal beim Layout. Von daher kann und will ich nicht noch tiefer in die Materie einsteigen, im Moment. Es war aber sehr lehrreich bisher. @Helmut Stimmt, der comp-PIN ! Ich hab wieder total gepennt. Arrrgh. Was die spaetere Beschaltung angeht : Mir faellt es konkret im Moment nicht ein, aber bezueglich eines Punktes hat sich bei Simulieren herausgestellt, dasz es besser ist den OpAmp schnell zu lassen und mit C3 zu kompensieren anstatt ihn mit Comp=LOW langsam zu machen. Wenns mir genauer einfaellt schreib ich's noch. Es war aber bevor ich das Rauschen betrachtet habe, also vermutlich als ich noch dabei war die Sprunganstwort zu optimieren (auf kurzes Settling). Ich musz mal schauen was sich beim Rauschen tut und das in die gesamt-Abwaegung einflieszen lassen. Bei meiner Konfiguration hat die Photodiode uebrigens nur ~1.7pF ! Mit 4K Transimpedanz hat C3 dann ca. 0.3pF, die Sache mueszte also eigentlich Schwingen ! In der Sim ist der 6629 aber komischerweise bis hinab zu A=2 stabil, siehe mein letztes Post, letzer Abschnitt. Aber gut dasz du mich nochmal auf die Problematik aufmerksam gemacht hast. Ich musz eigentlich auf ein Verhaeltnis von 1:10 bei dem Kapazitaeten achten. Grummel grummel... da musz ich noch bischen was ueberlegen : Zum erreichen eines schnellen Settling habe ich bisher immer unzulaessig hohe C3-Werte nehmen muszen. Der TIA mit dem 6624 z.B. (siehe mein Post vom 28.10.2013 20:51) hat C3=0.6pF, mit C_D=2pF. Dazu kommen noch ~3pF inputCap des 6624, macht 0.6pF vs. 5pF, also A=8.3333 fuer HF. Das duerfte auch nicht stabil sein, ist es aber. Und es ist auch nicht "gerade noch so" stabil, sondern sehr stabil, denn das settling ist sehr schnell, d.h. die Daempfung von Schwingungen ist hoch. Kommt man nahe an die Stabilitaetsgrenze, zeigt sich das ja genau daran, dasz der Ausgang nach einem input-step ewig nachschwingt und die Schwingung nur langsam abklingt.... Musz ich noch drueber nachdenken...
@Kai Dieter G. schrieb: > Kai Klaas schrieb: >> Vorsicht, das ist ein weitverbreiterter Irrtum: Nimm an... >> ...und du nur mit dem TIA verstärken mußt, >> dann ist ein kleines R1 beim TIA in jedem Fall rauschärmer! > > Also ich verstehe nicht warum du diese beiden Faelle unterscheidest. > Nach meinen Ueberlegungen macht es keinen Unterschied, ob nach dem TIA > noch eine Verstaerkerstufe kommt, oder ich 'direkt'(*1) aufs Oszi gehe. > Die SNR am Ausgang des TIA verbessert sich wegen der > R/WRZL(R)-Geschichte doch in jedem Fall. Oder bedenke ich etwa eine > Wechselwirkung mit der nachfolgenden Stufe nicht ? kannst du dazu noch was sagen ?
Kai Klaas schrieb: > Dazu gilt es zusätzlich zu berücksichtigen, daß du bei gleicher > Bandbreite bei kleinerem R1 das C3 größer machen kannst, was sich > unmittelbar positiv auf die Verstärkung des OPamp-Rauschens auswirkt. Du > profitierst dann dreifach: Kleineres OPamp-Rauschen durch kleineres > Kapazitätsverhältnis in der Gegenkopplung, kleineres Widerstandrauschen > und kleineres Stromrauschen durch den kleineren Gegenkopplungswiderstand > R1. Da musz ich dir leider wiedersprechen : Wenn man R verringert dann (jeweils auf Ausgang bezogen) 1.) schrumpft i_n linear mit R 2.) schrumpf e_n linear mit R 3.) schrumpft e_n zusaetlich durch die geringere Verstaerkung bei HF wo das Kapazitaetsverhaeltnis maszgebend ist, durch das groeszere C3. 4.) schrumpf R_n mit WRZL(R) 5.) schrumpft aber auch die Signalamplitude linear mit R (Das Widerstandsrauschen habe ich mal R_n getauft) Punkt 1.) und 2.) in verbindung mit 5.) bedeutet keine Aenderung am SNR. Punkt 4.) in Verbindung mit 5.) verschlechtert die SNR bei Verringerung von R bzw. verbessert SNR bei Erhoehung von R. Das ist die "R/WRZL(R)-Geschichte" Punkt 3.) koennte ein besseres SNR bei verringertem R bewirken. Allerdings ist e_n dafuer offenbar zu gering, denn in der Sim wird die SNR mit steigendem R immer besser. Ich habe inzwischen bis 8K getestet und auch da gilt das noch.
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>5.) schrumpft aber auch die Signalamplitude linear mit R
Ich hatte ja noch etwas über die Meßlichtintensität geschrieben.
Überlesen? Ich sagte: Wenn du die Meßlichtintensität anpassen kannst,
was in vielen Fällen geht, dann kannst du die Signalamplitude auf
gleichem Level halten, bei kleinerem R3, was dir automatisch ein
niedrigeres Gesamtrauschen beschert.
@Kai Achso !!! Ok stimmt, das habe ich wirklich beim Lesen weggefiltert bzw. so nicht verstanden. Dann hast natuerlich recht. Nach aktuellem Stand habe ich diese Moeglichkeit aber nicht, dennoch danke fuer den Hinweis. UPDT.: naja, vielleicht hab ich die Moeglichkeit doch. Ich musz nur aufpassen, dasz ich die arme Diode nicht thermisch ueberlaste. Der Diodenlaser hat 500mW, ich denke Alles kann ich der Photodiode nicht einschenken. Kannst du noch was wegen der Geschichte aus meinem Post von 14:38 sagen ?
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>Kannst du noch was wegen der Geschichte aus meinem Post von 14:38 >sagen? Das hatte auch mit der Meßlichtintensität zu tun.
Auch die Lichtquelle selber rauscht. Bei einer nicht kohärenten Quelle wird z.B. das Schrotrauschen schon größer als das Rauschen des Widerstandes, wenn die (mittlere) Spannung am Widerstand größer als etwa 50 mV wird. Der Punkt ist bei einer starken Lichtquelle schnell erreicht. Ein Laser kann im Prinzip weniger rauschen, aber die normalen Rauschen eher deutlich mehr.
Hallo, da ich selber schon einige TIAs aufgebaut habe, verfolge ich den Thread sehr gerne. Da ich Simulationen eher stark misstraue, zumindest wenn daraus mal eine funktionierende reale Schaltung werden soll ( oder frei nach Bob Pease: willst du eine funktionierende Schaltung oder eine gutes Simulationsergebnis ) würde mich interessieren ob es schon ein PCB gibt und mit welchen realen Ergebnissen das aufgebaut und betrieben wird. Außerdem stellt sich mir die Frage wie schnell denn deine Schaltung wirklich sein muss, wie ich das gelesenhabe musst ud eine ganz langsame Alterungsbedingte Abschwächung detektieren? wieso dann alles so schnell trimmen? Oder habe ich da was überlesen. Und dann noch eine Zusatzfrage bzgl. Verstärkung im AC-Fall wo ihr ( oder zumindest 2 Leute ) mit den Ersatzwiderständen der Cs ( C3 - Feedback Pfad und Cd - parasitär Diode ) gerechnet habt: Wieso drehen sich hier die Verhältnisse um, ihr rechnet Cd / C3, kommt das wegen 1/jwC ? Und das wichtigste wieviel Aussagekraft hat diese Beziehung in einer realen Schaltung. Ich würde mich freuen wenn der Thread noch eine Weile aktiv bleibt, ich baue bald wieder mehrere Schaltungen auf, werde dann auch versuchen Spice zu simulieren und reale und virtuelle Ergebnisse zu vergleichen, außerdem steht noch eine Photodioenshcaltung mit sehr großer aktiver Fläche an ( > 3000 pF ) also falls sich jmd für reale Ergebnisse interessiert, kann ich dann gerne ein paar Erfahrungen teilen. Vielen Dank und Grüße.
Eine Photodiode mit sehr hoher Kapazitaet... und dann soll langsam gemessen werden? Das waere dann die Schaltung mit der Photodiode ge-sandwiched zwischen + und - Eingang eines OpAmps. Die Spannung bleibt Null, dann ist die Kapazitaet weg.
ok klingt erstmal anders, habe ich praktisch noch nie so aufgebaut. Also die große Fläche soll aus dem Bauch heraus mit 4 MHz laufen, also schnelle Lichtpulse detektieren können und auch quantitativ bestimmen, also nicht einfach einen Peakdetektor. Die Schaltung kann ich mir gerade nicht vorstellen, hast du sowas schonmal aufgebaut, habe ich auch in der Literatur noch nie gesehen, lasse mich natürlich gerne von neuen Ideen aufklären.
hallo ich werfe mal eine Schaltung mit 2 0ps in den Ring :-) Stand vor Jahren zur Messung kleiner Ströme (<1pA) in der Elektronik. Vorteil ist die Entkopplung der Schaltungparameter vom Eingangs C
einfach mal gurgeln nach "photodiode amplifier" http://www.ti.com/litv/pdf/sboa061 http://www.linear.com/docs/16998 usw.
> Wieso drehen sich hier die Verhältnisse um, ihr rechnet Cd / C3, kommt das wegen 1/jwC ? Ja. Das gilt natürlich nur, wenn 1/(w*Cf) << Rf ist was bei 0,6pF und 100Mhz grenzwertig ist. > Und das wichtigste wieviel Aussagekraft hat diese Beziehung in einer realen Schaltung. Es soll damit nur gesagt werden, dass man auch mit einem Opamp der nur x10 stabil ist einen TIA bauen kann, wenn man dafür sorgt, dass für Frequenzen im Bereich der Grenzfrequenz des Opamps die Rückkopllung auf weniger als 1/10 reduziert wird. Goldene Regel: Für einen TIA nimmt man einen Opamp der x1 stabil ist.
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>Es soll damit nur gesagt werden, dass man auch mit einem Opamp der nur >x10 stabil ist einen TIA bauen kann, wenn man dafür sorgt, dass für >Frequenzen im Bereich der Grenzfrequenz des Opamps die Rückkopllung auf >weniger als 1/10 reduziert wird. Genau. >Goldene Regel: Für einen TIA nimmt man einen Opamp der x1 stabil ist. Ja, für Anfänger. Profis verwenden sehr gerne dekompensierte OPamps für ihren TIA, weil es oft garnicht anders geht. >...außerdem steht noch eine Photodioenshcaltung mit sehr großer aktiver >Fläche an ( > 3000 pF )... Aufpassen: Bei so großen Detektorkapazitäten wird der OPamp gerne instabil und läßt sich auch nicht mit einer "phase lead" Kapazität kompensieren!!! In einem solchen Falle sollte vielleicht die Detektorkapazität vom OPamp "isoliert" werden, so wie hier gezeigt: http://www.linear.com/docs/16998
merci für die weiteren Anregungen. Zur Info die dicke Photodiode liegt hier schon aufgebaut herum, wie zu erwarten ist sie noch nicht schnell genug, das ganze sollte 2 stufig aufgebaut werden, da Lichtintensität wahrscheinlihc zu gering. Probleme mit Instabilität gabs zahlreich, momentan funktioniert es aber recht gut, zumindest erkennt man ein Signal :) Gut ist anders.
Kai Klaas schrieb: > http://www.linear.com/docs/16998 Bild 2a da hbe ich eine Frage dazu: wie kann man da eine Bandbreite von 52kHz erreichen, für mich rechnerisch nicht nachvollziehbar. Nach meinem bisherigen Verständnis dominiert eine Eigenschaft der Schaltung die Bandbreite und zwar die mit der geringsten Frequenz. Zum einen bildet der Feedbackkreis aus Rf und Cf einen Pol, dessen Frequenz man berechnen kann:
außerdem bildet die Diodekapazität noch einen Pol zusammen mit dem Feedbackwiderstand:
je nachdem, welche Frequenz niedriger ist, die bestimmt mein Schaltungsverhalten, oder mache ich es mir hier zu einfach? Merci.
@Ulrich Ulrich schrieb: > Bei einer nicht kohärenten Quelle > wird z.B. das Schrotrauschen schon größer als das Rauschen des > Widerstandes, wenn die (mittlere) Spannung am Widerstand größer als etwa > 50 mV wird Hmm, das versteh ich nicht ganz. Welches Szenario legst du zugrunde ? Was fuer nicht-kohaerente Quellen (LEDs ?), oder gilt das etwa allgemein (dann versteh ich es garnicht)... kannst du das Ganze etwas mehr erlaeutern (auch den Rest, also alles :D) ? @Stefan Schmitt stefan schmitt schrieb: > würde mich interessieren ob es schon ein PCB gibt > und mit welchen realen Ergebnissen das aufgebaut und betrieben wird. servus, nein, von mir zumindest gibt es noch nichts reales. Ich gedenke aber davon zu berichten, wenn es soweit ist. stefan schmitt schrieb: > wie ich das gelesenhabe musst ud eine ganz langsame > Alterungsbedingte Abschwächung detektieren? Ich nehme an du meinst diese Aussage : Dieter G. schrieb: > Laserdiode zu entwickeln und zu > sehen, wie dann deren Lichtleistung ueber der Zeit aussieht. Ich meine ein Zeitintervall von ~5us :D Es geht nicht um Alterung, sondern : Die Laserdiode wird gepulst betrieben und ich moechte wissen, wie die Lichtleistung ueber der Pulsdauer aussieht. Ist aber Lustig, man kann meine Aussage ja tatsaechlich so auffassen, auf die Idee bin ich garnicht gekommen. @Kai Kai Klaas schrieb: > Ja, für Anfänger. Profis verwenden sehr gerne dekompensierte OPamps für > ihren TIA, weil es oft garnicht anders geht. Juhuuu, ich bin ein Profi :D Obwohl : "sehr gerne"... [Tonfall : Homer Simpson] @reinhaus schau ich mir morgen an...
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>je nachdem, welche Frequenz niedriger ist, die bestimmt mein >Schaltungsverhalten, oder mache ich es mir hier zu einfach? Für die Transimpedance gibt es nur einen Pol, nämlich mit der Zeitkonstante Rf x Cf, vorausgesetzt der OPamp hat hinsichtlich der "open loop gain" noch genug Reserve. Für die "voltage gain" gibt es zwei Grenzfrequenzen und zwar mit den Zeitkonstanten Rf x Cf und (Rpd // Rf) x (Cpd // Cf). Oberhalb der ersten bestimmen die Cf und Cpd die Verstärkung und unterhalb der zweiten Rpd und Rf, wobei Rpd der Parallelwiderstand der Fotodiode ist, der den Leckstrom repräsentiert. Dazwischen gibt es einen Übergang in der "voltage gain".
>Auch die Lichtquelle selber rauscht. Bei einer nicht kohärenten Quelle >wird z.B. das Schrotrauschen schon größer als das Rauschen des >Widerstandes, wenn die (mittlere) Spannung am Widerstand größer als etwa >50 mV wird. Der Punkt ist bei einer starken Lichtquelle schnell >erreicht. Kannst du das näher erläutern?
>einer nicht kohärenten Quelle
Du wuerdest dich wundern was ein Laser alles machen kann...
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