Hilfe bei modulierter Konstantstromquelle für Laserdiode

[Tobias S. (herrgesangsverein)]

Hallo,
ich versuche, eine Laserdiode ADL-65055TL zur Datenübertragung per 
Pulslängenprotokoll zu betreiben. Periodenlänge 200us, eine 1 sind 150us 
on, eine 0 50us on. Ich sende 8 Bit und dann lange (Minuten) nichts.

Nun habe ich sehr, sehr unterschätzt, wie schwierig eine Laderdiode zu 
betreiben ist. Analogschaltungen sind nicht mein Ding, aber ich habe 
mich belesen und an LTSPice gewagt. Mit dem großartigen Artikel zu 
Konstantstromquellen hier im Forum konnte ich etwas simulieren, was 
überraschend gut aussieht. Klar, dass ich da misstrauisch bin. Siehe 
Anhang.

Könnten die Cracks dieses Forums bitte mal drauf schauen, was ich alles 
übersehen habe?

Folgende Fragen habe ich:

Ich habe den Lastwiderstand aus dem Spannung/Strom-Diagramm im 
Datenblatt abgelesen. Den denke ich als Mittelwert. Kann man das so 
machen?

Wenn ich einen Sweep von 60 bis 120Ohm mache, knickt der Strom über die 
Last ab 100Ohm bis 120Ohm um ca. 2mA nach unten ab. Ist das bedenklich?

Die LD darf ja weder Überspannung noch Überstrom sehen. Für die 
einzelnen Pulse sieht das ja gut aus. Aber was passiert beim 
Einschalten? Leider weiß ich nicht, wie ich das simulieren kann.

Ich nutze aktuell die Monitordiode nicht. Weil ich nicht weiß, wie. Wenn 
der Strom hinreichend konstant ist, müsste ich doch damit davon kommen, 
oder? Auch wenn ich beim Arbeitspunkt daneben liege.

[Achim M. (minifloat)]

Tobias S. schrieb:
> Aber was passiert beim Einschalten? Leider weiß ich nicht, wie ich das
> simulieren kann.

Die 5V-Versorgung auch als Pulsquelle modellieren. Deine Datenquelle 
kann ja ein tdelay bekommen, dann legt die mit ihren Pulsen erst später 
los.

mfg mf

[Rene (Gast)]

bist der zweite - k.A. ob brauchbares dabei

Beitrag "Probleme eine Laserdiode mittels OPVs zu regeln"

[Rainer W. (rawi)]

Tobias S. schrieb:
> Könnten die Cracks dieses Forums bitte mal drauf schauen, was ich alles
> übersehen habe?

Warum modulierst du so tief. Damit die Laserdiode nicht lasert, muss der 
Strom nur unter den Schwellstrom für den Laserbetrieb abgesenkt werden. 
Falls dich Verlustleistung nicht stört, könntest du die KSQ unmoduliert 
ihren konstanten Strom liefern lassen, und modulierst den Diodenstrom 
mit einem parallelgeschalteten Transistor (+Widerstand), der ihr den 
Strom klaut.

[Hp M. (nachtmix)]

Tobias S. schrieb:
> Laserdiode ADL-65055TL

Link zum Datenblatt?

Tobias S. schrieb:
> Periodenlänge 200us, eine 1 sind 150us
> on, eine 0 50us on.

Bei deinem Kenntnisstand solltest du besser mit sichtbaren LED üben 
anstatt arme Laserdioden zu massakrieren.

[Tobias S. (herrgesangsverein)]

Achim M. schrieb:
> Tobias S. schrieb:
>> Aber was passiert beim Einschalten? Leider weiß ich nicht, wie ich das
>> simulieren kann.
>
> Die 5V-Versorgung auch als Pulsquelle modellieren. Deine Datenquelle
> kann ja ein tdelay bekommen, dann legt die mit ihren Pulsen erst später
> los.
>
> mfg mf

Ja klar, das probier ich aus.

[Tobias S. (herrgesangsverein)]

Rainer W. schrieb:
> Tobias S. schrieb:
>> Könnten die Cracks dieses Forums bitte mal drauf schauen, was ich alles
>> übersehen habe?
>
> Warum modulierst du so tief. Damit die Laserdiode nicht lasert, muss der
> Strom nur unter den Schwellstrom für den Laserbetrieb abgesenkt werden.
> Falls dich Verlustleistung nicht stört, könntest du die KSQ unmoduliert
> ihren konstanten Strom liefern lassen, und modulierst den Diodenstrom
> mit einem parallelgeschalteten Transistor (+Widerstand), der ihr den
> Strom klaut.

Am Ende soll die Schaltung batteriebetrieben sein und die "Aus"-Zeiten 
sind recht lang. Für die LD wäre es allerdings schon charmant, nicht so 
tief zu modulieren. Im LTSpice sieht es auch gut aus.

[Daniel V. (danvet)]

Muss es unbedingt eine Analogschaltung sein? Dann kann ich dir nicht 
weiterhelfen.
Ansonsten kannst du mal bei ichaus.de schauen. Da gibts komplett fertige 
Laserdiodentreiber im Chip-Gehäuse.

[Purzel H. (hacky)]

Der Schwellenstrom ist exemplarspezifisch, und temperaturabhaengig. Der 
sollte mit der Monitordiode zumindest kontrolliert werden, Und ja, je 
nachdem sollte man waehrend des Sendens an dem dran bleiben. Und nur 
soviel Leistung rauslassen, wie's braucht.

Ich wuerde nicht empfehlen Analog per Monitordiode zu regeln. Allenfalls 
per Monitordiode steuern.

Wenn's wirklich billig sein soll und eine Laserdiode braucht, ohne den 
Monitor Zusatzaufwand ... muss man eben weit unterhalb der maximalen 
Daten bleiben. Allenfalls passt auch eine LED.

[Arno R. (arnor)]

Tobias S. schrieb:
> Ich nutze aktuell die Monitordiode nicht. Weil ich nicht weiß, wie. Wenn
> der Strom hinreichend konstant ist, müsste ich doch damit davon kommen,
> oder? Auch wenn ich beim Arbeitspunkt daneben liege.

Du kannst mal davon ausgehen, daß eine Laserdiode unter Anwendung der 
internen Monitordiode stabilisiert werden MUSS, wenn so eine Fotodiode 
drin ist. Die baut man nämlich nur ein, wenn die Laserdiode mit der 
Temperatur zu stark driftet, die Leistungskurven in Abhängigkeit von der 
Temperatur im Datenblatt der LD zeigen das ganz deutlich. Es gibt auch 
etliche stabile LD ohne Monitordiode.

Tobias S. schrieb:
> ich versuche, eine Laserdiode ADL-65055TL zur Datenübertragung per
> Pulslängenprotokoll zu betreiben. Periodenlänge 200us, eine 1 sind 150us
> on, eine 0 50us on. Ich sende 8 Bit und dann lange (Minuten) nichts.

Das sind doch keine Werte die eine Laserdiode erzwingen. Mit einer 
IR-LED bekommt man viel mehr stabile Leistung ohne den AP thermisch 
nachzuführen. Es gibt auch billige IR-LED mit nur wenigen Grad 
Öffnungswinkel. Vielleicht wäre das eine Alternative für dich. Außerdem 
passen die meisten Detektoren spektral viel besser zu IR-LEDs als zu 
roten LD.

Eine mögliche einfache Schaltung für eine geregelte Laserdiode hab ich 
mal angehängt, aber ohne Garantie. Die habe ich mal irgendwo gefunden, 
vermutlich in einer Patentschrift so wie es aussieht, aber vergessen wo. 
Die Schaltung ist nur für rel. langsame Modulation geeignet, deine Werte 
schafft die aber locker.

[Andrew T. (marsufant)]

Und natürlich gibt es von Jim Williams sehr gut dimensionierte
Schaltungen speziell für Laserdioden, alles downloadbar unter
analog.com

[Magnus M. (magnetus)]

Arno R. schrieb:
> Die habe ich mal irgendwo gefunden,
> vermutlich in einer Patentschrift so wie es aussieht, aber vergessen wo.

Kleine Gedächtnisstütze: 
https://data.epo.org/publication-server/document?iDocId=205231&iFormat=2

:)