Модуль усилителя фотодиода модуль обнаружения интенсивности света осветительный прибор

Описание

Фотодод является одним из наиболее часто используемых типов датчиков во многих оптических измерениях. Применение, например, абсорбция и спектроскопия излучения, измерение цвета, мутность, обнаружение газа и так далее зависит от фотодиодов для точного оптического измерения. Фотодиоды генерируют ток, пропорциональный количеству света, освещаемого в активной области. Усилители Transimpedance используются в большинстве применений для измерения для преобразования фотодовидного тока в выходное напряжение.Таблица размеров1Схема цепи дисплея.

Таблица размеров1 Простой трансимпедансные усилителя

Фотодиод цепи работает в фотогальваническом режиме, в котором операционный усилитель поддерживает напряжение на фотодододе следующим образомС напряжением 0 В. Это самая распространенная Конфигурация в прецизионных применениях. Связь между напряжением и током фотодода очень аналогична связи с обычным диодом, но вся кривая фотодода будет перемещаться вверх или вниз с изменением уровня освещенности. Таблица размеров2АОтображение типичной функции передачи фотодода. Таблица размеров2bЭто увеличенная фигура функции передачи, указывающая, что даже при отсутствии света, фотодод будет выводить небольшое количество тока. Этот темный ток увеличивается с увеличением обратного напряжения на фотодододе. Обратное напряжение большинства производителей10 мТемная сила тока фотодода дана под посылкой.

Таблица размеров2 Типичные фотодиод функция передачи

Когда свет освещает активный регион фотодода, ток переходит от катода к аноду. В идеальном случае все фотодиодные токи проходят через схему1Стоимости отзывы сопротивление приравнивается к токов фотодиодов умножить на отзывы напряжение отзывы сопротивление. Схема проста в основном, но некоторые трудные проблемы должны быть решены, если система имеет лучшую производительность.

DC соображений

Первая проблема заключается в выборе операционного усилителя с спецификациями постоянного тока, чтобы соответствовать требованиям приложения. Для большинства приложений низкое входное напряжение сдвига является наиболее важным спецификацией. Есть входное напряжение сдвига на выходном конце усилителя, что увеличит общую погрешность системы, в то время как в фотодиодном усилителе, он также будет производить другие ошибки. Есть входное напряжение сдвига на фотодододе, который производит более темный ток и еще больше увеличивает ошибку смещения системы. С помощью калибровки программного обеспечения и соединения переменного тока-Или и то и другое.-Исходное смещение постоянного тока может быть отменено, но большая ошибка смещения сузит динамический диапазон системы. К сожалению, входное напряжение сдвига в сотахМВДаже десяткиМВВ пределах этого диапазона, есть большое количество рабочих усилителей на выбор. Вторая важная Спецификация постоянного тока-ток утечки на входе операционного усилителя. Погрешности измерения возникают, когда ток входит в вход операционного усилителя или в любом месте, кроме сопротивления отзывы. Операционные усилители с нулевым входным смещением токов не существует, но некоторыеКМОП-матрицаИлиJFETВходной операционный усилитель очень близок к этому значению.Полевого транзистораТок входного смещения входного усилителя увеличивается в геометрической степени с увеличением температуры. Многие оперативный усилитель обеспечивают85 градусов по ЦельсиюИли125 градусов по ЦельсиюСледующие характеристики; но если нет, то лучше приближениеКаждые десять градусов повышения температуры удваивает ток..

Еще одна проблема заключается в проектировании и монтаже цепей, чтобы минимизировать внешние пути утечки тока.-Ток утечки влияет на производительность низкого входного смещения тока Операционные усилители. Наиболее часто используемый путь внешнего тока утечки-это печатная плата. Например, график3Дисплей карта1Возможная компоновка средних фотодиодных усилителей. В розовую полоску представление+ 5ВШинопровод электропитания обеспечивает питание усилителя и передает питание до остальной части платы. Если ребенок находится в+ 5ВСопротивление между проводкой и проводкой, несущей фотодиодный ток равен5 г (Таблица размеров3Средне-RLЭкспресс-доставка)Затем1 nAВ настоящее время будут поступать из+ 5ВЛиния переходит в усилитель. Конечно, это тщательно выбирается с помощью приложения.1 pAОперационные цели усилителя противостоят друг другу. Один из способов минимизировать внешнюю утечку тока-это увеличить сопротивление между линией, несущей фотодитный ток и любой другой линии. Это может быть так же удобно, как и добавление большего места, по которому нет места, чтобы увеличить расстояние между другими маршрутами. В некоторых экстремальных применениях некоторые инженеры полностью отменяют их.Печатная платаСвинец фотодода подвержен воздействию воздуха и соединен непосредственно с штырьком входного терминала операционного усилителя.

Таблица размеров3 Фотодиодная компоновка с течением утечки

Другой способ предотвратить внешнюю утечку тока заключается в том, чтобы заложить защитную линию рядом с линией, несущей фотодиодный ток и обеспечить, чтобы обе линии приводились к одинаковому напряжению. Таблица размеров4Отображать защитные пути вокруг сети, несущей фотододистые токи.+ 5ВТок утечки, генерируемый путем маршрутизации, затем проходит черезRLОн переходит в линию защиты, а не в усилитель. В этой цепи дифференциальное давление между защитными и входными маршрутами только связано с входным напряжение сдвига операционного усилителя.-Это еще одна причина для выбора низкого входного смещения усилитель напряжения.

Таблица размеров4Уменьшение внешнего тока утечки с помощью защитной проводки

'