Fotodiodo Modulo Amplificatore Modulo di Rilevamento Dell'intensità della Luce Illuminometro
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Fotodiodo è uno dei più comunemente usato tipi di sensori in molti ottico misure. Applicazioni come ad esempio di assorbimento e di emissione di spettroscopia, la misurazione del colore, torbidità, rilevamento di gas e così via dipende dalla fotodiodi per ottica di precisione di misura. Fotodiodi generare corrente proporzionale alla quantità di luce illuminato nella regione attiva. Transimpedance amplificatori sono utilizzati nella maggior parte delle applicazioni di misura per convertire fotodiodo corrente di tensione di uscita. Tabella di 1 Lo schema del circuito di visualizzazione.

Tabella di 1 Semplice Transimpedance Circuito Amplificatore

Il fotodiodo del circuito funziona in modalità fotovoltaico, in cui il amplificatore operazionale mantiene la tensione sul fotodiodo come segue 0 V . Questa è la configurazione più comune in applicazioni di precisione. Il rapporto tra tensione e corrente di fotodiodo è molto simile a quella di convenzionale diodo, ma tutta la curva di fotodiodo si spostarsi verso l'alto o verso il basso con il cambiamento di livello di illuminazione. Tabella di 2 Un Display tipico fotodiodo funzione di trasferimento. Tabella di 2 b Si tratta di un allargata figura di la funzione di trasferimento, che indica che anche in assenza di luce, il fotodiodo sarà in uscita una piccola quantità di corrente. Questa corrente di buio aumenta con l'aumento della tensione inversa su fotodiodo. La tensione inversa di la maggior parte dei produttori è 10 mV La corrente di buio di fotodiodo è dato sotto la premessa.

Tabella di 2 Tipico fotodiodo funzione di trasferimento

Quando la luce si accende la regione attiva di fotodiodo, la corrente scorre dal catodo all'anodo. Idealmente, tutte le correnti fotodiodo di fluire attraverso il diagramma 1 Il valore del feedback di resistenza è uguale alla corrente di fotodiodo moltiplicato per la tensione di feedback del feedback resistenza. Il circuito è semplice in linea di principio, ma alcuni problemi difficili deve essere risolto se il sistema è quello di avere le migliori prestazioni.

DC considerazioni

La prima difficoltà è quello di selezionare un amplificatore operazionale con DC specifiche per soddisfare i requisiti delle applicazioni. Per la maggior parte delle applicazioni, a bassa tensione di offset è il più importante specifica. C' è un ingresso tensione di offset a la fine di uscita dell'amplificatore, che consentirà di aumentare la totale di un errore di sistema, mentre in fotodiodo amplificatore, sarà anche produrre altri errori. C' è un ingresso tensione di offset sul fotodiodo, che produce più corrente di buio e aumenta ulteriormente il sistema offset errore. Attraverso il software di calibrazione e AC accoppiamento - O entrambi. - La iniziale DC offset può essere eliminato, ma il più grande errore di offset sarà restringere la gamma dinamica del sistema. Per fortuna, la tensione di offset è in le centinaia MV Anche decine di MV All'interno di questa gamma, ci sono un gran numero di amplificatori operativi tra cui scegliere. La seconda importante DC specifica è la corrente di dispersione del amplificatore operazionale di ingresso. Errori di misura si verificano quando la corrente entra in ingresso di un amplificatore operazionale o in qualsiasi altro che il feedback di resistenza. Correnti di bias di ingresso amplificatori operativi con lo zero non esiste, ma un po' CMOS o JFET La input amplificatore operativo è molto vicino a questo valore. FET Il bias di ingresso corrente di ingresso amplificatore aumenta in modo esponenziale con l'aumento della temperatura. Molti amplificatori operazionali di fornire 85 gradi C o 125 gradi C Le seguenti specifiche; ma se non in dotazione, una migliore approssimazione è Ogni dieci gradi di aumento della temperatura raddoppia la corrente. .

Un altro sfida è quello di progettare e il layout circuiti per ridurre al minimo i percorsi di dispersione di corrente esterna. - Corrente di dispersione colpisce le prestazioni di low input corrente di polarizzazione amplificatori operazionali. Il più comunemente usato di dispersione di corrente esterno percorso è il circuito stampato bordo di per sé. Per esempio, grafico 3 Display mappa 1 UN fattibile layout di medio fotodiodo amplificatori. Rosa linea di rappresentazione + 5 V La potenza rail di alimentazione per l'amplificatore e trasferimenti di alimentazione per il resto del circuito. Se in + 5 V La resistenza tra il cablaggio e il cablaggio di trasporto il fotodiodo corrente è pari a 5G ( Tabella di 3 Medio per RL Espresso ) Poi 1 nA Corrente fluirà da + 5 V La linea sfocia nel amplificatore. Ovviamente, questo è scelto con cura con l'applicazione. 1 pA Amplificatore operazionale gli obiettivi sono uno contro l'altro. Un modo per ridurre al minimo la corrente di dispersione esterno percorso è quello di aumentare la resistenza tra la linea per il trasporto il fotodiodo corrente e qualsiasi altra linea. Questo può essere così conveniente come l'aggiunta di un più grande percorso zona proibita in tutto il percorso per aumentare la distanza tra altri percorsi. In alcune applicazioni estreme, alcuni ingegneri li annullare del tutto. PCB Il piombo di fotodiodo è esposto all'aria e collegato direttamente con il perno del terminale di ingresso del amplificatore operazionale.

Tabella di 3 Fotodiodo Layout con Corrente di Dispersione Percorso

Un altro modo per evitare che la corrente di dispersione esterno è quello di gettare una protezione linea accanto alla linea per il trasporto il fotodiodo corrente e garantire che entrambe le linee sono guidato per la stessa tensione. Tabella di 4 Display di protezione correnti percorsi intorno la rete per il trasporto fotodiodo. + 5 V Corrente di dispersione generato di routing è poi passato attraverso RL Scorre nella linea di protezione, non in amplificatore. In questo circuito, il differenziale di pressione tra il coperchio di protezione e di ingresso percorsi è solo in relazione alla tensione di offset di operativa amplificatore. - Questo è un altro motivo per la scelta di un bassa tensione di offset amplificatore.

  • Tipo: Accessori per Aria Condizionata

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