Módulo Amplificador Fotodiodo Módulo de Detecção de Intensidade de Luz Iluminômetro

O fotodiodo é um dos tipos de sensores mais usados em muitas medições ópticas. ? tais como absorção e emissão espectros ? medição de cor ? Turbidez ? Detecção de gás e outras aplicações dependem de fotodiodos para medição óptica precisa. ? fotodiodo gera corrente proporcional à quantidade de luz iluminada para a região ativa ? amplificadores transimpedância são necessários para a maioria das aplicações de medição. A fim converter a corrente do fotodiodo à tensão da saída ?Carta1Diagrama esquemático do circuito de exibição ?

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Chart1 Circuito Amplificador Transimpedance Simples

O fotodiodo do circuito opera no modo fotovoltaico, o amplificador operacional mantém a tensão no fotodiodo em zero.0 V? Esta é a configuração mais comum em aplicações precisas. ? A curva tensão-corrente do fotodiodo é muito semelhante à do diodo convencional., mas toda a curva do primeiro vai subir ou descer com a mudança do nível de iluminação. ? carta2AExibir função típica transferência fotodiodo ? carto2BÉ um gráfico ampliado da função de transferência., mostre que, mesmo na ausência de luz, os fotodiodos também produzem uma pequena quantidade de corrente. ? esta corrente escura aumenta com o aumento da tensão reversa no fotodiodo. ? A tensão reversa da maioria dos fabricantes é10 mVA corrente escura do fotodiodo é dada sob a premissa ?

2. Módulo Amplificador Fotodiodo Módulo de Detecção de

Carta2Função típica transferência fotodiodo

Depois que a iluminação atinge a região ativa do fotodiodo, a corrente flui do cátodo para o ânodo ? idealmente, Todas as correntes de fotodiodo fluem através do diagram1Feedback resistência em, Gerando um valor igual à corrente de fotodiodo multiplicado pela tensão de feedback da resistência de feedback ? O circuito é simples em princípio., no entanto, alguns problemas devem ser resolvidos para que o sistema tenha o melhor desempenho. ?

Considerações DC

A primeira dificuldade é selecionar um amplificador operacional que corresponda às especificações CC para os requisitos da aplicação. ? para a maioria das aplicações, a baixa tensão de entrada é a especificação mais importante. A tensão deslocada da entrada existe na extremidade da saída do amplificador, a tensão deslocada aumentará o erro total do sistema.; nos amplificadores do fotodiodo, igualmente produz outros erros. ? tensão de entrada offset no fotodiodo, gerando mais correntes escuras, aumentando ainda mais Erro Desalinhamento do Sistema ? através do software calibração ? acoplamento AC-Ou ambos.-Eliminação do deslocamento DC inicial, mas o erro de desalinhamento maior reduzirá a faixa dinâmica do sistema. ? felizmente,, Tensão de deslocamento de entrada em vários hundredmVMesmo dezenas de mVDentro do escopo de, Há um grande número de amplificadores operacionais para escolher. ? A segunda especificação DC importante é a corrente de fuga de entrada do amplificador operacional. ? A corrente entra A entrada do amplificador operacional, ou ir a qualquer lugar diferente do resistor de feedback, haverá erros de medição. ? amplificadores operacionais com correntes de polarização de entrada zero não existem, mas algunsCMOSorJFETO amplificador operacional de entrada está muito próximo desse valor. ? A corrente de polarização de entrada do amplificador de entrada aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura. ? muitos amplificadores operacionais fornecem85 ° Cor125 ° CEspecificações abaixo; Mas se não for fornecido, um melhor Aproximação éDez graus por aumento de temperatura, a corrente dobra.?

Outro desafio é projetar circuitos e colocá-los para fora., para minimizar o caminho da corrente de fuga externa-Corrente de vazamento afeta o desempenho do amplificador operacional atual de baixa entrada ? O caminho de corrente externa mais comumente usado é a própria placa de circuito impresso. ? por exemplo, chart3Display map1A Layout Viável de Amplificador Fotodiodo Médio ? representação linha rosa + 5VTrilho de alimentação, Poder Amplificador e transferir o poder para o resto da placa de circuito ? se em + 5 VA resistência entre a linha e a linha que transporta a corrente do fotodiodo é igual a 5G(chart3Medium toRLExpress), que1 nACurrent fluirá de + 5 VWire-no amplificador ? obviamente, Este é cuidadosamente selecionado com aplicação1 pAOperational Amplificador Alvo Violação ? uma maneira de minimizar o caminho da corrente de vazamento externo é aumentar A resistência entre a linha que transporta a corrente do fotodiodo e qualquer outra linha. ? isso pode ser tão conveniente quanto adicionar uma área proibida de rota maior ao redor da rota para aumentar a distância entre outras rotas. ? em algumas aplicações extremas, alguns engenheiros irão cancelá-los completamente. PCBRouting, Exposição de chumbo fotodiodo ao ar e conexão direta com pino de entrada de amplificador operacional ?

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Layout do fotodiodo chart3 com o caminho atual do vazamento

Uma outra maneira de impedir a corrente externo do escapamento é colocar uma linha protetora ao lado da linha que leva a corrente do fotodiodo., E garantir que ambas as linhas são conduzidas para a mesma tensão ? chart4Exibir rotas protetoras ao redor da rede carregando correntes fotodiodo ? + 5 VVLeakage corrente gerada por Roteamento é então passado throughRLInlet proteção linha, Não um amplificador influxo ? neste circuito, a pressão diferencial entre as rotas de proteção e entrada está relacionada apenas à tensão de deslocamento de entrada do amplificador operacional.-Esta é outra razão pela qual baixa entrada offset tensão amplificadores são Escolhido. ?

4. Módulo Amplificador Fotodiodo Módulo de Detecção de

Carta4Reduzindo a corrente externa do escapamento usando a fiação protetora

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