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Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentejohnnyfirpo » 4 lug 2011, 17:49

Salve a tutti, sono nuovo del forum, ed ho bisogno di aiuto.
Mi serve rilevare dei cambiamenti luminosi molto piccoli con un fotodiodo molto preciso.
http://it.farnell.com/hamamatsu/s1223/f ... dp/1495587

Amplifico il segnale con un semplicissimo operazionale usando o lm358 oppure tlc272

dall'oscilloscopio, non riesco a vedere la variazione che devo vedere, con qualsiasi rapporto di resistenze.

MI consigliate un buon circuito per amplificare il segnale del fotodiodo?

Grazie mille
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[2] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 4 lug 2011, 18:32

johnnyfirpo ha scritto:Mi serve rilevare dei cambiamenti luminosi molto piccoli con un fotodiodo molto preciso.


Ti serve misurare variazioni, oppure l'intensità assoluta?
E quanto piccoli sono questi segnali?
Io qualche tempo fa ho fatto un amplificatore per fotodiodo con un operazionale di buon livello, un LMP7721.

Ecco il circuito:


Ho fatto anche lo stampato:


Il circuito è fatto per funzionare a batteria e difatti il negativo NON è collegato alla massa. Questo permette di far funzionare bene gli operazionali anche con segnali molto piccoli.
Un difetto di questo circuito è che il LMP2231 tende ad autoscillare se viene utilizzato un cavo coassiale troppo lungo all'uscita del circuito. Penso che si possa correggere in questo modo:


Una delle cose più... inaspettate è stato spulciarsi i cataloghi per trovare un commutatore capace di garantire un'isolamento sufficiente per non perturbare la resistenza da 1 giga ohm (sì, avete letto bene :-) ) quando l'amplificatore si trova nella posizione guadagno massimo.
Naturalmente, fotodiodo e amplificatore sono da mettere in uno scatolotto schermato, collegato a Vgarde.
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[3] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentejohnnyfirpo » 4 lug 2011, 18:51

Ok grazie delle risposta.
Vi spiego, ho ripreso l'articolo di un ricercatore che costruiva il misuratore di battiti con un fotodiodo e un led ir:
invia ogni pochi millisecondi una luce ir sul dito e legge la luce riflessa.
Ovviamente ogni battito la luce riflessa sarà diversa visto che il dito pulsa.
Io con l'oscilloscopio riesco a leggere la luce riflessa ogni tot ms, ma è sempre la stessa intensità.
Il mio scopo invece che ogni secondo circa devo leggere un valore in teoria più alto.

e con il mio amplificatore non riesco. ho scelto accuratamente fotodiodo in base alla frequenza di luce che gli mando, ovvero tra l'ir e il visibile

grazie a tutti!!
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[4] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 4 lug 2011, 21:05

johnnyfirpo ha scritto:Il mio scopo invece che ogni secondo circa devo leggere un valore in teoria più alto.

e con il mio amplificatore non riesco. ho scelto accuratamente fotodiodo in base alla frequenza di luce che gli mando, ovvero tra l'ir e il visibile


Ah, conosco il problema. Posso assicurare che il circuito che ho suggerito funziona anche per quello (l'ho provato!), ma probabilmente i guadagni più alti sono sprecati. Non è un problema troppo critico il tuo, ma per dire cosa non va nel tuo circuito bisognerebbe vederlo.
Perché non ti scarichi FidoCadJ e non ci fai vedere cosa hai fatto?
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[5] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentejohnnyfirpo » 4 lug 2011, 21:58

ok, mentre provo ad usare fidocad ti pongo un'altra domanda:

Posso recuperare i miei lm358 oppure tlc272?

grazie, gentilissimo.
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[6] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentejohnnyfirpo » 4 lug 2011, 22:38

Ciao fatto, ma quello che ho fatto è semplicemente riprendere un'amplificatore operazionale su internet e metterci un rapporto 1a10.

grazie

Immagine

Devo creare un circuitino con gli amplificatore che ho, sarebbe prefetto.

Grazie per la gentilezza
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[7] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 4 lug 2011, 23:08

johnnyfirpo ha scritto:Ciao fatto, ma quello che ho fatto è semplicemente riprendere un'amplificatore operazionale su internet e metterci un rapporto 1a10.


Uh... si vede!
Temo che quel povero operazionale sia portato in saturazione.
Utilizza un convertitore corrente/tensione, come ho fatto io ed occhio al modo comune. Non tutti gli operazionali sono fatti per lavorare con gli ingressi vicini alla loro alimentazione negativa (qui la massa).


P.S. qui c'è l'abitudine di utilizzare FidoCadJ e non link esterni... :roll: Se tu avessi disegnato il circuito con questo programma, ti avrei già corretto lo schema! Guarda nella barra sotto il titolo ElectroYou, in Help trovi tutte le informazioni necessarie per servirtene.
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[8] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 4 lug 2011, 23:47

Rileggendomi, credo di non essere stato molto chiaro.
Il disegno che hai mostrato è stato fatto effettivamente con FidoCAD per Windows, riconosco molto bene il risultato grafico senza aliasing e lo stile di alcuni dettagli. Quello che intendevo è di utilizzare il sistema integrato nel forum e copiare ed incollare qui il codice del disegno di modo che risulti disponibile per le modifiche. Ci sono dei tag da utilizzare (il pulsantino fcd sopra l'editor).

Questo è un sistema che si è avverato notevolmente pratico e facile da usare.
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[9] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentejohnnyfirpo » 5 lug 2011, 9:49

eccolo, ieri ho cercato di capire come non hostare ma non ci sono riuscito... perdonami.

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[10] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 5 lug 2011, 10:54

Prova con il circuito che segue:




Se c'è troppo offset, invece di collegare l'ingresso non invertente direttamente a zero volt, puoi utilizzare una resistenza dello stesso ordine di grandezza di quella utilizzata per la controreazione.
Attenzione che ho fatto apposta ad utilizzare un LM358, che se non ricordo male lavora in maniera soddisfacente con i suoi ingressi prossimi alla sua alimentazione negativa.
Puoi far variare il guadagno modificando il valore della resistenza da 1Mohm, anche se probabilmente ci sarà da ritoccare il condensatore in parallelo:

http://focus.ti.com/lit/an/sboa055a/sboa055a.pdf

Tieni conto che se la tensione in uscita è più piccola di 0,2 V rispetto a massa, oppure più grande di 3,5V-4V, l'amplificatore (che suppongo alimentato a 5V) sta saturando e non può quindi funzionare.
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