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Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[21] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentejohnnyfirpo » 8 lug 2011, 19:17

Grazie mille, ho risolto!!!!!!!

avevo fatto una cavolata!!! :oops:

Per chi è interessato, funziona bene lo schema con lm358 con il fotodiodo tra ingresso positivo e negativo suggeritomi da darwiNE
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[22] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 8 lug 2011, 21:41

Bene :ok:

Sono felice per te! Che problema c'era, per curiosità?
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[23] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 10 lug 2011, 1:33

DirtyDeeds ha scritto:Aggiungo che la polarizzazione inversa del fotodiodo può anche essere utilizzata per aumentare la linearità del fotodiodo ad alte intensità, quando l'effetto della resistenza serie del dispostivo inizia a essere significativa.


E' molto interessante e non ne ero a conoscenza; di solito ho il problema inverso: non c'è luce :D
Puoi spiegare un po' di cosa si tratta, per favore? Quando c'è parecchia corrente trovo ragionevole che si inizi a considerare la resistenza serie, ma non capisco molto bene perché applicatavi una polarizzazione inversa la situazione migliori.
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[24] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 10 lug 2011, 14:53

Dunque, in condizioni quasi-statiche il circuito equivalente del fotodiodo è il seguente



dove la resistenza serie R_\text{s} è dell'ordine della decina-centinaio di ohm, variabile anche a seconda della focalizzazione del fascio (un fascio molto focalizzato dà origine a una resistenza serie più alta). Quando la fotocorrente è elevata, il diodo interno viene polarizzato direttamente e assorbe parte della fotocorrente. Quindi |I_\text{d}|<|I_\text{ph}|. Se il diodo viene invece polarizzato inversamente, la tensione che si genera su R_\text{s} non è sufficiente a portare il diodo in zona diretta.

A p. 12 di questa application note c'è un grafico che mostra la differenza di linearità tra fotodiodo non polarizzato e fotodiodo polarizzato inversamente. Il fenomeno è tipicamente significativo nelle applicazioni per telecomunicazioni, dove si possono usare alte potenze e, spesso, per motivi di velocità, il fotodiodo non viene fatto lavorare in cortocircuito ma con un carico resistivo (tipicamente 50 ohm).

Giusto per completare il quadro sulla differenza di comportamento tra fotodiodo polarizzato e non, un altro fatto poco noto è che con fotodiodo non polarizzato la corrente di rumore teorica sarebbe maggiore rispetto al caso polarizzato. Con fotodiodo non polarizzato, infatti, la densità spettrale della corrente di rumore generata è

S_I(f) = 2q(I_\text{ph}+2I_\text{s})

mentre con fotodiodo polarizzato inversamente

S_I(f) = 2q(I_\text{ph}+I_\text{s}) = 2q|I_\text{D}|

In pratica, questo miglioramento del rumore è difficilmente osservabile a causa, sembra, del peggioramento di altri tipi di rumori in condizioni di polarizzazione inversa, soprattutto del flicker. Devo dire che un giorno mi piacerebbe provare a fare qualche misura in questo senso. E poi rimane il fatto che in condizioni di polarizzazione inversa uno si becca l'offset generato dalla I_\text{s} con la sua deriva.

Riferimenti:

A. Rogalski, Infrared detectors.
M. J. Buckingham, Noise in electronic devices and systems.
It's a sin to write sin instead of \sin (Anonimo).
...'cos you know that cos ain't \cos, right?
You won't get a sexy tan if you write tan in lieu of \tan.
Take a log for a fireplace, but don't take log for \logarithm.
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[25] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 10 lug 2011, 16:39

DirtyDeeds ha scritto:Quando la fotocorrente è elevata, il diodo interno viene polarizzato direttamente e assorbe parte della fotocorrente. Quindi I_\text{d}<-I_\text{ph}. Se il diodo viene invece polarizzato inversamente, la tensione che si genera su R_\text{s} non è sufficiente a portare il diodo in zona diretta.


Grazie, adesso mi pare ovvio, ma finora non avendo lavorato con intensità troppo elevate, non mi ero mai posto il problema!

Ho letto anche l'interessante documentazione Hamamatsu e grazie per i riferimenti bibliografici.

:ok:
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[26] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentemarkos1986 » 3 gen 2012, 18:16

Ciao a tutti, mi presente sono Marco e sono un nuovo utente. Vi volevo chiedere una opinione sul tema trattato in questo thread.
Se dopo aver amplificato il segnale volessi inserire un ulteriore stadio di amplificazione variabile in base al livello di tensione rilevato in uscita dal primo stadio voi che tipo di soluzione utilizzereste?

Vorrei realizzare una sorta di amplificatore a guadagno variabile. Io pensavo magari di mettere un ulteriore stadio con un amplificatore operazione in configurazione non invertente utilizzando un mosfet come un resistore controllato in tensione, così da variare la resistenza di feedback e quindi il guadagno.

Il mio problema però in questo caso è capire come poter pilotare opportunamente il gate del transistor in modo da aggiustare il valore della resistenza in base al livello del segnale in uscita dal primo stadio. Devo per forza utilizzare un micro o ci sono altre possibilità?

Vi vengono in mente altre soluzioni? Spero di essere stato chiaro.
Vi ringrazio in anticipo per le vostre risposte.
Saluti.
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[27] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 4 gen 2012, 1:28

Crea un nuovo thread nella sezione elettronica, con un titolo piu` vicino al tuo problema. Descrivi anche di che segnale si tratta, con che dinamica vuoi controllarne l'ampiezza, perche' vuoi controllarne l'ampiezza...
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
Plug it in - it works better!
Il 555 sta all'elettronica come Arduino all'informatica! (entrambi loro malgrado)
Se volete risposte rispondete a tutte le mie domande
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[28] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utentemarkos1986 » 4 gen 2012, 12:51

Grazie mille. Nuovo thread creato.
viewtopic.php?f=1&t=31498
E scusami ma sono decisamente poco pratico di forum :D ...!
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[29] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto Utenteplotino » 4 apr 2013, 10:34

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




ciao
scusate se riapro questo vecchio post
ma ho provato il circuito citato sopra e non funziona
o meglio leggo sempre 0V all'uscita del LM358 (pin 1)
ho alimentato il chip a 9 V e usato un fotodiodo (credo) al silicio di cui non conosco il modello (assomiglia ad un classico LED bianco)
puoi aiutarmi?

ho provato questo circuito perché ho realizzato un sensore di parcheggio da parete
basato su TX-RX a IR, che però non funziona e sto imapzzendo cercando di capire perché
La parte RX è molto simile al circuito sopra quindi ..

grazie

plotino
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[30] Re: Amplificatore precisissimo per fotodiodo

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 4 apr 2013, 16:18

plotino ha scritto:ho provato questo circuito perché ho realizzato un sensore di parcheggio da parete
basato su TX-RX a IR, che però non funziona e sto imapzzendo cercando di capire perché
La parte RX è molto simile al circuito sopra quindi ..


Cosa vuol dire molto simile? Mostraci il circuito esatto, con tutti i collegamenti, i valori esatti dei componenti e via dicendo.
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