مقدمه ای بر تقویت کننده های ترانسفرنس برای تشخیص Photodiode

یک تقویت کننده ترانس (TIA) بلوک ساختمان بنیادی برای تبدیل خروجی فعلی کوچک از یک عکس به یک سیگنال ولتاژ قابل استفاده است.این مدار اندازه گیری دقیق قدرت نوری را در برنامه های کاربردی از ارتباطات فیبر نوری و LIDAR به سنسورهای زیست پزشکی و موانع نور صنعتی فراهم می کند. TIA باید تعادل پیشرفته، پهنای باند، صدا و ثبات به طور وفادار به بازتولید یک بخش تشخیص سیگنال قوی برای پوشش دادن یک بخش تصویر، و پوشش دادن مراحل شناسایی سیگنال برای طراحی عکس، و کنترل دقیق.

رفتار تصویری و تبدیل فعلی به سلول

در این میان، در صورت بروز اختلاف، در حالت بینایی ([۳]، عکس العمل سریع تر و استحکام پایین تر ایجاد می کند، در حالی که در حالت فتوولتائیک (فرنس صفر) آن را به حداقل می رساند: جریان عکس به طور معمول از نانوampers به میلی آمپرer متغیر است. A ولتاژ استاندارد نمی تواند به طور مستقیم این جریان را کنترل کند؛ به جای اینکه یک تقویت کننده فعلی را تولید کند.

اصول تقویت کننده ترانسimpedance

در این میان، یک گروه از افراد با استفاده از این طرح، از طریق [[رده:]] و [[رده:]]، [[رده:]] و [[رده:]]، [[رده:]] و [[مسل]]، [[مسل]]، [[رده: [[رده:]]، [[رده: [[رده: [[رده:رده:]]، [[رده: [[رده: [[رده:رده:رده:رده: [[رده:رده:رده:رده:رده:رده: [[رده:رده:رده:رده:رده: [[رده: [[رده:رده:رده:رده: [[رده:رده:رده:رده:رده:رده: [[رده: [[رده:رده:رده:رده: [[رده: [[رده:رده: [[رده:رده:رده:رده:رده:رده:رده:رده:رده: [[رده:رده:رده:رده:رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده:رده:رده:رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده:رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده: [[رده:رده: [[رده: [[رده:

پارامترهای عملکرد کلیدی

پهنای باند و پاسخ فرکانس

TIA TIA با استفاده از افزونه ی {{b-tamp}} و LT {\displaystyle } {\displaystyle \"} و {\displaystyle \"(} \"p} {\displaystyle \"}} {\displaystyle \"}} \"(F}}}}}}} {\displaystyle {\displaystyle \"f}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

تحلیل نویز

منابع نویز در یک TIA شامل نویز حرارتی از R [FLT1]، سر و صدا از جریان تاریک عکس و جریان سیگنال، و ولتاژ جریان و نویز فعلی [46F] کل خروجی است مربع ریشه از این بازخوردها است.

جبران خسارت

و در این صورت، در این مرحله، به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر به صورت زیر اشاره می شود.

انتخاب قطعات

انتخاب Op-Amp

انتخاب تقویت کننده عملیاتی مناسب بسیار مهم است. مشخصات کلیدی شامل:

  • جریان سوگیری: باید بسیار کوچکتر از حداقل عکس در حال حاضر برای جلوگیری از خطا. JFET یا مراحل ورودی CMOS ارائه می دهند پیش بینی های پیش فرض.
  • ] محصول پهنای باند: [FLT 1] باید حداقل 10 برابر پهنای باند مورد نظر TIA برای عملیات پایدار باشد.
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۳]] و پهنای باند را بهبود می بخشد.
  • ] و نویز فعلی: تراکم سر و صدا پایین (به عنوان مثال، 1.2 nV / √Hz و 1 fA / √) به حداقل رساندن سر و صدا خروجی هرتز.
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [[۱۰]]] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰]] [۱۰] [۱] [۱۰] [۳]] [۱۰] [۱۰] [۳] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱۰] [۳] [۳] [۵] [۵] [۳] [۳] [۵] [۵] [۵] [۳] [۵] [۳] [۵] [۵] [۳] [۳] [۵] [۵] [۳] [۳] [۳] [۵] [۵] [۵] [۵] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۵] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۵] [۳] [۳] [۳] [۳] [۵] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۵] [۵] [۵] [۳] [

قالب های محبوب برای طرح های TIA شامل OPA847 (صدای آهسته، پهنای باند)، OPA656 ( ورودی JFET)، ADA4817 (صدای کم، سرعت بالا)، و LTC62 68 (سرعت بالا، جریان سوگیری پایین).

بازخورد مقاومت و ارزش های خازن

در این میان، از جمله آیات قرآن کریم، سوره ی بقره آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی بقره، آیه ی

پیشرفته TIA Configurations

برای تشخیص بسیار سریع Photodiode (به عنوان مثال، 1 گیگابیت نوری گیگابیتی)، یک TIA ساده تک تک انتهای ممکن است کافی نباشد.طراحی های TIA مختلف از دو ابزار یادداشت برای رد نویز رایج و دو برابر کردن نوسان سیگنال استفاده می کنند. یکی دیگر از روش های خط لوله تنظیم شده (RGC) برای کاهش ورودی موثر، بهبود پهنای باند در فرکانس های اتصال بالا یا دستگاه های آنالوگ یکپارچه آن، می تواند از یک سیستم های پاسخ یکپارچه شده جداگانه مانند دستگاه های آنالوگ ارائه دهد.

مثال های عملی طراحی

یک طراحی برای یک گیرنده نوری کم نور را که در یک سنسور نور محیط استفاده می شود در نظر بگیرید.The Photodiode (به عنوان مثال BPW21R) حساسیت به 0.6 A / W در 550 nm و خازن 70 pF در 0 V سوگیری دارد. حداکثر عکس انتظار می رود 1 μA (correpons to 67) با یک ولتاژ میکرو است.

Step 1: Determine Rf
Rf = 3 V / 1 µA = 3 MΩ. This high value limits bandwidth but is acceptable for a slow (<100 Hz) sensor.

مرحله 2: انتخاب Op-Amp

یک پست JFET پایین مانند OPA145 (من b = 2 pA، GBW = 5.5 مگاهرتز] مناسب است.

[[ویرایش] [[[ویرایش] [[ویرایش] [[ویرایش]] [FLT1]
] [FLT:] [FLT: 0 ] = خازن عکس (70 p) + خازن ورودی (p5 = 0/0 = f = f5 = f]

[[ویرایش] [[[ویرایش] [FLT1]
[FLT]]
[FLT]] [FLT] [FLT]] [FLT]] = 1 / 2 {\displaystyle \" [F:5] [F6] [F [F] [F] [F] [F] [F6] [F] [2] [2 ] [F]] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [2 ] [0] [0] = [0] = [F [F [0] = [0] = [0] = [0] = [0] = [0] = [0] = [0] = [0] = [0] = [0 ] [0] = [0] = 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / {\displaystyle [0] = 1 / {\displaystyle [0 ] [0] = 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / 1 / {\displaystyle [0 ] [0 ]

این طراحی یک TIA با ثبات و کم کیفیت برای اندازه گیری نور DC مناسب است، برای سرعت بالاتر، R را کاهش می دهد و از یک عکس کم چرب استفاده می کند.

شبیه سازی و تست کردن Tips

قبل از ساخت یک نمونه اولیه، شبیه سازی مدار TIA با استفاده از یک مدل دقیق SPICE از فرمت پیشنهادی و Photodiode (از جمله خازن و مقاومت اجتناب) پاسخ فرکانس بسته حلقه برای اوج گیری (در نظر گرفتن حاشیه فاز ناکافی) و تنظیم C f بر اساس آن، اندازه گیری خروجی با حساسیت زمین باز یا استفاده از یک محفظه ضروری به معنای استفاده از یک اتصال فیزیکی است.

منابع خارجی

برای مطالعه بیشتر، با این یادداشت های معتبر درخواست مشورت کنید:

  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۲] [۲] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۳] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۲] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱] [۱] [۲] [۲] [۱] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۱] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۱] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱]
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۱] [۱] [۲] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۱] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۲] [۳] [۳]
  • Maximrated: "طراحی مدار عکس سریع" (App Note 524)

نتیجه گیری

طراحی یک تقویت کننده ترانس برای تشخیص سیگنال عکس العمل نیاز به متعادل سازی، پهنای باند، سر و صدا و ثبات از طریق انتخاب دقیق اجزای و جبران.با درک ویژگی های Photodiode، محدودیت های پردازشی و تاثیر ارزش های شبکه بازخورد، مهندسان می توانند مدارهای قابل اعتماد برای اندازه گیری های کم نور DC و ارتباطات نوری بالا ایجاد کنند.