מבוא

Photodiodes הם הבסיס של חישה אופטית מודרנית, המרת פוטונים לתוך זרמים חשמליים ממיןנים יישומים של מקלטים אופטיים סיבים לאדיקטנות רפואית. photocurrent המיוצר, לעתים קרובות רק ננומפוארים או picoamperes, חייב להיות להפוך למתח חזק מספיק עבור המרה אנלוגית-ל-לעת או עיבוד אותות נוסף.זה הוא התפקיד של אפקט transed amplances (TIA) , כלומר, אשר תוכנן היטב, עם לחץ אווירי, אך מספק את היישום לחץ יציב, אך יעיל, אך יעיל, אך מספק את היישום של חומרת, אך יעיל, אך יעיל, אך יעיל, אך יעיל, אך יעיל, אך הוא תהליך עיבוד אותות, אך יעיל, עם זאת, עם עיבוד אותות, כלומר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, יעיל, יעיל של עיבוד אותות מתקדמים, עם עיבוד אותות, עם עיבוד אותות, עם עיבוד אותות, עם זאת, עם זאת, עם עיבוד אותות, עם עיבוד אותות, עם עיבוד אותות, עם עיבוד אותות, עם לחץ אווירי, עם טיפול תזונתי, עם לחץ דם נמוך, עם זאת, עם לחץ דם, אם הוא תפקיד של חומר תאורה נמוכה

תמונות Photodiode Signal Characteristics

לפני בחירת רכיבים, עליך לתפוס את התנהגות החשמל של photodiode.המכשיר מייצר פרופורציה ישירה לאירוע הכוח האופטי באזור פעיל שלו.עם זאת, יש לקחת בחשבון כמה מנגנוני פרמצבטיקה ורעש.

מצבי הפעלה: Photovoltaic ו Photoconductive

(צילום: ⁇ ) יכול לפעול בשני מצבים עיקריים: InFLT:0) מצב photovoltaic Modepherph:1, הדיודיה היא ללא משוחד או הפוך, מצמצם זרם כהה ותשואות היישומים הנמוכים ביותר - אידיאלי עבור דיוק-אור בינוניות נמוכה.

פרדוקס חשמלי מפתח

  • (ב) [ה][דרוש מקור]] [ה]]][דרוש מקור]] [ה]] [ה]]] ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ב[[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]] ב[[1924]]]] ב[[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]] [[1924]], [[1924]] [[1924]] [[1924]] [[[[1924]] [[1924
  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [ה] [ה]] [ההתנגדות הפנימית של הרוד (RFLT:1irhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
  • (R): היחס של photocurrent to Incident Optor Power (A/W) קובע את חלוקת הרווח בין photodiode לבין התנגדותו של TIA.S. photodiodessimpance Resistanceor. Silicon photodiodes יש בדרך כלל responsivity של 0.5–0.7 A/W ב-850m.

Photodiodes מיצרנים כמו Hamamatsu, Thorlabs, או Excelitas לספק גליונות נתונים מפורטים המפרטים פרמטרים אלה.תמיד להשיג ערכים אמיתיים עבור הגלאי שלך להאכיל לתוך תהליך העיצוב, כמו הבדלים בין הרבה יכול להיות משמעותי.

The Transimpedance Amplifier

[ב]ה' [ב]'[ה]'[ה]'[ה]'[ה]'[ב]']'[ה]'[ה]'[ה]']'[ה']'[ה]']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']'''[ה']']'[ה'[ה']']'[ה']'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ב[[ה']']']']']']']']']'[ה'[ה']']']']'[ה'[ה'[ה']'[ה']']'[ה'[ב[[ה']'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']']']']']'[ב'[ה']']'['['

אידיאלי לעומת גבולות ביצועים אמיתיים

⁇ אידיאלית עם רוחב פס אינסופי ואפס קיבולת קלט יניב המרה ליניארית מושלמת. במציאות, רווח פתוח-פרלופ של הדגול כבוי, ואת הציפוי של photodiode בצומת הממסים אינטראקציה עם רשת משוב כדי ליצור שינויים שלב שמאיים על יציבות.

מקורות רעש ותרומתם

תכנון לרעש נמוך דורש תמונה ברורה של התורנים הדומיננטיים:

  • (ב) [[1924]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]] [[1924
  • (ב) [17] ,0) ,5 ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) [17] ויקרא י"ד): "ה' ויקרא י"א ויקרא י"ד ויקרא י"א , ויקרא י"ד ויקרא י"ד ויקרא י"ד:5 ל-ד' , ויקרא י"ד , ויקרא י"ד , ,"ד ,"ד ,"ד ,"ד ,"ד , , ,"ד , .
  • (ב) ויקרא ה': ויקרא י' (ב) ב'' (ב)' (ב') ב'[[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]] [[1924]] [[[[1924]] [[1924

(ב) להעריך רעשי תפוקה הכוללים, לבצע סימולציה רעש באמצעות SPICE או מעקב אחר הערות יישום כגון:0Analog מכשירים Transimpedance Amplifier NoiseationsFLT:1, the key Takeaway הוא כי minimizing ehilFLT:2nFLT 3: ו- CFLT:4JFLT:5 הוא קריטי בתדרים גבוהים, בעוד בתדרים נמוכים של RLT 7FLT.

ניתוח רעש מפורט: דוגמה מעשית

(ב) ב[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

יכולת ו-Freback Capacitor

[ה]הבנה ללא פיצוי, כמעט ללא ספק, או טבעות או טבעות באופן חמור.המגרש של התצלום CFLT:0JIRFLT 1 ו-Ep-Figance מהווה את ה-FLT של ה-Abitance, עם ה-Autorbtrated, אשר מציג שלב משמעותי בתוך הלולאה.

חישוב מינימום משככי כאבים

הקוטב הדומיננטי בתגובה הפתוחה אינטראקציה עם עקומת 1 / β, שבו β הוא גורם משוב. a נרחב בשימוש approximation עבור עיצוב יציב (הרווחה סביב 45° כאשר העלילה של רווח רעש הוא שטוח) הוא שטוח:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(ג'יגה-ו-ו-פ) הוא המוצר הגאו-מפוס (הניתוח המדויק יותר) הכולל את מזימה הרעש ורווח פתוח על מזימה בודה (Bode) של מעצבים רבים מתייחסים למשאבים מפורטים כמו FLT:0exas Instruments "TransPerfectance amplifiers" 1FLT1=SBO012) בפרקטיקה, CLT5F3

פיצויים פיצויים

בעוד CIRFLT:0 (FIRFLT:1) מבטיח יציבות, זה גם מגביל רוחב פס סגור-פרפר רוחב פס (3 dB רוחב פס 1 / (2 ⁇ RIRFLT:2FIRLT 3) 3 CFLT:4Freapha סגור:5) כאשר ה- CLT שווה מספיק GBWP.

סימולציה לפני בנייה

השתמש ב- SPICE (למשל, LTSpice, זמין בחופשיות ממכשירים Analog) כדי לדמות לולאה רווח. Place a a a a a a a inducortor (1 GHz או inductance גבוה) בסדרה עם לולאת משוב כדי להזריק אות מבחן AC.com סימולציה מרווחת את גודל ושלב; את המרווח צריך להיות לפחות 45 מעלות בתדירות מחזור אחד-gainover.

שלב-בי-שלב עיצוב שיטות

עם תיאוריה במקום, בצע רצף מובנה זה כדי להפיק ערכים רכיב.

1. דרישות הגנה

  • טווח חשמל אופטי ותנוחת מתח פלט הרצויה.לדוגמה, מ 1 nW עד 100 מיקרו-W עם 1 V פלט עבור אות מקסימלית נותן דרישה סך של רווח.
  • רוחב פס נדרש (למשל, 10 kHz עבור Colorimeter, 100 MHz לתקשורת אופטית).
  • רצפת רעש מקובלת מקסימלית, בדרך כלל באה לידי ביטוי בצפיפות רעש מועדות (pA/ ⁇ Hz) או תפוקת מתח רעש RMS.

2.בחר את ה- Feedback Resistor

[R]RibFLT:0 [FigtureFLT:1] קובע את רווח הרנסמפסר.בחר ערך כזה ש photocurrent הניב זרם הרץ ליד גבול התנוות ליניארי של הדגמה.לדוגמה, 100 k ⁇ התנגדות מניבה 1 V עבור 10 μi הנוכחי, זכור כי RFLT:2Falure 3, תורם ישירות ל-100 נקודות מבט נמוך של קיבולת של סגסוגת 1 V.

בחרו ב-Amp-Amp

להתמקד במפרט זה:

  • (ב) [15] ,0) ,Ultra-low קלט זרם (IIRLT:1 ;BBFirph:2): FLT 3, במיוחד מתחת 1 pA עבור גבוה-gain TIAs; JFET או CMOS קלט מגבר הם אידיאלי.
  • (ב) ויקרא י"א): "ה' (ב')'[ה]'[דרוש מקור] [ה']'[ה]'[ה]']'[ה]'[ה']'[ה]']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']']']'[ה']']'[ה'[ה']']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']']']']']'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']']'[ה'[ה']']'[ה']'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה']']'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה
  • (ה-FLT:0) מוצר גבוה של רווח (GBWPillo): חייב להיות מספיק כדי לתמוך רוחב הפס הסגור הרצוי ולשמור על רווח לולאה עבור רוחב פס של 1 MHz ו- CFLT:2JIRFLT 3:2JIRFLT 3= 50p, מינימום GBWP של 50-100 M הוא טיפוסי.
  • (ב) ויקרא י"א): "ה'ו' (ב"ד)" (ב)"ב)" (ב"ב)"ה', "ה')" (ב"ה)"ב"ה')"ה', "ה'ויש" (ב"ב"ה') ל"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ב"ב"ה')"ה'"ה'"ב"ב"ה'"ב"ה', ו"ב"ב"ה'"ה'"ה', ו"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ה'"ב"ב"ב"ה'"ה'"ה'"ה'"

מועמדים מצוינים כוללים את סדרת LTC6268/6269 (Faceeampere הטיה, e-Esert נמוך:0 ânFLT:1), OPA380 (precision, משולב אפשרויות רווח), או ADA4530-1 עבור עבודה קיצונית של ריכוז גבוה מאוד ( ⁇ 100 MHz), לשקול את OPA85 או LMH66.

4.למלא את יכולת ה-Stability Capacitor

באמצעות המשוואה מסעיף היציבות, לחשב את המינימום CFLT:0ircio 1: לעתים קרובות, לבחור ערך קיבוליטור סטנדרטי מעט מעל המינימום הרצוי, ולאחר מכן לאמת סימולציה או בדיקות ספסל. עבור עיצובים גבוהים, CLACFLT:2FLT 3 עשוי להיות קטן כמו 0.2Fp וניתן לממשו על ידי דפוס קטן או תבנית דלת נמוכה של CQ.

5.Bas and Input Protection

אם פועל במצב פוטו-מוליכים, לחבר את ה- Cathode למתח הטיה לאחור נקי ויציב באמצעות התייחסות נמוכה (למשל, הפניה מתח LT6655) ה-TIA מונעת קלט.עבור מצב photovoltaic, לחבר את ה aode כדי למנוע קלט וקטודה לקרקע.

Layout and Shielding for Ultimate Performance

אפילו מעגל מחושב לחלוטין יכול להיחרב על ידי פריסת PCB ירודה.הצומת המסיכום (הההפצה של הדג) הוא צומת רגיש מאוד מאוד מאוד מאוד מאוד.עקוב אחר ההנחיות האלה בקפדנות:

  • (ב) ⁇ :0) טבעות: ⁇ 1 (בסביבות צומת הצומת המפרש וחיבור פוטודיודה עם עקבות שמירה המונעים על ידי מתח שאינו מחוספס (לעתים קרובות קרקע) או על ידי חיץ ששכפל את הפוטנציאל הממס.
  • (FLT:0) מיליטז קיבול נוח: קיד 1 (FLT:1) לשמור על עקבות קצרים וצריים.אל תניחו מטוס קרקע ישירות מתחת לצומת הממסים. במקום זאת, לחתוך נחושת באזור זה כדי להפחית את העומס הקפיטלטי.
  • (ב) [17] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)Power אספקת decoupling:FLT:1 השתמש 100 מילימטר קרמיקה קרמיקה במקביל עם 10 הרץ μF tantalum או MLCC בכל סיכה כוח, ממוקם קרוב ככל האפשר. פריטה beads או מתנגדים קטנים יכול ליצור מסננים נמוכים כדי לדחות רעש גבוה מהחלפת הרגולטורים.
  • (FLT:0)Shielding:FLT:1 סוגר את שלב הפוטואיד וכל TIA במתחם מתכת המחובר למשטח מעגלי.מגן זה נגד התערבות אלקטרומגנטית קורנת, אשר יכול בקלות להתחבר אל תוך הצומת של הסרה. השתמש בקופסה מוגן עם BNC או SMAs עבור קלט / ⁇ .
  • מטוסים:0Ground:FLT 1 השתמש במטוס מוצק, נמוך-אימפריאל, אך מבודד בקפידה את הקרקע האנלוגית הרגישה ממסד דיגיטלי או כוח חוזר כדי להימנע מלוויות קרקעיות. גישה חד-פעמית חד-פעמית שבסיסה לעתים קרובות עובד טוב יותר, עם הקרקע TIA כנקודת מרכזית.

שם הסרטון: Using a Ground Cutout and Stitching Vias

עבור הצומת המרשימה, ליצור ריק במטוס הקרקע על כל השכבות ישירות מתחת לצומת. סובב סביב הריק עם תפרים (כל 2-3 מ"מ) המחבר את המטוסים הקרקע על שכבות סמוכים כדי לשמור על תנופה נמוכה סביב הצומת.זה מקטין הפיכה קיבולית תוך שמירה על נתיב החזרה נמוך לתפוקה הנוכחית של הדגמה.

בנייה ועצות האסיפה

כאשר בונים את ה- PCB, בחרו סרט מתכת או משוב סרטני דק (למשל, VishaySUMI סדרה) עם רעש עודף נמוך.הימנע מהתנגדות להגדרה פחמן, אשר הם רועשים לשמצה ויש להם קומפלקס מתח גבוה.עבור CIRLT:0FLT: 0FLT 1, השתמש NP0 / C0G קרמיקה; הם מציגים טמפרטורה מעולה ושפל נמוך יותר חלבון (F) למטה יותר מ- 0F2 קיבולת אחורית)

מכרה חייב להיות נקי וחופשי של שאריות פלוקס, כמו contaminants יכול ליצור נתיבי דליפה פרסיטית ברחבי טבעת השמירה.לאחר שנמכר, לנקות את הלוח ביסודיות עם אלכוהול איזוטרופיל ומאפשר לו יבש לחלוטין לפני הבדיקה. השתמש סטרוב ללא lint-free וניקוי קולי אם זמין. עבור יישומים קריטיים, לשקול ציפוי תואם להגנה מפני לחות.

בדיקות ואופטימיזציה

עם המעגל שאסף, להמשיך לאמת ביצועים וערכי רכיב בסדר.

  1. (ב) [ה]:0] בדיקות: [ה]לא אור על התמונה, למדוד את מתח הפלט.זה צריך להיות ליד אפס וולט (הסבר על ההתחלה של הדגה) כל התחלה גדולה (למשל, <10 מ"מ) מציע דליפה או oscillation (שימוש ב- oscilloscope כדי לאשר את הדרגה הנוכחית לתוך השבר של הצומת אפשרי:
  2. (ב) עיין:0 (הדגשה: ⁇ ): עיין בפלט עם אוקטיוסקופ גבוה, בעת הגנה על הקלט, אם טבעות גבוהות או תנודות מתמשכת מופיעים, להגדיל את CFLT:2FLT 3 ללא דיחוי עד שהפלט שקט.
  3. (FLT:0) מדידה: ⁇ 1 (Ne) השתמש מנתח ספקטרום או מקדמה נמוכה עם RMS אמיתי ומטר כדי למדוד רעש פלט על רוחב הפס של עניין.השוואה עם ציפיות מחושבות.אם רעש גבוה יותר מאשר חזו, לחקור לולאות, אספקת חשמל קרוע, או מגן לא מספק.
  4. (ב) ויקרא: ויקרא י"ד): "וַיָּעָשֶׂה לָכֹל אִם עַמֶר עַמֶרְתָּעָה אֲשֶׁר הוּא עַמֶרְתָּעָה" (במדבר כ"ד, כ"ד) וְאֶתָּבְתָּעָעֲדַהָתָּבְתָּבְתָּעֲדַהָבְתָּבְתָּבְתָּבְתּבְתּבְתּבְתּבָרֶתָּבְתּבְתּבְתּבְתּבְתּבְתּבְתָּבְתּבְתּבְתּבְתּבָרֶתָּבְתּבְתּבְתּבְתּבְתָּבְתָּבְּבְתָּבְתּבְתָּבְתָּבְתָּבְָּבְ

שימוש ב- Network Analyzer for Precise Tuning

אם יש לך גישה לנתח רשת וקטור (VNA), לנהוג קלט TIA באמצעות נוגד הזריקה קטנה (למשל, 1 k ⁇ ) ממקור VNA, עם photodiode ניתוק. Measure theרווח והעברה תפקוד שלב מנקודת ההזרקה לפלט.חפש את רוחב הפס של 3DB וכל שיא מעל 0B.

טכניקות מתקדמות ל Pushing Performance Boundaries

כאשר TIA הבסיסית לא יכול לעמוד במטרות רעש אגרסיביות ורוחב הפס במקביל, לשקול שיפורים מוכחים אלה.

מגפיים לצמצום ה-Input Capacitance

על ידי הפעלת המקרה parasitic של ה- PCB ומגן עם buin אחדות מן הפלט של הדגה, את הקבלה יעילה ניתן להפחית באופן דרמטי.טכניקת המגפיים הזו שומרת על המתח מעבר לציפוי הלא רצויים ליד אפס, ביעילות לנטרל את אפקט הטעינה שלהם.

המונחים: amplifier

TIA מורכב משתמש a low-noise, נמוך חזית חזיתית קו רוחב עם מגבר מהיר במהירות גבוהה בתוך לולאה משוב.סידור זה יכול לספק את הרעש הנוכחי הנמוך של מגבר JFET תוך עדיין השגת רוחב הפס של מגבר מהיר יותר.העיצוב מורכב יותר, הדורש פיצוי זהיר של הלולאות הפנימיות והחיצוניות, אבל מניב תשואות יוצאות דופן של רעשים כגון מקלטים ליישומים מסחר.

שימוש ב-iiped or differential

עבור photodiode photodiode קראout (למשל, photodetectors מאוזנת), טופולוגיה שונה לחלוטין TIA יכול לדחות רעש משותף-מודד מן תנודות אור נחות ואספקת חשמל.עקרונות הפיצויים נשארים דומים, אבל רשת משוב מוכפלת, ופריסה זהירה של זוגות שונים היא קריטית.

Auto-Zeroing for DC Precision

אם היישום שלך דורש הילוך נמוך מאוד וסחף (למשל, שילוב photocurrents לאורך תקופות ארוכות או מדידת רמות אור DC), להשתמש ב-Auto-zero או חיתוך-stabilized mp כמו LTC2057. המגברים האלה יש טיפוסי מתחים מלמטה 5 μV ו- ליד אפס הרץ סחף מעל טמפרטורה, אבל הם עשויים להחדיר רעש בתדר חיתוך (לעתים קרובות קצת) נמוך יותר מאשר פילטר רוחב פס נמוך).

מלכודות נפוצות ופתרון בעיות

אפילו מהנדסים מנוסים נתקלים בבעיות.כאן הם עבריינים תכופים ותרופות שלהם:

  • (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) רעש flicker (1/f) בתדרים נמוכים:Figple:1 בעוד הרעש של דגימה 1/F תמיד נוכח, חיתוך או אפס אוטומטי יכול לשנות אותו מתוך להקת האות אם היישום שלך מאפשר.
  • (ב) ,0Output offset with טמפרטורה: FIRLT:1 תואמים את הדחף שנראה על ידי אי-ההההסתה של DC בנוגע להפחתה (כלומר, להציב התנגדות שווה ל-Ribph:2FLT 3 בסדרה עם קרקע במסוף הלא-מחוסם).
  • (ב) [17] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) Noise from the הטיה היצע:FLT:1 השתמש בהתייחסות מתח ייעודי נמוך (למשל, LT6655, ADR4550) כדי ליצור את הטיה photodiode.פילטר עם סדרה התנגדות ו- shunt capacitor לקרקע TIA. a Second-order RC מסנן עם חיתוך-off מתחת 1 GHz יכול להיות יעיל.

מסקנה

בניית גוף יציב, נמוך-נוזה של גירוי עבור photodiodes הוא תרגיל רב תחומי תערובת פיזיקה Semiconductor, עיצוב מעגלים אנלוגי, וביצוע פיזי זהה.המשחק בין התנגדות משוב, קיבול parasitic, בחירה הדגמה, או פריסת הסיפון קובע הצלחה לאורך כל רכיבי שדה גמישים עבור רעש נמוך, את התגמול הנכון, ולשמור על ספיגה גבוהה מסיסמה, יכול להשיג במהירות צומת יעיל של משאבים אופטיים זה, כלומר, באופן שיטתית גבוהה, כדי להשיג את הפחתת הלחץ הנכון ביותר, כדי להשיג את זה מתאים ביותר, 000.