najszybszy sposób na włączanie / wyłączanie modulacji diody LED?

Muszę szybko modulować diodę LED (zakres wielu megaherców) w trybie włącz / wyłącz. To dioda LED o dużej mocy. Miałem problem ze znalezieniem jakichkolwiek znanych metod, aby to zrobić. Po prostu przełączenie napięcia za pomocą FET szybko włącza diodę LED, ale spadnie czas opadania, i aby to rozwiązać, myślę, że istnieją różne rozwiązania, na przykład może na jakiś czas włączyć odwrócenie nastawienia? Jakieś pomysły?

Myślę, że podstawowym problemem związanym z wyłączaniem jest to, że nośniki ładunku sprawiają, że złącze pn działa trochę jak cewka indukcyjna, ponieważ prąd nadal będzie płynął przez chwilę po wyłączeniu gradientu napięcia, ale ja nie znalazłem jakiekolwiek odniesienia w tym zakresie.

Wiem, że dioda laserowa może być modulowana znacznie szybciej.

EDYCJA: ponieważ to pytanie ma wiele widoków, dodam trochę kontekstu - aplikacją do tego była kamera 3D z czujnikiem CMOS czasu lotu. Zasadniczo wysyłasz światło, odbija się ono na scenie, która ma zostać sfotografowana, a czujnik obrazu może rozpoznać różnicę faz między światłem wysłanym i odebranym. Szybsza i głębsza modulacja oznacza lepszą rozdzielczość i mniej szumów na obrazie 3D. W tym konkretnym zastosowaniu docelowa częstotliwość modulacji wynosiła 20 MHz.

Jeśli próbujesz wysłać dane w ten sposób, nie próbuj modulować ich w zakresie 0% -100%. Idź 10% -90%, będzie to znacznie szybsze.

Aby go szybko wyłączyć, potrzebujesz 2 tranzystorów w konfiguracji push-pull, PNP + NPN lub N-MOSFET + P-MOSFET, aby w stanie „wyłączonym” dioda LED była zwarta do masy. Osiągnięcie dużej prędkości dzięki BJT byłoby łatwiejsze.

Jeśli potrzebujesz przekroczyć 1-5 MHz, musisz dodać diody Schottky'ego przeciw nasyceniu.

Kolejną rzeczą do wypróbowania jest mostkowanie obwodu z 4 BJT - jeszcze szybciej wyeliminuje pozostały ładunek w diodzie LED (ponieważ dioda LED będzie odwrócona stronniczo w stanie wyłączonym), ale nie próbowałem tego. Niektóre diody LED mogą zgasnąć, jeśli zbyt mocno stronniczo się odwróci.

Same diody LED wyłączają się trochę, ale myślę, że kilka MHz jest nadal możliwe.

Wygląda na to, że twoim problemem jest czas wyłączenia tranzystora używanego do przełączania diody LED. Spróbuj uruchomić diodę LED z emitera zamiast kolektora. Wyjście logiczne steruje bezpośrednio bazą NPN, kolektor podłączony do zasilania, emiter do rezystora, następnie do diody LED, a następnie do masy. Ponieważ tranzystor nigdy się nie nasyca, powinien szybko się wyłączyć. Baza jest aktywnie zmuszana do niskiego napięcia, co powinno również pomóc szybko ją wyłączyć.

na tej stronie jest prosty obwód do szybkiego przełączania diod LED. http://www.fiber-optics.info/articles/light-emitting_diode_led Nie próbowałem tego, ale pracuję nad tym samym problemem. potrzebują najszybszego czasu wyłączenia po ciągłej pracy

Aby dodać odpowiednie informacje z linku opublikowanego przez Briana O'Regana jako pełnej odpowiedzi:

Dokument odnosi się do trzech popularnych / popularnych obwodów cyfrowych napędów LED:

1. Napęd szeregowy
2. Przetaczać
3. Bocznik z nadmiernym i dolnym napędem

1. Seria

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

• Q1 bezpośrednio włącza diodę LED

Pro: Niski średni prąd zasilania
Con: Niska prędkość (<30-50 Mb / s)

2. Bocznik

^{zasymuluj ten obwód}

• Q1 blokuje diodę LED - więc szybkie rozładowanie == szybki czas wyłączenia

Pro: Wyższa prędkość (kilka razy szybciej niż 1)
Con: Wyższe rozpraszanie mocy (obwód pobiera więcej prądu, gdy dioda LED jest włączona niż gdy dioda LED jest włączona!)

3. Bocznik z napędem Over & Under

^{zasymuluj ten obwód}

rozszerza 2.

• C1 zmniejsza czasy przełączania Q1
• R3, R4 i C2 zapewniają over-drive przy włączaniu i under-drive przy wyłączaniu
• typowa stała czasowa RC dla R3 + C2 == czas narastania / opadania diody LED

Pro: wyższe prędkości wynikowe niż 2.
Con: potrzebne starannie wybrane wartości - w przeciwnym razie destrukcyjne

Podsumowanie:

• W przypadku wysokowydajnych diod LED i konstrukcji sterowników czasy narastania optycznego mogą wynosić nawet 1,5ns.
• Większość diod LED ma wolniejszy czas wyłączenia.
• Dzięki starannemu projektowi można osiągnąć optyczny czas wyłączenia 2,5ns.
• Często dobrym pomysłem jest posiadanie niewielkiego (kilku procent prądu szczytowego prądu napędowego) prądu wstępnego polaryzacji, aby poprawić reakcję dynamiczną, dzięki czemu dioda LED nigdy nie ulega odchyleniu wstecznemu.

Dzięki tym wszystkim koncepcjom można osiągnąć prędkości robocze do około 270 Mb / s dla konfiguracji gotowych do produkcji.

Wszystkie te informacje pochodzą wyłącznie z połączonego dokumentu. Nie przeprowadzono samodzielnych eksperymentów.

Czułem, że to zbyt duża edycja oryginalnej odpowiedzi; jeśli to źle, chętnie przeniosę informacje do edycji.

Czy zastanawiałeś się nad użyciem „sterownika tranzystora” do sterowania diodą LED? (A może rozważano użycie „sterownika tranzystora” w sposób, w jaki miał być używany, do sterowania tranzystorem - który następnie napędza diodę LED?)

Mówię o urządzeniach takich jak Microchip MCP14628, Texas Instruments TPS28226 itp., Dostępnych na moich ulubionych stronach internetowych z elektronicznymi dostawami , z których wszystkie twierdzenia w arkuszu danych mogą przełączać bardzo pojemnościowe obciążenie w 10 ns. (Mam nadzieję, że twoja dioda LED jest znacznie mniej pojemnościowa, więc te układy mogą przełączać ją szybciej).

ps: arkusz danych dla każdego sterownika tranzystora podaje dobrze brzmiącą liczbę dla „mocy szczytowej”. Ta liczba obowiązuje tylko w przypadku bardzo krótkich impulsów. Diody LED często mają podobną „moc szczytową” około 4 razy większą niż moc ciągła. Słyszę, że większość systemów komunikacji optycznej jest starannie zaprojektowana, tak więc system włącza diodę LED lub laser co najmniej jeden lub dwa razy, zanim wyłączy się i ostygnie - na przykład kodowanie jedno z dwóch, czyli kod Manchester , i kodowanie jeden z czterech, czyli PPM .

Słyszę pogłoski, że niektóre urządzenia IrDA mogą komunikować się z prędkością 16 Mbit / s, 96 Mbit / s lub 1 Gbit / s. Czy to wystarczająco blisko tego, co chcesz zrobić, abyś mógł kupić coś z półki? A może kupisz coś z półki, otworzysz i dokonasz stosunkowo niewielkich modyfikacji?

Z tranzystorem lawinowym wykonałem Zetex FMMT 413, 415 lub 417 TA. Zamiast kondensatora zastosowałem 50-omowy kabel koncentryczny jak w obwodzie Blumlein. Po tym pojechałem małą zieloną diodą SMT i uzyskałem czas narastania ~ 7 ns i szerokość impulsu ~ 10 ns (wyznaczoną przez długość kabla koncentrycznego dla obwodu Blumlein). Potrzebujesz tranzystora lawinowego do zasilania WN.

Chciałem dodać ten obwód, który widziałem w gazecie. Ma zarówno napęd ponad, jak i pod napędem, ale nie wiem, jak to się ma do 3. Bocznika z napędem Over & Under Drive w odpowiedzi Stefana Krugera. Wydaje się, że powinna mieć niższą moc ... przynajmniej gdy jest wyłączona. Ponownie, wartości muszą być ostrożne, aby dodatni prąd szczytowy na ładunku i ujemny prąd szczytowy na rozładowaniu (i związany z nimi skok napięcia przyłożony do diody) nie usmażyły ​​go, chociaż może być możliwe umieszczenie TVS w równolegle, aby chronić diodę LED i sprawić, by wybór komponentów był krytyczny bez utraty prędkości.

Muszę jeszcze użyć tego obwodu, ale możesz poprawić prędkość włączania za pomocą dużego rezystora polaryzacji równolegle z MOSFET, aby dioda LED była tendencyjna, gdy jest wyłączona. Jednak prąd upływowy MOSFET może być do tego wystarczający lub może być niepotrzebny w przypadku szczytowego natężenia prądu. Przypuszczam, że możesz również zmienić go na nadajnik lub podążający za źródłem, aby zapobiec nasyceniu, jeśli prędkość tranzystora w jakiś sposób stanie się czynnikiem ograniczającym.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Nie wiem, jaka jest twoja aplikacja, ale czy ten zakres sterowników LED o wysokiej jasności może być interesujący / użyteczny?

http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/5274

Są też inne podobne.

Wcześniej przyglądałem się szybkim pulsom i skończyło się na tym, że w tym artykule zaimplementowałem coś podobnego do obwodu (dane lepszej jakości w powiązanym programie PowerPoint ). Jest to skutecznie obwód kształtujący impulsy prądowe, a znajdziesz więcej, jeśli szukasz „nanosekundowych pulsujących diod LED”