Dlaczego używamy opamp do wytwarzania napięcia wyjściowego powyżej 1 V w tym obwodzie?

Zastanawiam się, jakie zalety (w odniesieniu do szumu lub innych ważnych czynników) obwodu opamp:

utrzymuje obwód złożony tylko z fotodiody i rezystora (rezystor musi być umieszczony w miejscu, w którym znajduje się napięcie (V)):

Matematyka powinna być taka sama:

U_{o u t} \propto R * I_{p h o t o d i o d e}

$U_{out} \propto R * I_{photodiode}$

Jestem ciekaw, jakie są twoje pomysły.

PS: Chcę użyć obwodu, aby przekazać napięcie proporcjonalne do prądu fotodiody do ADC przetwornika µC.

operational-amplifier photodiode przewody skokowe
źródło

Impedancja wyjściowa i rzeczywiste poziomy napięcia wydają się różne

PlasmaHH

Odpowiedzi:

Wszystko zależy od prędkości. To, czego nie pokazuje twój obwód, to samo-pojemność fotodiody:

Biorąc pod uwagę, że sygnał wytwarzany przez fotodiodę jest prądem (Iph pokazany powyżej), jeśli zmienia się to szybko, jak w optycznym odbiorniku danych, pojemność złącza będzie miała znaczący wpływ na czasy narastania i opadania.

Jednak dzięki wzmacniaczowi transimpedancyjnemu zwarliśmy pojemność i teraz sygnał prądowy podąża ścieżką o najniższej rezystancji, czyli do wirtualnego węzła uziemienia na wejściu odwracającym. To znacznie poprawia działanie wysokich częstotliwości.

Andy aka
źródło

To niesamowita odpowiedź. Zwłaszcza, że chcę, aby dostarczyć LED za pomocą sygnału PWM AC znacznie wysokiej częstotliwości (ok 21kHz)

jumpingwires

@Jumpingwires prawdopodobnie będziesz w porządku przy 21 kHz ze wzmacniaczem napięcia. Wystarczy przeczytać DS dla PD i zobaczyć, jaką ma pojemność i przekonać się, jak bardzo spowolni krawędzie.

Andy alias

- zrobi, dziękuję za dodatkowe porady. głosowałbym, gdybym mógł głosować komentarze: D

jumpingwires

Można zauważyć, że nie chodzi tylko o prędkość - dotyczy ona także niskich prądów. Przy wysokich prądach (lub wysokich poziomach światła) rezystor czujnikowy / transimpedancyjny może być niski, a powstały obwód zareaguje szybko. W rzeczywistości bardzo szybkie czujniki laserowe wykorzystują PD AC sprzężone z obciążeniem 50 omów i uzyskuje się odpowiedzi w zakresie GHz. Jednak zajmuje dużo więcej światła.

WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast Ciekawe dodanie, dziękuję za komentarz.

jumpingwires

Twój ADC ma impedancję wejściową około 10 000 omów. To znacznie wpłynie na twój sygnał w przypadku no-opamp. (To mało powiedziane: pozostanie ci mniej więcej sygnał zerowy)

rew
źródło

-2

W oprzyrządowaniu używamy wzmacniacza operacyjnego, aby uniknąć spadków napięcia, wzmacniacz operacyjny powinien mieć nieskończoną impedancję wejściową (teoretycznie), więc aby przekształcić prąd fotodiody w napięcie, używamy ogólnie tej metody, aby uniknąć spadków napięcia. możesz także użyć drugiej konfiguracji, ale będziesz mieć duże spadki napięcia, co oznacza ogromną utratę informacji przechwyconych przez fotodiodę

Imad Eddine Mokhtari
źródło

Czy prawie cały spadek napięcia nie przekroczyłby dużego rezystora, który tworzy obwód z fotodiodą? Czy nie tego chcemy? Obecnie nie widzę, gdzie miałaby nastąpić utrata informacji, ani dlaczego spadek napięcia jest tutaj zły.

jumpingwires