Módulo de Detecção de Intensidade de Luz Fotodiodo Módulo Amplificador Luminômetro
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Sensor de fotodiodo é um dos mais comumente usados tipos em várias medições ópticas. Aplicações tais como espectros de absorção e emissão, medições de cor, turbidez, e dependem de fotodiodos de detecção de gás para medições de precisão óptica. Fotodiodos gerar uma corrente elétrica proporcional à quantidade de luz que atinge a região ativa. A maioria das aplicações de medição de exigir transresistance fotodiodo amplificadores para converter a corrente para tensão de saída.
Figura 1 mostra o diagrama esquemático do circuito.
1. Cheap Contatores –
Figura 1 simples transresistance circuito amplificador
O circuito do fotodiodo opera em modo de energia fotovoltaica, onde o amplificador operacional mantém uma tensão de 0 V sobre o fotodiodo. Esta é a configuração mais comum em aplicações de precisão. A tensão e corrente da curva de diodos de fotodiodos é muito semelhante ao do convencional, mas toda a curva de fotodiodos turnos para cima ou para baixo como as mudanças de nível de luz. Figura 2a mostra uma típica fotodiodo função de transferência. Figura 2b é uma versão ampliada da função de transferência, mostrando que a saída de fotodiodos uma pequena quantidade de corrente até mesmo na ausência de luz. Esta corrente de escuro aumenta à medida que aumenta a tensão reversa no fotodiodo. A maioria dos fabricantes dão a corrente escura do fotodiodo em uma tensão reversa de 10 mV.
2. Fotodiodo Módulo Amplificador Módulo de Detecção de –
Figura 2. Typical fotodiodo função de transferência
Quando a luz atinge a região ativa do fotodiodo, a corrente flui a partir do cátodo para o ânodo. Idealmente, todos a corrente flui através do feedback resistor na figura 1 fotodiodo, produzindo um valor igual ao do fotodiodo atual vezes o feedback tensão do resistor feedback. O circuito é simples em princípio, mas alguns problemas devem ser resolvidos se o sistema é para executar de forma otimizada.
DC consideração
O primeiro desafio é para selecionar o amplificador operacional necessária para a especificação dc aplicação correspondente. Para a maioria das aplicações, baixa tensão de offset de entrada é a especificação mais importante. A tensão desajustado na extremidade de saída do amplificador de entrada irá aumentar o erro total do sistema. Em amplificadores fotodiodo, ele também produz outros erros. Há uma entrada de tensão sobre o fotodiodo desalinhados, o que gera mais escuro de erro do sistema atual e aumenta ainda mais o desalinhado. Dc desalinhamento inicial é eliminada através de software de calibração, acoplamento ac… ou os dois… mas grandes erros de desalinhamento pode restringir a gama dinâmica do sistema. Felizmente, com tensões de entrada desalinhados na ordem das centenas ou mesmo dezenas de MMV gama, há uma abundância de amplificadores operacionais para escolher. O segundo mais importante especificação dc é o vazamento de corrente de entrada do amplificador operacional. Os erros ocorrem quando a corrente medida entra na extremidade de entrada do amplificador operacional, ou em qualquer lugar que não seja o feedback da resistência. Não existem amplificadores operacionais com zero de corrente de polarização de entrada, mas alguns CMOS ou JFET input amplificadores operacionais são muito próximo a este valor. A corrente de polarização de entrada do amplificador de entrada FET aumenta exponencialmente com a temperatura. Muitos amplificadores operacionais estão disponíveis em 85 °C ou 125 °C. Mas se não, uma melhor aproximação seria a de que o atual funciona para cada dez graus aumento da temperatura.
Um outro desafio é o design e layout do circuito para minimizar o caminho de fuga de corrente externa — o que pode afetar o desempenho de baixa-corrente de polarização de entrada amplificadores operacionais. O caminho de drenagem externa mais comum é a placa de circuito impresso em si. Por exemplo, figura 3 mostra uma possível 1 layout do fotodiodo amplificador na figura. o rosa representa a + 5 V trilho de alimentação de fiação que alimenta o amplificador e transmite a energia para o resto da placa de circuito. Se a resistência entre o + 5 v fiação e fiação carregando o fotodiodo atual é igual a 5G (mostrado na figura 3 como RL), então 1 nA corrente fluirá a partir da + 5 v fiação no amplificador. Obviamente, isso é contrário ao objectivo de selecionar cuidadosamente um 1 pA amplificador operacional na aplicação. Uma forma de minimizar a caminho de drenagem externa atual é a de aumentar a resistência entre o condutor carregando a fotodiodo atual e qualquer outro condutor. Isso pode ser tão conveniente como a adição de uma grande zona de exclusão de roteamento em torno da passarela para aumentar a distância de outras passagens. Em algumas aplicações extremas, engenheiros cancelar a fiação PCB completamente, expondo fotodiodo leva ao ar e conectá-los diretamente para os pinos de entrada do amplificador operacional.
3. Intensidade de Luz Luminômetro –
Fotodiodo layout com caminho de corrente de fuga
Outra maneira de evitar a fuga para o exterior é colocar um cabo de proteção ao lado carregando o fotodiodo atual e garantir que ambos os cabos são movidos para a mesma tensão. Figura 4 mostra a proteção de fiação em torno de uma rede com fotodiodo atual. A corrente de fuga geradas por + 5 V flui para a guarda de fiação fiação através RL, não para o amplificador. Neste circuito, a diferença de tensão entre a protecção do circuito e o circuito de entrada está apenas relacionada com o desalinhado tensão de entrada de o amplificador op — o que é outra razão para escolher um amplificador de baixa tensão de entrada desalinhados.
4. Cheap Contatores –
O uso de proteção de fiação para reduzir a fuga de corrente externa
Fotodiodo Módulo Amplificador Módulo de Detecção De
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Sensor de fotodiodo é um dos mais comumente usados tipos em várias medições ópticas. Aplicações tais como espectros de absorção e emissão, medições de cor, turbidez, e dependem de fotodiodos de detecção de gás para medições de precisão óptica. Fotodiodos gerar uma corrente elétrica proporcional à quantidade de luz que atinge a região ativa. A maioria das aplicações de medição de exigir transresistance fotodiodo amplificadores para converter a corrente para tensão de saída.
Figura 1 mostra o diagrama esquemático do circuito.
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Figura 1 simples transresistance circuito amplificador
O circuito do fotodiodo opera em modo de energia fotovoltaica, onde o amplificador operacional mantém uma tensão de 0 V sobre o fotodiodo. Esta é a configuração mais comum em aplicações de precisão. A tensão e corrente da curva de diodos de fotodiodos é muito semelhante ao do convencional, mas toda a curva de fotodiodos turnos para cima ou para baixo como as mudanças de nível de luz. Figura 2a mostra uma típica fotodiodo função de transferência. Figura 2b é uma versão ampliada da função de transferência, mostrando que a saída de fotodiodos uma pequena quantidade de corrente até mesmo na ausência de luz. Esta corrente de escuro aumenta à medida que aumenta a tensão reversa no fotodiodo. A maioria dos fabricantes dão a corrente escura do fotodiodo em uma tensão reversa de 10 mV.
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Figura 2. Typical fotodiodo função de transferência
Quando a luz atinge a região ativa do fotodiodo, a corrente flui a partir do cátodo para o ânodo. Idealmente, todos a corrente flui através do feedback resistor na figura 1 fotodiodo, produzindo um valor igual ao do fotodiodo atual vezes o feedback tensão do resistor feedback. O circuito é simples em princípio, mas alguns problemas devem ser resolvidos se o sistema é para executar de forma otimizada.
DC consideração
O primeiro desafio é para selecionar o amplificador operacional necessária para a especificação dc aplicação correspondente. Para a maioria das aplicações, baixa tensão de offset de entrada é a especificação mais importante. A tensão desajustado na extremidade de saída do amplificador de entrada irá aumentar o erro total do sistema. Em amplificadores fotodiodo, ele também produz outros erros. Há uma entrada de tensão sobre o fotodiodo desalinhados, o que gera mais escuro de erro do sistema atual e aumenta ainda mais o desalinhado. Dc desalinhamento inicial é eliminada através de software de calibração, acoplamento ac… ou os dois… mas grandes erros de desalinhamento pode restringir a gama dinâmica do sistema. Felizmente, com tensões de entrada desalinhados na ordem das centenas ou mesmo dezenas de MMV gama, há uma abundância de amplificadores operacionais para escolher. O segundo mais importante especificação dc é o vazamento de corrente de entrada do amplificador operacional. Os erros ocorrem quando a corrente medida entra na extremidade de entrada do amplificador operacional, ou em qualquer lugar que não seja o feedback da resistência. Não existem amplificadores operacionais com zero de corrente de polarização de entrada, mas alguns CMOS ou JFET input amplificadores operacionais são muito próximo a este valor. A corrente de polarização de entrada do amplificador de entrada FET aumenta exponencialmente com a temperatura. Muitos amplificadores operacionais estão disponíveis em 85 °C ou 125 °C. Mas se não, uma melhor aproximação seria a de que o atual funciona para cada dez graus aumento da temperatura.
Um outro desafio é o design e layout do circuito para minimizar o caminho de fuga de corrente externa — o que pode afetar o desempenho de baixa-corrente de polarização de entrada amplificadores operacionais. O caminho de drenagem externa mais comum é a placa de circuito impresso em si. Por exemplo, figura 3 mostra uma possível 1 layout do fotodiodo amplificador na figura. o rosa representa a + 5 V trilho de alimentação de fiação que alimenta o amplificador e transmite a energia para o resto da placa de circuito. Se a resistência entre o + 5 v fiação e fiação carregando o fotodiodo atual é igual a 5G (mostrado na figura 3 como RL), então 1 nA corrente fluirá a partir da + 5 v fiação no amplificador. Obviamente, isso é contrário ao objectivo de selecionar cuidadosamente um 1 pA amplificador operacional na aplicação. Uma forma de minimizar a caminho de drenagem externa atual é a de aumentar a resistência entre o condutor carregando a fotodiodo atual e qualquer outro condutor. Isso pode ser tão conveniente como a adição de uma grande zona de exclusão de roteamento em torno da passarela para aumentar a distância de outras passagens. Em algumas aplicações extremas, engenheiros cancelar a fiação PCB completamente, expondo fotodiodo leva ao ar e conectá-los diretamente para os pinos de entrada do amplificador operacional.
3. Intensidade de Luz Luminômetro –
Fotodiodo layout com caminho de corrente de fuga
Outra maneira de evitar a fuga para o exterior é colocar um cabo de proteção ao lado carregando o fotodiodo atual e garantir que ambos os cabos são movidos para a mesma tensão. Figura 4 mostra a proteção de fiação em torno de uma rede com fotodiodo atual. A corrente de fuga geradas por + 5 V flui para a guarda de fiação fiação através RL, não para o amplificador. Neste circuito, a diferença de tensão entre a protecção do circuito e o circuito de entrada está apenas relacionada com o desalinhado tensão de entrada de o amplificador op — o que é outra razão para escolher um amplificador de baixa tensão de entrada desalinhados.
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