Einfacher nicht invertierender Verstärkerschaltkreis des Operationsverstärkers funktioniert nicht

Ich fange gerade erst an, etwas über Schaltkreise und Elektrizität zu lernen, also entblößen Sie sich bitte mit mir.

Ich versuche, die unten abgebildete Schaltung aufzubauen:Bild der Lehrbuchdefinition einer nicht invertierenden Verstärkerschaltung, aber der Widerstand, der nur den Eingang berührt, wird durch eine Fotodiode ersetzt.

Und das ist meine Wiedergabe davon:Bild meiner Schaltung, die meiner Meinung nach dem Diagramm folgt.

Hier die verwendeten Teile:

-Operationsverstärker ist der LM318 von TI

-Fotodiode ist die SFH 213 von Osram

-Stromversorgung ist 9 Volt 1 Ampere

-Mein Widerstand ist etwas höher, mit 2 1-Megohm-Widerständen

Das Problem ist, dass ich eine viel höhere Spannung sehen sollte als die, die ich sehe. Ich bekomme zwischen 0,15 V, wenn sie bedeckt ist, und 0,23 V, wenn sie unbedeckt ist. Soweit ich weiß, sollte meine Spannung umso höher sein, je höher Rf ist. Aber das Hinzufügen von mehr Widerständen bringt fast nichts, es erhöht die Werte leicht. Wenn ich statt 1 Megaohm 100K Ohm einsetze, erhalte ich fast die gleichen Werte.

Ich habe versucht, jede Variation der mathematischen Funktionen des Operationsverstärkers zu erstellen, aber keine davon hat richtig funktioniert. Ich habe auch ein paar verschiedene Arten von Transimpedanzverstärkern ausprobiert, um mein Fotodiodensignal zu erhöhen, aber keiner davon hat funktioniert. Ich habe auch meine Fotodiode mit anderen Fotodioden und meinen Operationsverstärker mit anderen Operationsverstärkern ausgetauscht. Bei meinen Versuchen habe ich bereits eine Fotodiode und einen Operationsverstärker gesprengt.

Ich habe erfolgreich die gewünschten Schaltungen in der Simulationssoftware von QUC gebaut, aber nichts davon wurde auf die Platine übertragen.

Vor diesem Hintergrund denke ich, dass mein Verständnis von Masse falsch ist, mein Versorgungsstrom viel zu hoch für den Operationsverstärker ist oder dass ich nicht verstehe, wie ein Steckbrett funktioniert. Aber ich habe mir unzählige Videos angesehen und arbeite seit über einer Woche daran, weit über 20 Stunden, um Operationsverstärker dazu zu bringen, so zu arbeiten, wie ich es gerne hätte, aber ich war völlig erfolglos. Ich verstehe nicht, was ich anders mache als bei jedem Beispiel, das ich mir angesehen habe, und bei jedem Diagramm, das ich zu kopieren versucht habe.

Wenn Sie weitere Informationen benötigen, lassen Sie es mich wissen.

Antworten (2)

Der Eingangs-Gleichtaktbereich (CM) oder "Voltage Input Range" in BJT Op AMps ist niemals Rail-to-Rail. Dies erfordert also eine Offset-Vorspannung, damit die Eingabe funktioniert. Die differenzielle Eingangsspannung beträgt immer 0 V, wenn der Ausgang an keiner der Schienen gesättigt ist. Aber hier Gleichtaktspannung = V+/2.

Überprüfen Sie die IC-Versorgungsspezifikationen auf den nützlichen Bereich.

Wenn Sie eine R-, G- oder B-LED als Fotodetektor verwenden, beachten Sie die Spezifikationen -V Absolute max. Vergleichen Sie die Empfindlichkeit mit der PD und die Farbselektivität.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Empfindlichkeit und Anstiegsrate (=0,35/BW) ändern sich beide mit dem Feedback R. Der empfohlene Bereich ist angegeben.

Die "EIN"-Zeit kann aufgrund des höheren Stroms und der Diodenkapazität C natürlich viel schneller sein als die Aus-Zeit, hängt aber auch von Rf ab, Zeitkonstante = C * Rf (= ΔV / ΔI) = τ (Tau) = R'C

Eindrucksvoll! Ich habe das angeschlossen und es hat funktioniert! Ich denke, das wird ziemlich schwierig, da meine Designs immer komplizierter werden, aber ich werde versuchen, diese Methode weiterhin übergreifend anzuwenden! Vielen Dank.
Probieren Sie einige gelbe, rote und blaue LEDs als PDs für Kicks aus und melden Sie sich zurück, aber nicht weiß mit Phosphor. Sie können kleine Chips haben, also weniger Strom
Ich habe die LEDs ausprobiert, sie sind sehr, sehr schwach im Vergleich zu meiner IR-Fotodiode lol. Es kann von 0,001 V abgedeckt auf 0,1 V unbedeckt springen. Alle LEDs hingen im Bereich von 0,070 bis 0,080 V. Unbedeckt schwebt die gelbe LED bei 0,081, die blaue bei 0,076 und die rote bei 0,0785. Lustiges kleines Experiment.

LM318 hat keine Rail-to-Rail-Eingänge. Sie könnten einen anderen Operationsverstärker mit Gleichtakteingangsbereich finden, der die negative Versorgungsschiene enthält, oder den LM318 verwenden, aber eine negative Versorgungsschiene von -3,5 V oder weniger bereitstellen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ah okay, ich dachte, ich könnte von -9 auf 9 gehen, da Operationsverstärker in jedem Buch, das ich gelesen habe, um dieses Problem zu lösen, so dargestellt werden. Könnte ich den schwarzen Draht an meiner Stromquelle teilen und einfach Widerstände davor setzen, um als Masse zu fungieren, ohne den Gleichtaktbereich des Eingangs zu überschreiten? Ich danke dir aus tiefstem Herzen, dass du das erklärt hast.
Sie könnten (höchstwahrscheinlich) von -9 auf 9 gehen, wenn Sie +/- 12,5-V-Versorgungen verwenden. Wahrscheinlich gingen Ihre Bücher von +/- 15-V-Versorgungen aus, was bis Mitte der 1990er Jahre eine sehr übliche Konfiguration war.
Zusätzlich zu dem, was Photon gesagt hat, sollten Sie einen CMOS- oder FET-Eingangsverstärker verwenden, wenn Sie so niedrige Fotoströme verwenden möchten - beachten Sie, dass der LM318 einige hundert nA Vorspannungsstrom benötigt. Ein CMOS-Operationsverstärker hat nur pA Leckstrom.
Einfacher nicht invertierender Verstärkerschaltkreis des Operationsverstärkers funktioniert nicht
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