Ich habe eine Avalanche-Fotodiode, mit der ich versuche, den Strom von TIA durch einen Komparator zu digitalisieren, wobei die Diode mit einem HVDCDC vorgespannt ist
Die Quelle ist ein 20-ns-Laser mit einer PRF von 3 kHz
Die Schaltung ist wie folgt
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Der Ausgang des Operationsverstärkers für ein Licht mit hoher Intensität ist wie oben, wir können den Operationsverstärker vollständig gesättigt sehen, aber ich habe weniger Ahnung von dem Überschwing- und Klingeleffekt. Dies geschah, als ich meine Vorspannung auf 300 V eingestellt hatte, ich kann es nicht Stoppen Sie den Operationsverstärker, um in die Sättigung zu gelangen.
Selbst wenn ich das Datenblatt von DC-DC CA05N sehe, kann es maximal 2 mA Strom liefern, und der Spitzenstrom von Didoe beträgt nur 0,25 mA, daher habe ich verstanden, dass der Gleichstrom 2 mA überschreitet
Um zu vermeiden, dass der Operationsverstärker in die Sättigung geht, habe ich versucht, einen 300K in Reihe mit der Quelle zu verwenden, aber der Operationsverstärker ging immer noch in die Sättigung.
Es ist offensichtlich, dass ich nur versuchen kann, die Vorspannung auf so wenig wie möglich zu reduzieren, damit der Operationsverstärker nicht in die Sättigung geht, also habe ich ihn bei 70 V betrieben, für die die Antwort wie folgt ist.
Gründe für die Erweiterung des 20-ns-Pulses auf 100 ns sind unbekannt, obwohl die APD eine Bandbreite von 70 MHz hat,
Um die APD richtig zu betreiben, habe ich verstanden, dass ich mit einer höheren Spannung vorspannen muss, um die richtige Reaktion bei schwachem Licht zu sehen, aber gleichzeitig muss ich eine Sättigung vermeiden.
Ich bin der Meinung, dass die Begrenzung des Stroms zum TIA das Problem lösen wird. Bitte schlagen Sie einige Möglichkeiten vor, um den überschüssigen Strom zu umgehen, der zum Operationsverstärker führt.
Bitte werfen Sie auch etwas Licht auf das Verhalten von APD in Sättigung
BEARBEITEN:
Da die Antworten darauf hindeuteten, ein Äquivalent mit stabiler Einheitsverstärkung zu wählen, entschied ich mich, meinen Operationsverstärker auf LTC6269 umzustellen, der eine stabile Einheitsverstärkung von 400 MHz aufweist
Unten ist das Ergebnis, das ich mit umgekehrter Fotodiodenpolarität erhalten habe, sodass Sie möglicherweise eine invertierte Ausgabe sehen, der Effekt jedoch bestehen bleibt
Der analoge Support schlug mir vor, auch einen Subber an der Fotodiodenvorspannung zu verwenden, also habe ich einen 20 Ohm in Reihe mit einer 100p-Kappe verwendet, weil ich dachte, diese Störung sei auf das Netzteil zurückzuführen, das ich verwende. Ehrlich gesagt habe ich keine Ahnung, wie ich einen Snubber optimieren soll
Bitte helfen Sie mir bei der Identifizierung der Problemursache
** EDIT2: ** Ich muss meine Cf entsprechend anpassen, um dies zu vermeiden. Ich glaube nicht, dass dies klingelt. Ich habe das Gefühl, dass ich mein Problem gelöst habe. Ich werde in Kürze mit Ergebnissen zurückkommen
EDIT3 : Das Ersetzen von Cf durch 4pF hat mir einen sauberen Impuls ohne Klingeln gegeben. Danke für die Hilfe
EDIT4 : Aber nach ein paar Experimenten habe ich festgestellt, dass ich die Fotodiode / den Operationsverstärker nicht vollständig sättige, also habe ich die Impulsbreite und die Impulsleistung an der Fotodiode erhöht, mit der sich meine Reaktion wie unten gezeigt hat
Die Verstärkung und Reaktionsgeschwindigkeit einer APD hängen vom Strom durch sie ab. Es ist eine schlechte Angewohnheit der Physiker, APDs mit einer Spannungsquelle und einem Vorwiderstand zum Vorspannen zu verwenden. Wie Sie gesehen haben, versagt dies bei Anwendungen mit hohem Dynamikbereich. Ich schlage vor, Sie ändern Ihre Vorspannungsschaltung, um einen konstanten Strom anstelle einer konstanten Spannung bereitzustellen.
Das Klingeln, das Sie sehen, stammt von Ihrem Operationsverstärker. Sie verwenden eine Variante, die nicht stabil ist. Die -10 in der Teilenummer gibt an, dass es sich um einen dekompensierten Operationsverstärker mit einer Verstärkung von mindestens 10 handelt (Linears Operationsverstärker-Nummerierungskonvention). Aber damit diese Art von Schaltung funktioniert, brauchen Sie Einheitsstabilität.
Ich schlage vor, Sie werfen einen Blick auf Linear Appnote 92, in der einige Schaltungen für APDs erörtert werden.
kakeh
kakeh
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Attila Kinali
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Attila Kinali
kakeh
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