Почему мы используем операционный усилитель для создания выходного напряжения выше 1 В в этой цепи?

Интересно, какие преимущества (в отношении шума или других важных факторов) схемы операционного усилителя:

удерживается в цепи, состоящей только из фотодиода и резистора (резистор должен быть расположен там, где напряжение (V)):

Математика должна быть таким же:

U_{о U T} α р * я_{п час о T о d я о d е}

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

Мне любопытно, каковы ваши идеи.

PS: я хочу использовать схему для передачи напряжения, пропорционального току фотодиода, на АЦП мкК.

operational-amplifier photodiode jumpingwires
источник

Выходной импеданс и фактические уровни напряжения, кажется, разные

PlasmaHH

Ответы:

Все зависит от скорости. То, что ваша схема не показывает, это собственная емкость фотодиода:

Учитывая, что сигнал, генерируемый фотодиодом, является током (Iph, показанный выше), если он быстро изменяется, как в оптическом приемнике данных, емкость перехода будет иметь значительное влияние на времена нарастания и спада.

Однако с помощью трансимпедансного усилителя мы фактически закорачиваем емкостное сопротивление, и теперь токовый сигнал проходит путь наименьшего сопротивления, который находится в виртуальном заземляющем узле инвертирующего входа. Это значительно улучшает высокочастотные характеристики.

Энди ака
источник

Это потрясающий ответ. Тем более, что я хочу снабдить светодиод сигналом ШИМ переменного тока значительно высокой частоты (около 21 кГц)

jumpwires

@jumpingwires вы, вероятно, будете в порядке на 21 кГц с усилителем напряжения. Просто прочитайте DS для PD и посмотрите, какая у него емкость, и определите, насколько она замедлит края.

Энди ака

- сделаю, спасибо за дополнительный совет. Я бы проголосовал, если бы я мог поддержать комментарии: D

jumpingwires,

Вы можете заметить, что это не просто скорость - это скорость на низких токах. При высоких токах (или высоких уровнях освещенности) резистор чувствительности / трансимпеданса может быть низким, и результирующая цепь будет реагировать быстро. Фактически, очень высокоскоростные лазерные датчики используют частоту переменного тока, связанную с нагрузкой 50 Ом, и получают отклики в диапазоне ГГц. Тем не менее, намного больше света.

WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast Интересное дополнение, спасибо за ваш комментарий.

jumpwires

Ваш АЦП имеет входное сопротивление около 10 кОм. Это существенно повлияет на ваш сигнал в случае отсутствия операционного усилителя. (Это занижение: вы останетесь с нулевым сигналом)

REW
источник

-2

В контрольно-измерительной аппаратуре мы используем операционный усилитель, чтобы избежать падений напряжения, предполагается, что операционный усилитель имеет бесконечный входной импеданс (теоретически), поэтому для преобразования тока фотодиода в напряжение мы используем этот метод в целом, чтобы избежать падений напряжения. Вы также можете использовать вторую конфигурацию, но у вас будут большие падения напряжения, что влечет за собой огромные потери информации, получаемой с фотодиодов.

Имад Эддин Мохтари
источник

Не будет ли почти все падение напряжения выше большого резистора, который образует цепь с фотодиодом? Разве это не то, что мы хотим? В настоящее время я не вижу, где может произойти потеря информации, или почему падение напряжения здесь плохо.

jumpwires