Parece que estás comparando manzanas con jirafas naranjas para tus niveles de luz. La gran ventaja de la salida de frecuencia TSL237 es su rango dinámico. El TSL257 solo manejará 3uW con su rango de salida de 0 a 5v, con la referencia 2v a 1.54uW en el medio. La salida equivalente del TSL237 a la misma irradiancia es de alrededor de 4kHz (2.3kHz / uW), mientras que su salida máxima irá a 500kHz min, 1MHz máx., Por lo tanto, una señal de luz máxima mucho mayor. No estoy seguro de dónde obtiene su frecuencia base de 1MHz y el nivel de ruido de 0.1Hz (¿confunde la salida oscura de 0.1Hz con un nivel de ruido?), No en la hoja de datos que descargué. Sospecho fuertemente que el ruido efectivo del 237 será ampliamente equivalente al del 257 bajo la misma iluminación. Si desea utilizar una salida de 500 kHz del 237, entonces necesita niveles de luz 100 veces mayores que los del 257.
Generar una modulación de luz cuadrada y luego tratar de contar pulsos estará condenado al fracaso. Si el 237 era sinusoidal o triángulo, podría leerlo con un ADC rápido y estimar la fase en los tiempos de cambio de luz. Como se trata de una salida de onda cuadrada, cada vez que la luz se enciende o apaga, se aproxima una incertidumbre en el ciclo, lo que agrega una gran cantidad de ruido.
Su mejor apuesta es usar el amplificador tradicional 'lock-in', o algo equivalente en DSP. Es decir, genera una modulación de onda cuadrada para su estímulo de luz (el cuadrado le da una potencia de modulación ligeramente mayor para la misma potencia de pico que la onda sinusoidal), luego continúa como en su sugerencia (1).
El 257 sugiere una densidad de ruido de 7uV a 1kHz de desplazamiento, manteniéndose bastante plano a frecuencias más bajas. Si comparamos eso con el voltaje de salida medio de 2v, eso indica que con una modulación de 1kHz, la SNR de 1Hz es de aproximadamente -10dB, por lo que necesitará un promedio de 10 segundos para llegar a la sensibilidad tangencial de 1 ppm y 100 segundos para alcanzar la SNR de 10 dB. .
Otra cosa que el 237 parece tener a su favor es su tiempo de respuesta, 1uS + 1 ciclo, en lugar de la respuesta 160uS 10/90 del 257. Eso podría funcionar a su favor si el nivel de ruido resulta ser Más bajo a frecuencias de modulación más altas. Puede haber una manera de "contar" la frecuencia adecuada para la demodulación síncrona. Si pasa bajo filtrando la onda cuadrada de salida, ADC la salida lo suficientemente rápido como para obtener aproximadamente 5 muestras en cada borde inclinado, entonces podrá ajustar esas muestras para fijar el tiempo de borde en la resolución de sub-muestra. Cuantos más bits pueda usar, mejor será su interpolación de temporización. Si luego identifica los ciclos que corresponden totalmente a uno u otro nivel de luz, e ignora los que se encuentran a ambos lados, puede obtener una medición razonable que puede promediar de manera sincrónica. Si el nivel de ruido que obtiene es mejor o peor que el 257 es un asunto para experimentar con un verdadero 237 y un aparato digitalizador. Si captura datos con un osciloscopio digitalizador, podrá estimar la sincronización fuera de línea, antes de implementar cualquier DSP.
Aparte de las características específicas de estos detectores y su uso con demodulación síncrona, los métodos de conteo pueden funcionar bien, siempre y cuando use ADC y DSP para realizar la estimación de fase / temporización, en lugar de los bordes de conteo niave en un tiempo de puerta.