Estoy usando opa657, vea hoja de datos para mi fotodiodo, pero cuando conecté el fotodiodo como el primer esquema en la hoja de datos, obtuve una onda sinusoidal de Vpp = 2Vs en la salida del amplificador, incluso sin ninguna entrada en el fotodiodo.
y cuando coloco una luz incidente, la onda sinusoidal desaparecerá y no aparecerá ninguna señal en la salida del amplificador.
¿De dónde viene esta onda sinusoidal y cómo solucionar este problema?
No puede ejecutar el OPA657 con ganancia unitaria (oscila), incluso cuando está configurado como un TIA, puede tener problemas con él. Aquí está la fase y ganancia de bucle abierto (rojo): -
Elmargendefasedelamplificadoroperacionalestalqueaunagananciadebuclecerradodeaproximadamente6a8dB,laretroalimentaciónnegativaseráunaretroalimentaciónpositiva,esdecir,lafasedebucleabiertoesdeaproximadamente-180gradosaaproximadamente850MHzylaganancianohaidopordebajodelaunidad.
Podríapasarporaltoelfotodiodoconuncapacitor.Consultelafigura3enlahojadedatos.MuestraunPDconunaautocapitanciabastantealta.¿TalvezdeberíaintentaragregarcapacitanciaatravésdelPD?
Esto asegura que a altas frecuencias haya ganancia (porque la retroalimentación negativa se ha reducido), aunque esa ganancia puede no ser evidente para el ojo no entrenado o el fotodiodo. Si tenía una señal conectada a la entrada no inversora, esa ganancia sería muy evidente y, por supuesto, hay una señal en ese pin, que es el ruido equivalente de la entrada del amplificador operacional. Por eso, en los amplificadores de transimpedancia, se llama ruido. ganancia: agrega capacitancia a través del fotodiodo para agregar estabilidad, es decir, una reducción en la retroalimentación y se encuentra que la auto-oscilación se ha cambiado por una señal mucho más ruidosa. Los TIA no son triviales de diseñar.
Con una resistencia de realimentación de 200k y un condensador de (digamos) 47pF, la señal realimentada se habrá reducido en 3dB en: -
F = \ $ \ dfrac {1} {2 \ pi R C} \ $ = 16.93kHz
A 100 kHz, la señal realimentada está muy baja y ya no representa una amenaza de oscilación.
Además, debe asegurarse de que el chip tenga los condensadores de desacoplamiento adecuados en las líneas de alimentación del dispositivo; deben estar cerca del chip.
Puedo eliminar esto más tarde. Esta es la línea que menos me gusta,
Podría pasar por alto el fotodiodo con un capacitor. Consulte la figura 3 en la hoja de datos. Muestra un PD con una autocapitancia bastante alta. ¿Tal vez debería intentar agregar capacitancia a través del PD?
La ganancia de ruido de un TIA se ve así,
La ganancia impacta a una frecuencia dada por 1/2 * pi * tau, donde tau es Rf * Cin.
La ganancia aumenta con la frecuencia, si se deja sin marcar (por opamp GBW o C en paralelo con Rf)
entonces oscilará. Agregar más cin lo hace peor. Al igual que las pantallas con más ruido de voltaje y Rf más grandes
La única forma en que he visto GHz es con una tensión de polarización - > PD- > resistor, con una etapa de ganancia rápida mirando la tensión de la resistencia.
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