Necesita ayuda con el diseño del sensor IR, convertidor de corriente a voltaje

2

Me gustaría medir con precisión (tanto como sea posible) usando un LED IR y un fototransistor IR. Estoy usando las siguientes partes

BPV11 - Fototransistor IR

Obviamente, el transistor proporciona una salida de corriente proporcional a la luz. Esa corriente tiene que ser convertida a un voltaje proporcional.

¿Cuáles son los pros y los contras de los convertidores de corriente activa a pasiva a los convertidores de voltaje?

Pasivo:
Algo como esto donde el transistor es el detector que es una fuente de corriente:

versus

Activo:
Algocomoestodondelacorrienteiesdelfototransistor:

También, ¿cómo puedo mejorar cada método para dar la mejor señal ... reducir el ruido, el parpadeo, etc.?

Gracias, cualquier ayuda es apreciada!

    
pregunta Shubham

1 respuesta

3

La principal diferencia es que el circuito pasivo tiene una impedancia de salida aproximadamente igual al valor del resistor. El circuito activo tiene una impedancia de salida muy baja. Eso podría significar que puede obtener mucha más ganancia del circuito activo antes de que el tiempo de respuesta se vea limitado por la capacidad de la carga que recibe la salida del circuito.

Además, en el circuito pasivo, la polarización del fotodetector variará a medida que cambie la corriente de salida. La polarización en el fotodetector en el circuito activo será constante. Esto podría ser importante si le importa la capacidad del cambio del detector.

Ambos de estos efectos podrían significar que puede usar un valor de resistencia más alto en el circuito activo, lo que reducirá la contribución de ruido de Johnson de esa resistencia, lo que llega a su pregunta sobre la precisión. En cualquier caso, querrá agregar un condensador en paralelo con la resistencia en su circuito para limitar el ancho de banda de ruido de su receptor. Los proveedores de amplificadores operacionales tienen notas de aplicaciones que describen cómo optimizar el ruido en los circuitos amplificadores de transimpedancia ( aquí hay uno de Nacional)

Si va con el circuito activo, también querrá elegir un amplificador con una baja desviación térmica de la corriente de compensación y un ruido de parpadeo bajo (asumiendo que su principal objetivo es medir la potencia de la luz de CC).

No estoy muy familiarizado con los fototransistores, pero noté que la hoja de datos que vinculó muestra un cambio de casi 2 a 1 en la corriente de colector para temperaturas que varían de 0 a 100 C. Probablemente este será el factor limitante en su exactitud del sensor. Al usar un fotodiodo en lugar del fototransistor, y compensar la ganancia usando el circuito amplificador de transimpedancia, y al seleccionar cuidadosamente el amplificador operacional y la resistencia que usa, debería poder lograr una precisión mucho mayor (estoy pensando en el orden de un poco más de 0 a 100 ° C, pero es posible que me esté olvidando algún problema crítico).

Editar: una cosa más

Una pequeña diferencia (que podría ser importante dependiendo de cómo use el circuito) es que debido a que es un amplificador inversor, el circuito activo requerirá fuentes de alimentación positivas y negativas (o algunos saltos de aro con limitación de precisión para evitarlos) , mientras que el circuito pasivo puede ser más fácil de trabajar en un entorno de suministro único. Pero incluso con el circuito pasivo, tendrá que ser bastante cuidadoso con el siguiente circuito amplificador en la línea para mantener su precisión cuando la corriente es pequeña.

    
respondido por el The Photon

Lea otras preguntas en las etiquetas