Trabajar con las actualizaciones de comentarios actuales [CFA]

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Antes de entrar al problema:

Mi aplicación es una detección de pulso láser. En este proceso, cuando un pulso láser cae sobre un fotodiodo, genera corriente. Las etapas posteriores incluyen una conversión I-V, ganancia, amplificador de diferencia y comparador.

Se puede ver mi problema actual con la conversión IV aquí .

Mis características de pulso:

pulse width min : 10 ns max : 150 ns rise/fall time : 2 ns - 5 ns pulse to pulse width : 22 µS

Cómo seleccioné el opamp para las etapas del amplificador de ganancia y diferencia

Parámetros clave: BW - ancho de banda y SR - Tasa de respuesta

De esto literatura encontré que mi BW se puede calcular por la fórmula:

BW = 0.35 / ( rise time ) = 0.35 / 5 ns = 70 MHz

Ahora se debe calcular la velocidad de rotación:

SR = 2 * 3.14 * BW * Vp = 2 * 3.14 * 175 MHz * 4 V = 2198 V / µs

Entonces, la coincidencia de estos dos parámetros es un CFA AD8003 de Analog . Cuando busco altas tasas de control y alto BW, ¡casi todas las operaciones disponibles son CFA's!

¿Qué me preocupa?

Sin ninguna idea cuando usé CFA para mi etapa de amplificador diferencial, con ganancia unitaria usando un resistor de 500 ohmios para R f y R b , los resultados parecían estables, pero es esta declaración de la documentación técnica de Texas Instrument literatura , que dice claramente:

  

la primera diferencia entre la realimentación de voltaje y la realimentación de corriente: la   La impedancia de entrada de las entradas de realimentación de retroalimentación de corriente es muy diferente.   Debido a que la entrada inversora tiene una impedancia baja, la retroalimentación actual   Los amplificadores no son buenos para sistemas balanceados como el diferencial.   amplificadores

CFA como amplificador de diferencia

Asíquemisresultadossonasíparaunamplificadordediferenciaseguidodeuncomparador.Elpulsoaquíesde10nsdeanchoy1nsdesubidaycaída,yserepiteaunavelocidadde150ns.

¿Porquéelpulsoestábastanteexpandido?Quéetapadecondensadorlohahecho,noloentendí.

CFAcomoamplificadorconganancia

Los resultados para el circuito anterior tampoco son los deseados (solo veo una salida de 0 V), ¿por qué?

    
pregunta kakeh

3 respuestas

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No hay nada de malo en tu circuito. El ancho del pulso ancho se debe a que está alimentando su diff_amp_out a un comparador.

Solo puede suministrarle un impulso de voltaje total si la entrada (en este caso) es incluso ligeramente superior a cero voltios. Me gusta cómo su alcance muestra los pequeños retrasos de una etapa a otra.

Puede ajustar el nivel de 'disparo' del comparador, pero la salida siempre será de +5 V.

Si solo desea amplificar diff_amp_out, agregue otro op-amp AD8003 y configure su ganancia para que se ajuste a sus necesidades. Al menos mantienes el verdadero ancho de pulso de la señal . Es cierto que trabajar con estos pulsos nS es difícil.

Los amplificadores CFA están diseñados para retroalimentación de corriente, lo que reduce la impedancia de entrada, pero aumenta considerablemente su ancho de banda y la respuesta de alta frecuencia en comparación con VFA.

Todos los amplificadores de video y RF son del tipo CFA. Los VFA son los mejores para mediciones de DC de audio y precisión.

    
respondido por el Sparky256
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Debe comenzar desde el diseño del amplificador de transimpedancia fotodiodo + entrada. Para obtener esa velocidad fácilmente, probablemente debería limitarse a un pequeño fotodiodo de baja capacitancia (1 mm 2 ).

Luego deberías entrar en el complicado diseño de amplificador de fotodiodo de transimpedancia de alta velocidad (puedes buscar mucho en Google), por ejemplo:

Se trata de la optimización del límite de ruido / BW / DC. Si su señal es lo suficientemente fuerte, entonces no le importa el ruido, es más fácil. En el caso más simple de una señal muy fuerte, puede usar solo una resistencia de derivación. Si no le importa el componente de CC, puede usar un transformador de pulso de RF (balun) para convertir la impedancia 1: 4, obtener la señal en un cable coaxial de 50 ohmios (12.5 de impedancia visible para el fotodiodo) y usar el amplificador Minicircuits ZFL-1000 o similar.

Para obtener la mejor señal / ruido a alta velocidad, se puede usar un fotodiodo de avalancha, PMT (dependiendo de la longitud de onda) o incluso SiPm (Sensl, etc.).

    
respondido por el Nikolay Pavlov
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Tengo algunas dudas sobre tu diseño.

En primer lugar, parece que todo el amplificador AD8003 no tiene ningún significado: primero atenúa la señal de entrada 2 veces con R4 R6 y luego la amplifica 2 veces con U1 R3 R5. ¿Por qué no enviar la entrada directamente al comparador de alta velocidad?

Los tiempos de subida / bajada de su señal óptica son tan cortos que no puede mejorar la calidad de la señal con AD8003, solo la empeora, como vemos en sus imágenes.

Segundo, R2 en paralelo con R4 R6 no tiene significado.

Entonces, la pregunta básica es: ¿para qué usas el escenario AD8003?

    
respondido por el Master

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