Estoy haciendo un amplificador para un fotodiodo. En mi búsqueda veo que el amplificador de transimpedancia es el más utilizado. Voy a usar un ADC justo después. El valor de mi resistencia de realimentación será de 100 MOhm.
He investigado un poco más y he encontrado información sobre el integrador. Sé cómo funciona, pero cuáles son las principales ventajas / desventajas entre el integrador y la configuración de transimpedancia (ancho de banda, precisión, nivel de corriente a medir, ...)
Ten en cuenta que estás pidiendo problemas. Una resistencia de realimentación de 100MOhm le causará todo tipo de problemas. Está hablando de corrientes tan bajas que la fuga será un gran problema, y si está haciendo una placa de circuito impreso, la limpieza escrupulosa y la eliminación de TODOS los rastros de flujo de soldadura serán fundamentales.
Dicho esto, no utilice un integrador. Cualquier problema que tenga un amplificador de transimpedancia con fugas se aplica a los integradores.
Además, no ha descrito su sistema lo suficientemente bien como para determinar por qué sus niveles de luz son tan bajos, y esto abre la especulación sobre otros posibles problemas. Si sus niveles de luz son bajos porque la fuente está muy lejos, entonces tendrá problemas importantes con el fondo y la luz parásita. Es cierto que puedes lidiar con esto (más esfuerzo óptico, modulación / demodulación de la fuente, filtros de banda estrecha, etc.), pero no has dado ninguna indicación de dónde comenzar.
Le sugiero que piense seriamente sobre alguna forma de mejora óptica, usando una lente para enfocar la luz entrante en su detector y aumentar el flujo óptico.
He estado trabajando en la construcción de instrumentos con un fotodiodo y un TIA de alta ganancia. Comencé con una resistencia de realimentación de 100M, que en realidad funcionó bastante bien. Tengo un rastro de serpentina del calentador en una capa interna debajo del fotodiodo y la etapa analógica, con un termistor colocado cerca del detector. Tengo un circuito de control de temperatura PID que mantiene esa parte de la PCB a 40C, con un FET PWM de mi microcontrolador que pone energía en el rastro del calentador. Hay un plano de tierra entre la traza del calentador y las partes analógicas. Las partes de alta ganancia y las trazas del fotodiodo están todas en el lado superior, sin vías. La temperatura para controlar todas las partes es bastante importante, e incluso entonces, necesito usar resistencias con < 100ppm tempco. Todo está en una caja hermética metálica ligera. He hecho casi 100 de estos, y con 100M de comentarios, el rendimiento es bueno. Tienen que ser calibrados usando una fuente de precisión de cuerpo negro, pero después de eso son extremadamente precisos. Sin embargo, solo estoy interesado en la señal de < 1Hz, por lo que no estoy seguro de cómo funcionaría con anchos de banda más altos.
Por otras razones de nivel de sistema, el flujo de luz se ha reducido a 1/4 de lo que era, por lo que ahora tengo resistencias de retroalimentación de hasta 400M y tengo algunos problemas con la estabilidad de la medición. Así que estoy pensando en mudarme a un integrador para ver cómo funciona eso. Otro beneficio del integrador es que puede cambiar la ganancia cambiando el tiempo de integración. En este momento, uso un relé de lámina SMT para cambiar una resistencia de retroalimentación paralela de valor más bajo para cambiar la ganancia, que tiene algunas molestias y no es rápida.
Si lo haces, asegúrate de usar un interruptor de fuga muy bajo para restablecer el integrador y un muy buen condensador de integración como la cerámica NP0 o un capacitor de silicona. Volveré a escribir más tarde para contarles cómo funcionó mi solución integradora.
Por cierto, todos los sensores de luz digitales, como los de Hamamatsu y TAOS, utilizan un integrador interno.
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