¿la forma más rápida de realizar / desactivar la modulación de un LED?

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Necesito modular un LED rápidamente (rango multi-megahertz) encendido / apagado. Es un LED de alta potencia. He tenido algunos problemas para localizar cualquier método conocido para hacer esto. Simplemente al cambiar el voltaje con un FET se enciende el LED rápidamente, pero el tiempo de caída se verá afectado, y para resolverlo, supongo que hay algunas soluciones diferentes, por ejemplo, ¿cambiar un sesgo inverso por un corto tiempo? ¿Alguna idea?

Creo que el problema subyacente con el apagado es que los portadores de carga hacen que la unión pn actúe un poco como un inductor, ya que la corriente continuará durante un corto tiempo después de apagar el gradiente de voltaje, pero no he encontrado ninguna referencia sobre esto.

Sé que un diodo láser se puede modular mucho más rápido.

EDITAR: ya que esta pregunta tiene muchas vistas, permítame agregar algo de contexto: la aplicación para esto fue una cámara 3D que usa un sensor CMOS de tiempo de vuelo. Esencialmente, usted envía luz, rebota en la escena que se va a fotografiar, y el sensor de imagen puede discernir la diferencia de fase entre la luz enviada y la luz recibida. Una modulación más rápida y profunda significa una mejor resolución y menos ruido en la imagen 3D. En esta aplicación particular, 20 MHz fue la tasa de modulación objetivo.

    
pregunta Bjorn Wesen

8 respuestas

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Si está intentando enviar datos de esta manera, no intente modularlos 0% -100%. Ir 10% -90%, esto será mucho más rápido.

Para apagarlo rápidamente, necesita 2 transistores en configuración push-pull, PNP + NPN o N-MOSFET + P-MOSFET, de modo que el LED en estado "apagado" se cortocircuitará a tierra. Lograr una alta velocidad con BJT sería más fácil.

Si necesita ir por encima de 1-5Mhz, deberá agregar diodos Schottky anti-saturación.

Otra cosa que hay que probar es un circuito puente de 4 BJT: eliminará la carga restante en el LED incluso más rápido (ya que el LED tendrá polarización inversa en el estado apagado), pero no lo he intentado. Algunos LEDs pueden morir si el reverso está demasiado sesgado.

    
respondido por el BarsMonster
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Los

LEDs toman un poco de tiempo para apagarse, pero creo que todavía son posibles unos pocos MHz.

Parece que su problema es el tiempo de apagado del transistor utilizado para encender el LED. Intente conducir el LED desde el emisor en lugar del colector. La salida lógica acciona la base de NPN directamente, el colector conectado al suministro, el emisor a la resistencia, luego al LED y luego a tierra. Como el transistor nunca se satura, debería apagarse rápidamente. La base se está forzando activamente a una baja tensión, lo que también debería ayudar a apagarla rápidamente.

    
respondido por el Olin Lathrop
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hay un circuito simple para el cambio rápido de LED en este sitio web. enlace  No han Lo probé pero estoy trabajando en el mismo problema. necesita el tiempo de apagado más rápido después funcionamiento continuo

    
respondido por el brian o'regan
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Para agregar la información relevante desde el enlace publicada por Brian O'Regan como respuesta completa:

El documento hace referencia a tres circuitos comunes / populares para unidades de LED digitales:

  1. unidad de la unidad
  2. Shunt
  3. Shunt con sobre y bajo manejo

1. Serie

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

  • Q1 cambia directamente el LED

Pro: baja corriente media de la fuente de alimentación
Con: Baja velocidad (< 30-50 Mb / s)

2. Shunt

simular este circuito

  • Q1 desvía el LED, por lo que una descarga rápida == tiempo de apagado rápido

Pro: mayor velocidad (varias veces más rápido que 1)
Contras: mayor disipación de potencia (el circuito consume más corriente cuando el LED está encendido que cuando el LED está encendido)

3. Shunt con Over & Debajo de la unidad

simular este circuito

se extiende 2.

  • C1 aumenta los tiempos de conmutación de Q1
  • R3, R4 y C2 proporcionan sobrecarga en el encendido y bajo conducción en el apagado
  • constante de tiempo RC típica para R3 + C2 == tiempo de subida / caída del LED

Pro: velocidades resultantes más altas que 2.
Contras: valores cuidadosamente elegidos necesarios - de lo contrario destructivos

resumen:

  • Para los LED de alto rendimiento y el diseño del controlador, los tiempos de aumento óptico pueden ser tan cortos como 1.5ns.
  • La mayoría de los LED tienen tiempos de apagado más lentos.
  • Aquí, con un diseño cuidadoso, se puede alcanzar el tiempo de apagado óptico de 2.5 ns.
  • A menudo es una buena idea tener una corriente de pre-sesgo pequeña (poco por ciento de la corriente pico de la unidad) para mejorar la respuesta dinámica y, por lo tanto, el LED nunca se polariza de manera inversa.

Con todos estos conceptos, se pueden alcanzar velocidades de funcionamiento de hasta 270 Mb / s para configuraciones listas para producción.

Toda esta información solo se obtiene del documento vinculado. No se ha hecho auto experimentación.

Sentí que esta era una edición demasiado grande de la respuesta original; si eso está mal, me complace mover la información a una edición.

    
respondido por el Stefan Krüger
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¿Ha considerado usar un "controlador de transistor" para controlar su LED? (¿O tal vez considere usar un "controlador de transistor" de la forma en que estaba destinado a ser utilizado, para controlar un transistor, que luego controla su LED?)

Estoy hablando de dispositivos como el Microchip MCP14628, el Texas Instruments TPS28226, etc., disponibles en mis sitios web de suministro electrónico favoritos , todo lo cual las reclamaciones de la hoja de datos pueden cambiar una carga altamente capacitiva en 10 ns. (Esperemos que su LED sea mucho menos capacitivo y, por lo tanto, esos chips puedan cambiarlo más rápido).

p.s .: la hoja de datos de cada controlador de transistor proporciona un número de gran sonido para "pico de potencia". Ese número solo es válido para pulsos muy cortos. Los LED a menudo tienen una calificación de "potencia máxima" similar aproximadamente 4 veces la calificación de potencia continua. Escuché que la mayoría de los sistemas de comunicación óptica están cuidadosamente diseñados, por lo que el sistema enciende el LED o el láser para, como máximo, uno o dos bits. veces antes de apagarlo y dejar que se enfríe, como la codificación de uno de dos aka código de Manchester , y uno- de cuatro codificaciones alias PPM .

Escucho rumores de que algunos dispositivos IrDA se pueden comunicar a 16 Mbit / s, 96 Mbit / s, o 1 Gbit / s ¿Está lo suficientemente cerca de lo que quiere hacer para poder comprar algo del estante? ¿O tal vez comprar algo del estante, abrirlo y hacer modificaciones relativamente menores?

    
respondido por el davidcary
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No sé cuál es su aplicación, pero ¿podría interesarme / usar este rango de controladores LED de alto brillo?

enlace

También hay otros similares.

    
respondido por el Majenko
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Hice un circuito de transistores de avalancha con el Zetex FMMT 413, 415 o 417 TA. En lugar de un condensador, usé un cable coaxial de 50 ohmios como en un circuito de Blumlein. Con esto manejé un pequeño LED verde SMT y obtuve un tiempo de aumento de ~ 7 ns y un ancho de pulso de ~ 10 ns (determinado por la longitud del cable coaxial para el circuito de Blumlein). Necesita una fuente de alimentación de alto voltaje para el transistor de avalancha.

    
respondido por el Stephan
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He examinado los pulsos rápidos antes, y terminamos implementando algo como el circuito en este documento (mejores cifras de calidad en un powerpoint relacionado ). Esto es efectivamente un circuito de ajuste de pulso actual, y encontrará más si busca en "LED pulsados de nanosegundos"

    
respondido por el Chris H

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