¿Cómo determinar la frecuencia central de un fotodiodo?

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Estoy usando LEDs IR para disparar un grupo de fotodiodos, que luego encajo en un registro de desplazamiento y leo un PIC.

Mientras leía / navegaba sobre el tema, encontré un artículo que decía que la mejor manera de garantizar la conducción en los fotodiodos sería explotarlos con la radiación LED generada por una señal PWM en la frecuencia central del sensor de luz modulada .

Lo que saco de esto ya es lo que pretendía hacer, pero los aspectos de frecuencia me hicieron pensar.

Dado que los PD que estoy usando tienen una hoja de datos que no se puede rastrear (sé que la referencia es SWPD3330-16, de Sunwell), ¿alguien tiene alguna información que pueda ayudarme a averiguar cómo calcular la mejor frecuencia? Como alternativa, ¿hay alguna regla general para este tipo de problema? ¿Cuál sería un buen punto de partida / estimación para la frecuencia PWM?

EDITAR: Después de leer los comentarios, me gustaría agregar lo siguiente:

  • Estoy usando un fotodiodo . Se ve como un LED y tiene dos cables. Lo único que sé al respecto es el número de referencia mencionado anteriormente: SWPD3330-16.
  • El artículo no se relaciona específicamente con mi pregunta, pero en la página 5 (2169), en el párrafo que comienza con "Paso 2", encontrará lo que cité. LINK

EDIT2:

  • Encontré en una carpeta aquí en el trabajo la hoja de datos (en chino) para este fotodiodo. Solo cubre aspectos mecánicos y (desafortunadamente) algunas especificaciones eléctricas (entre paréntesis son las condiciones de prueba):
    • corriente hacia adelante: 100mA
    • corriente de avance de pulso (@ 1KHz, DC 10%): 1A
    • voltaje inverso: 30V
    • consumo de energía: 150 mW
    • (algunas cosas sobre la temperatura)
    • corriente de luz (VR = 5V, H = 5mW / cm2): 64uA
    • corriente oscura (VR = 10V, H = 0mW / cm2): 30nA
    • voltaje abierto (H = 5mW / cm2): 350mV
    • corriente corta (igual): 65uA
    • capacidad total (5V; 5mW / cm2): 20pF
    • tiempo de subida (VR = 10V; RL = 1Kohm): 10ns
    • tiempo de caída (VR = 10V; RL = 1Kohm): 10ns
    • longitud de onda de sensibilidad máxima : 940 nm
    • longitud de onda de sensibilidad: 750 ~ 1100nm
    • ángulo de radiación: 20 grados

Con la especificación resaltada, ¿es posible calcular / inferir una conjetura basada en la PWM que debo usar?

    
pregunta Joum

2 respuestas

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La longitud de onda de sensibilidad máxima de los fotodiodos es completamente no relacionada a la frecuencia PWM que se puede usar para modular la señal IR. El sistema que ha ensamblado no utiliza IR modulado y no puede beneficiarse de la aplicación de PWM a los emisores.

Lo que puede hacer es verificar que la emisión máxima de sus LEDs IR esté cerca de la longitud de onda de la sensibilidad máxima para los fotodiodos. También puede considerar el uso de un filtro de infrarrojos que impida que la luz visible llegue a sus fotodiodos. Es posible que no sean muy sensibles a la luz visible, pero hay mucha luz visible que compite con su señal IR.

    
respondido por el Joe Hass
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Como dijo Joe Hass, el parámetro que resaltó no tiene nada que ver con la frecuencia de modulación (es mucho más alta que cualquier frecuencia de modulación plausible), pero debe intentar maximizar la luz de sus emisores que cae en esa longitud de onda (infrarroja) distancia.

Como dijo David Tweed, el comentario que lees hace referencia a un circuito de fotodiodo integrado que está diseñado para responder a una entrada modulada (generalmente de 38 kHz o más).

Creo que su pregunta es cómo determinar qué frecuencia de modulación usar si va a diseñar un sistema con fuente modulada, y si hay información suficiente para determinar una frecuencia óptima.

La frecuencia óptima no es un factor importante de las características del fotodiodo, es más importante diseñar el extremo frontal y la iluminación del fotodiodo para obtener la velocidad de respuesta que necesita y rechazar las variaciones de la luz ambiental (generalmente, 100 o 120Hz) como frecuencias más bajas).

La velocidad máxima está determinada en gran medida por el circuito que coloque alrededor del fotodiodo, la cantidad de luz que puede rociar sobre la unión del fotodiodo y el fotodiodo en sí. Este es un fotodiodo PIN y es muy rápido (MHz) si pone un voltaje de polarización inversa relativamente grande en la pieza y mantiene el voltaje fijo. Si utiliza un circuito de mala calidad con poca luz, la frecuencia máxima podría ser de aproximadamente kHz, por lo que tres o cuatro órdenes de magnitud.

Si tiene cables entre ambos extremos (transmisión y recepción), podría hacerlo mejor con la demodulación síncrona (multiplique la señal de transmisión por la señal de recepción y el filtro de paso bajo para obtener la señal de recepción demodulada).

Si está interesado en leer más, sugeriría el excelente libro del Dr. Phil Hobbs sobre sistemas electroópticos, y también hay varios artículos que está disponibles en línea.

Mi suposición es que querrá una frecuencia de modulación entre 50 kHz y 500 kHz dependiendo del tiempo de respuesta que necesite, y que el fotodiodo PIN en cuestión probablemente esté bien para este propósito.

Pero tendrá que agregar muchos circuitos alrededor de cada fotodiodo para usar un esquema de modulación.

También sospecharía un poco de algunos de esos números, hay hojas de datos para partes con números de partes similares que coinciden, excepto por algunas diferencias significativas, por ejemplo, creador de Taiwán:

    
respondido por el Spehro Pefhany

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