Diseño del circuito utilizando un módulo de 2 etapas

Es mejor aumentar la ganancia en el TIA porque mejora la SNR mientras que el aumento de la ganancia en el amplificador de voltaje en su mayoría solo cambia el nivel de la señal. Deberá disminuir la capacitancia de realimentación para mantener el mismo ancho de banda. Su máximo ancho de banda posible disminuirá ya que está aumentando la ganancia de ruido de alta frecuencia (1 + Cd / Cf). Aumente la resistencia de realimentación y disminuya la capacitancia de retroalimentación tanto como sea posible mientras alcanza su ancho de banda objetivo, luego aumente la ganancia del amplificador de voltaje si es necesario.

Para minimizar las compensaciones de CC y leer 0V en condiciones oscuras:

1.) Haga coincidir la impedancia de las entradas inversora y no inversora del TIA. Elija un amplificador operacional con baja corriente de desplazamiento de entrada. Si está utilizando resistencias de realimentación muy grandes, tenga cuidado de que (corriente de polarización de entrada) * (resistencia de realimentación) esté dentro del rango de entrada de modo común del amplificador operacional.

2.) Elija amplificadores operacionales con bajos voltajes de compensación: el TIA es menos sensible al voltaje de compensación porque Vos experimentará una ganancia de ~ 1 si su fotodiodo tiene una gran resistencia de derivación. Vos es más importante en el amplificador de voltaje, especialmente si tiene una ganancia significativa.

Ya que puedes modular el LED azul que es tu fuente de luz, deberías considerar la creación de un amplificador de bloqueo. Un buen punto de partida sería el AD630 , aunque puede haber más IC modernos disponibles que hacen el mismo trabajo.

Básicamente, se modula el LED con (digamos) una onda cuadrada de 1 KHz. Luego demodula la salida de TIA de forma sincronizada con la modulación, utilizando un filtro de paso bajo con un ancho de banda bastante bajo, algo así como un paso bajo de 1 Hz. El resultado es que el componente de CC de la salida de TIA, incluidas las compensaciones, se transforma a CA a 1 KHz y es descartado por el LPF. Mientras tanto, la señal LED se muestra como un componente de CC y se recupera.

Esto solo es posible si conoce la fase de la señal de modulación y, como está conduciendo el LED, obtendrá esto gratis.

Si tiene un desplazamiento en el extremo delantero, se amplificará en etapas posteriores.

Dado que su amplificador operacional tiene una corriente de polarización de solo 3pA, el desplazamiento de salida típico debido a la corriente de polarización es solo de +/- 30mV. El voltaje de compensación de entrada de +/- 7uV generalmente da como resultado +/- 70mV en la salida.

El aumento de Rf (y probablemente la disminución de Cf proporcionalmente) es probablemente el mejor enfoque, ya que aumentará el primero pero no el último. Podría ir a 10M (o 100M y disminuir la ganancia en el amplificador diferencial en 10: 1).