Fotodiodo + Op-Amp Actuando de forma no lineal

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He construido un medidor de potencia láser basado en un fotodiodo (probablemente a ThorLabs FDS10X10 ), un circuito de amplificador operacional simple (op-amp es TLV2462 , max 12V), y un microcontrolador + pantalla:

Internamente,heconstruidoelsiguientecircuito:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

No estoy seguro de que este sea un circuito razonable. Esto es lo que estaba pensando en idearlo:

  

El fotodiodo tiene polarización inversa para una mejor sensibilidad y linealidad. La caída de voltaje en R1 es lineal con respecto a la potencia que llega al fotodiodo. Para medir este voltaje, utilizo un amplificador operacional, con el potenciómetro 2 que causa una retroalimentación negativa para reducir la ganancia ridícula del amplificador operacional. Primero, el pot 2 está configurado para la ganancia máxima y el pot 1 está sintonizado para que quede en completa oscuridad. el voltaje en E simplemente cae a tierra. Luego, el pot 2 se ajusta para establecer la ganancia y, por lo tanto, el rango de brillo que se puede medir.

Sin embargo, el voltaje en el nodo E no es lineal con respecto a la luz entrante como deseo y esperaba que fuera.

Ejemplo: en una habitación oscura, el láser 1 produce una salida de 0.678 (¡unidades arbitrarias!) mientras que el láser 2 produce 2.198. Sin embargo, juntos producen solo una lectura de 2.290 (mientras que uno esperaría 0.678 + 2.198 = 2.876). El amplificador operacional no está saturado; Puedo producir una lectura de ~ 18 con una fuente mucho más brillante.

Pregunta: ¿qué está mal con mi circuito para causar esta falta de linealidad? ¿Es fácil encontrar la ecuación (para poder corregirla en el software)? De lo contrario, si mi circuito parece razonable, ¿qué otra cosa podría salir mal?

    
pregunta imallett

2 respuestas

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El voltaje de polarización inversa en su PD disminuye con la luz y, para empezar, no es muy alto, por lo que está obteniendo menos voltaje por mW a medida que aumenta el nivel de luz.

Sería mejor usar una conexión a tierra virtual (que requiera un voltaje de polarización negativo regulado) con un amplificador inversor, en la configuración habitual del amplificador de transimpedancia, o reiniciar un regulador de micropotencia de la PD para proporcionar una tensión constante en la PD . La corriente de polarización del regulador causará un desplazamiento (probablemente al menos algo dependiente de la temperatura), pero si Iq es algo así como 1uA, el desplazamiento (entrada) será de alrededor de 1 mV.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Si quieres lineal, quieres un circuito más como este:

    
respondido por el Robert Endl

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