Dlaczego używamy opamp do wytwarzania napięcia wyjściowego powyżej 1 V w tym obwodzie?

Zastanawiam się, jakie zalety (w odniesieniu do szumu lub innych ważnych czynników) obwodu opamp:

utrzymuje obwód złożony tylko z fotodiody i rezystora (rezystor musi być umieszczony w miejscu, w którym znajduje się napięcie (V)):

Matematyka powinna być taka sama:

U_{o u t} \propto R * I_{p h o t o d i o d e}

$U_{out} \propto R * I_{photodiode}$

Jestem ciekaw, jakie są twoje pomysły.

PS: Chcę użyć obwodu, aby przekazać napięcie proporcjonalne do prądu fotodiody do ADC przetwornika µC.

operational-amplifier photodiode

— przewody skokowe
źródło

Impedancja wyjściowa i rzeczywiste poziomy napięcia wydają się różne

— PlasmaHH

Odpowiedzi:

Wszystko zależy od prędkości. To, czego nie pokazuje twój obwód, to samo-pojemność fotodiody:

Biorąc pod uwagę, że sygnał wytwarzany przez fotodiodę jest prądem (Iph pokazany powyżej), jeśli zmienia się to szybko, jak w optycznym odbiorniku danych, pojemność złącza będzie miała znaczący wpływ na czasy narastania i opadania.

Jednak dzięki wzmacniaczowi transimpedancyjnemu zwarliśmy pojemność i teraz sygnał prądowy podąża ścieżką o najniższej rezystancji, czyli do wirtualnego węzła uziemienia na wejściu odwracającym. To znacznie poprawia działanie wysokich częstotliwości.

— Andy aka
źródło

To niesamowita odpowiedź. Zwłaszcza, że chcę, aby dostarczyć LED za pomocą sygnału PWM AC znacznie wysokiej częstotliwości (ok 21kHz)

— jumpingwires

@Jumpingwires prawdopodobnie będziesz w porządku przy 21 kHz ze wzmacniaczem napięcia. Wystarczy przeczytać DS dla PD i zobaczyć, jaką ma pojemność i przekonać się, jak bardzo spowolni krawędzie.

— Andy alias

- zrobi, dziękuję za dodatkowe porady. głosowałbym, gdybym mógł głosować komentarze: D

— jumpingwires

Można zauważyć, że nie chodzi tylko o prędkość - dotyczy ona także niskich prądów. Przy wysokich prądach (lub wysokich poziomach światła) rezystor czujnikowy / transimpedancyjny może być niski, a powstały obwód zareaguje szybko. W rzeczywistości bardzo szybkie czujniki laserowe wykorzystują PD AC sprzężone z obciążeniem 50 omów i uzyskuje się odpowiedzi w zakresie GHz. Jednak zajmuje dużo więcej światła.

— WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast Ciekawe dodanie, dziękuję za komentarz.

— jumpingwires

Twój ADC ma impedancję wejściową około 10 000 omów. To znacznie wpłynie na twój sygnał w przypadku no-opamp. (To mało powiedziane: pozostanie ci mniej więcej sygnał zerowy)

— rew
źródło

-2

W oprzyrządowaniu używamy wzmacniacza operacyjnego, aby uniknąć spadków napięcia, wzmacniacz operacyjny powinien mieć nieskończoną impedancję wejściową (teoretycznie), więc aby przekształcić prąd fotodiody w napięcie, używamy ogólnie tej metody, aby uniknąć spadków napięcia. możesz także użyć drugiej konfiguracji, ale będziesz mieć duże spadki napięcia, co oznacza ogromną utratę informacji przechwyconych przez fotodiodę

— Imad Eddine Mokhtari
źródło

Czy prawie cały spadek napięcia nie przekroczyłby dużego rezystora, który tworzy obwód z fotodiodą? Czy nie tego chcemy? Obecnie nie widzę, gdzie miałaby nastąpić utrata informacji, ani dlaczego spadek napięcia jest tutaj zły.

— jumpingwires