Ho necessità di leggere la corrente in serie all'anodo di un fotodiodo a valanga alimentato con una tensione regolabile da -37V a -25V circa. L'obiettivo è quello di realizzare una rete in grado di rivelare l'aumento della corrente media nel sensore e di produrre un segnale TTL in uscita quando questa supera un soglia, corrispondente al massimo ammissibile in condizioni di normale funzionamento.
Non avendo a disposizione on-board una tensione negativa utilizzabile allo scopo ho adottato la soluzione che allego in fondo al messaggio in formato fidocad .
Sostanzialmente il primo stadio (a monte degli operazionali OA-1 e OA-2) serve per la riduzione e successiva traslazione di livello della tensione di modo comune, in modo da riportarmi ad avere un modo comune positivo di qualche volt. I due condensatori da 100p realizzano un filtro passabasso con un polo a media frequenza per filtrare eventuali disturbi, mentre la rete R-C all'ingresso del buffer OA-1 serve per estrarre le componenti a bassa frequenza del segnale introducendo un polo a circa 72 Hz. Il buffer OA-2 invece serve per creare un riferimento di tensione per lo stadio successivo che segua le regolazioni del modo comune senza caricare l'alimentazione negativa del fotodiodo. (sullo schema questa tensione è indicata come "sensing ground")
Il secondo stadio, a valle dei buffer OA-1 e OA-2, amplifica il segnale prefiltrato e introduce un ulteriore polo intorno ai 22 Hz in modo da avere all'uscita un segnale di livello opportuno e sostanzialmente in continua da confrontare con un band-gap reference all'ingresso del comparatore che, essendo alimentato tra 0 e 5V, produce il segnale a livelli TTL voluto (il segnale viene poi trasmesso all'esterno con un transceiver RS485 quindi la precisione dei livelli logici non è fondamentale)
La soluzione funziona abbastanza bene (almeno in simulazione) ma è abbastanza complicata...qualche anima pia che ha avuto la bonta di leggermi fino qui riesce a indicarmi qualche possibile semplificazione? Qualsiasi suggerimento per eventuali migliorie è ben accetto !! :-)
Grazie per l'attenzione ;-)
Marco
[FIDOCAD ] MC 60 65 1 0 170 MC 70 65 1 0 080 LI 35 75 35 70 LI 35 70 35 65 LI 35 95 35 85 LI 70 75 70 80 MC 70 60 3 0 230 MC 70 100 1 0 230 LI 70 65 70 60 LI 70 95 70 100 LI 70 45 70 40 LI 110 115 130 115 MC 85 120 2 1 580 LI 70 120 75 120 LI 75 120 85 120 LI 85 120 70 120 LI 70 120 70 115 MC 140 45 0 0 080 MC 160 55 2 1 580 MC 165 35 0 0 080 LI 130 45 140 45 LI 155 45 160 45 LI 160 45 155 45 LI 155 45 150 45 LI 160 55 155 55 LI 155 55 155 60 LI 155 115 125 115 LI 155 45 155 35 LI 155 35 165 35 LI 175 35 185 35 LI 185 35 185 50 LI 185 50 195 50 MC 195 50 0 0 080 LI 155 115 160 115 LI 160 115 240 115 LI 240 115 230 115 LI 205 65 205 60 LI 205 60 210 60 LI 205 50 210 50 LI 210 50 210 25 LI 210 25 215 25 SA 155 115 SA 205 115 SA 70 80 SA 60 80 SA 130 45 SA 155 45 SA 185 50 SA 210 50 LI 240 25 240 55 MC 215 60 2 1 580 LI 215 50 210 50 LI 215 60 210 60 LI 235 25 240 25 MC 220 25 0 0 170 LI 220 25 215 25 LI 230 25 235 25 LI 240 55 260 55 LI 255 115 240 115 LI 35 95 35 120 LI 40 120 25 120 LI 35 65 35 45 TY 25 120 5 3 0 0 0 * -37V LI 40 30 25 30 LI 35 45 35 30 MC 35 75 1 0 080 TY 25 80 5 3 0 0 0 * 20 LI 300 65 295 65 SA 295 65 LI 295 115 310 115 LI 300 55 305 55 LI 300 65 305 65 LI 320 60 325 60 LI 306 65 308 65 LI 306 55 308 55 LI 307 54 307 56 PV 305 50 305 70 320 60 LI 295 85 295 115 MC 295 95 3 0 230 LI 295 80 295 65 LI 260 55 300 55 LI 255 115 300 115 TY 280 115 5 3 0 0 0 * Sensing GND LI 60 80 70 80 SA 110 115 MC 155 80 1 0 080 MC 205 80 1 0 080 LI 155 80 155 60 LI 155 90 155 115 LI 205 90 205 115 LI 205 80 205 65 LI 70 40 75 40 LI 325 60 350 60 RV 290 80 300 95 LI 290 90 290 85 LI 290 85 275 85 LI 275 85 275 50 MC 275 35 3 0 010 LI 275 40 275 35 MC 275 40 1 0 080 TY 280 25 5 3 0 0 0 * VCC TY 305 85 5 3 0 0 0 * Voltage Reference MC 90 80 0 0 040 LI 80 80 85 80 LI 85 80 90 80 SA 90 80 TY 75 65 5 3 0 0 0 * 47k TY 75 85 5 3 0 0 0 * 47k LI 80 80 70 80 LI 55 60 70 60 LI 70 100 50 100 TY 40 105 5 3 0 0 0 * 470k MC 40 100 0 0 080 LI 40 100 35 100 MC 60 85 1 0 170 LI 60 65 60 60 LI 60 75 60 80 LI 60 80 60 85 LI 60 95 60 100 MC 40 60 0 0 080 LI 50 60 55 60 LI 40 60 35 60 TY 40 50 5 3 0 0 0 * 470k TY 45 85 5 3 0 0 0 * 100p TY 45 65 5 3 0 0 0 * 100p MC 70 25 3 0 010 MC 70 35 3 0 080 TY 75 20 5 3 0 0 0 * VCC LI 70 35 70 40 TY 75 140 5 3 0 0 0 * VCC MC 70 135 1 0 010 MC 70 125 1 0 080 LI 70 125 70 120 MC 95 45 1 0 170 LI 95 45 95 40 MC 95 55 0 0 040 LI 105 40 95 40 SA 95 40 LI 95 40 90 40 MC 80 40 0 0 080 LI 80 40 75 40 LI 105 60 130 60 LI 130 60 130 45 LI 105 50 105 60 LI 85 100 110 100 LI 110 100 110 115 LI 85 110 85 100 TY 80 30 5 3 0 0 0 * 100k TY 80 45 5 3 0 0 0 * 22n TY 140 35 5 3 0 0 0 * 27k TY 140 80 5 3 0 0 0 * 27k MC 220 40 0 0 080 LI 220 40 210 40 LI 230 40 240 40 TY 220 30 5 3 0 0 0 * 470k RV 20 10 255 150 TY 220 15 5 3 0 0 0 * 15n TY 195 40 5 3 0 0 0 * 47k TY 190 80 5 3 0 0 0 * 47k TY 25 25 5 3 0 0 0 * Anodo TY 165 25 5 3 0 0 0 * 100k MC 70 85 1 0 080 LI 70 80 70 85 TY 305 80 5 3 0 0 0 * Band-Gap TY 265 125 5 3 0 0 0 * Comparatore alimentato tra 0 e VCC (5V) TY 155 140 5 3 0 0 0 * Operazionali Alimentati tra 0 e 12V MC 105 40 0 0 580 TY 120 35 5 3 0 0 0 * OA-1 TY 100 120 5 3 0 0 0 * OA-2 TY 175 55 5 3 0 0 0 * OA-3 TY 230 60 5 3 0 0 0 * OA-4