Photodiode

Der sollte nur einige pF gross sein und dient dazu, dass die Diodenkapazitaet nicht bei hohen Frequenzen fuer zuviel Verstaerkung sorgt. Ohne diesen Kondensator wuerde es mit einiger Sicherheit schwingen. Es sei denn, Deine Photodiode hat nur einige wenige pF, dann geht's schon mal (so gerade eben) gut.

Ist uebrigens keine Vermutung, habe dieses Jahr zweimal was damit entwickeln muessen ;-)

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Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Hallo!!

Erstmal danke f=FCr die schnelle und gute Antwort.

Viell. eine dumme Frage: Wieso soll die kapazit=E4t der Diode gro=DFe Frequenzen verst=E4rken??

Wenn man sich die Diode als kapazit=E4t vorstellt, w=E4re es ja mit dem Widerstand wie ein Hochpass, oder? Das hei=DFt, dass hohe Frequenzen sehr vert=E4rkt w=FCrden. Was macht dann der parallel geschaltene Widerstand?

Mein Problem ist, dass ich die Schaltung rechnerisch hinschreiben will. Es flie=DFt doch ein Strom =FCber die Kapazit=E4t und den Widerstand, der den Diodenstrom kompensieren sollte, oder? Nun kan man ja den Widerstand und den Kondensator durch einen Widerstand R'=3D(1/R+iwC) ersetzen. Bei hohen Frequenzen w=FCrde jetzt aber eine hohe Verst=E4rkung auftreten oder? Das ist mir nicht ganz klar.

MFG Dani

Nein, der Kondensator sitzt ja in der Gegenkopplung zwischen IN- und OUT. Stelle Dir das mal so vor: Bei ganz hohen Frequenzen hat er einen Scheinwiderstand (hoffentlich das richtige deutsche Wort...) von fast Null. Damit haette er die Verstaerkung dieser Stufe auf den Faktor 1 heruntergewuergt. Wie Fahren mit angezogener Handbremse.

Die Diode haengt aber von IN- nach Masse (HF-maessig). Damit erhoeht sie die Verstaerklung mit zunehmender Frequenz. Theoretisch geht diese mit zunehmender Frequenz gegen unendlich. Im echten Leben natuerlich nicht, aber sie kann soweit gehen, dass es schwingt.

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Gruesse, Joerg

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So ist es eventuell noch leichter zu verstehen: Sieh Dir einmal an, was bei einem Opamp die Verstaerkung bestimmt und rechne sie aus, indem Du die Photodiode z.B. durch 100 Ohm ersetzt. Jetzt haenge dazu 10 Ohm parallel, denn das macht der Kondensator bei einer bestimmten (hohen) Frequenz auch.

Mit anderen Worten, jeder Leitwert von IN- nach Masse oder zu einem anderen festen Potenzial erhoeht die Verstaerkung. Je mehr Leitwert, desto mehr. Dabei ist es egal, ob das ein komplexer Leitwert ist oder nicht, irgendwann wird die Verstaerkung so hoch, dass ein Oszillator entsteht.

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Gruesse, Joerg

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Hallo!!

Ah ha interesant. Also es ist ein bisschen neu f=FCr mich :-).

Die Kapazit=E4t der Photodiode w=FCrde mit dem Widerstand alleine wie ein Differentiator wirken, oder? Dann w=FCrde es mit zunehmender Frequenz zu einer zunehmenden Verst=E4rkung kommen. Aber wenn ich den anderen Kondensator parallel schlalte, dann =E4ndere ich doch an der Verst=E4rkung des Widerstandes nichts, wenn der Widerstand des Kondensators f=FCr hohe Frequenzen gegen 0 geht.

MFG Dani

Es ist ja noch der Kondensator der Photodiode, der dagegen haelt. Dadurch ergibt sich bei hohen Frequenzen eine Verstaerkung, die sich aus der Kapazitaet der Photodiode zum einen und aus der Parallelschaltung eines Widerstandes und eines Kondensators zum anderen ergibt. Am besten mal nachsehen, wie sich die Verstaerkung bei Opamps ergibt. "Art of Electronics" ist das beste Buch, falls Du Englisch kannst. Sonst vermutlich Tietze-Schenk, doch da koennen die ortsansaessigen Teutonen, Preussen und Bavarier mehr zu sagen. Oesterreicher natuerlich auch :-)

(Ja, Rolf, auch Schweizer...)

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Gruesse, Joerg

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Hallo!!

Die Kapazit=E4t und der Widerstand der Photodiode bilden bei ihnen einen Schwingkreis. Nun ist es ja so, dass durch die Parallelschaltung der gesamte Widerstand mit zunehmender Frequenz erh=F6ht wird und da die Verst=E4rkung durch R(R=FCckkopplung)/R(Diodenwiderstand

+kapazit=E4tswiderstand). Dadurch w=FCrde es zu einer abschw=E4chnung kommen. irgendwie habe ich einen dummen denkfehler!!

mfg dani

Moin!

Ich versuchs nochmal mit anderen Worten zu erklären: Über die 100k kommt die Gegenkopplung. Wenn sich das Eingangssignal ändert, verstellt der Opamp seine Ausgangsspannung, bis er die Änderung des Eingangssignals wieder kompensiert hat.

Nun hat die Photodiode selbst eine gewisse Kapazität. Diese Kapazität schließt bei hohen Frequenzen die Gegenkopplung einfach kurz. Das heißt, der Opamp kann mit seinem Ausgang wild in der Gegend herumrühren, ohne daß er davon am Eingang was sieht. Und genau das tut er dann auch.

Der Kondensator parallel zum Widerstand sorgt dafür, daß der Opamp seinen Ausgang am Eingang wieder sieht. Genauso wie ein ohmscher Spannungsteiler, wird mit den beiden Kondensatoren (Photodiode und Kondensator in Rückkopplung) ein kapazitiver Spannungsteiler gebildet.

Statt Kondensator in der Rückkopplung kann man zur Unterdrückung der Schwingneigung auch einen kleinen (z.B. 100 Ohm) Widerstand längs zur Diode legen. Das Nutzsignal (max. 1mA) wird dadurch nicht behindert, da die Diode ziemlich gut als spannungsunabhängige Stromquelle wirkt, also selbst einen viel höheren Innenwiderstand besitzt. Für hohe Frequenzen (Diodenkapazität wirkt als Kurzschluss) ist die Verstärkung des Opamps durch den Längswiderstand bzw. den damit aufgebauten Spannungsteiler in der Rückkopplung auf 100k:100 = 1000 begrenzt.

Gruß, Michael.

Eine Photodiode ist eine reinen Stromquelle mit parallelgeschalteter Kapazitaet, das gibt keinen Schwingkreis. Am besten wirklich mal nachlesen unter dem Thema "Transimpedance Amplifier", auch TIA genannt. Hier steht's, allerdings fachlich eventuell etwas anspruchsvoll:

Siehe z.B. Figure 3.

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Gruesse, Joerg

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Ein Wort, welches das Problem mit dem Schwingen gut beschreibt und sich als Suchwort f=FCr google eignet, ist "Phasenreserve". Gruss Harald

"Joerg" schrieb

kannst.

ortsansaessigen

"the Art of Electronics" ist auf deutsch "die Hohe Schule der Elektronik" und nicht so teutonisch geschrieben wie andere Werke.

HTH Martin, aus der Schweiz

Ein ganz grosser Vorteil: Einer der Autoren (Winfield Hill) mischt fleissig in der s.e.d. Newsgroup mit.

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Gruesse, Joerg

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Hi Jörg,

ist die mittlerweile wieder lesbar? Ich hatte es aufgegeben, da viel zu viel Kindergarten.

Marte

Ist derzeit recht gesittet. Sogar der NG-Oberruepel benimmt sich im Moment.

Meist muss man nur abwarten, bis bei uns die Wahlen vorbei sind ;-)

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Gruesse, Joerg

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Na dann steht demnächst eine längere Warteperiode an...

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-- Kai-Martin Knaak tel: +49-511-762-2895 Universität Hannover, Inst. für Quantenoptik fax: +49-511-762-2211 Welfengarten 1, 30167 Hannover

GPG key:

Ja, wird heiss werden. Ist bis jetzt aber noch nicht so richtig in Schuss gekommen.

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Gruesse, Joerg

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