Fotodiode Forstærker Problem

[emran_shd]

Hej! Jeg arbejder på udformningen af fotodiode transimpedance forstærker 100MHz bruge OPA657 Opamp. Første gang, når jeg tændt for strømmen til kredsløbet, der var høje frekvens sinusformet svingninger på ca 10Vp-p. Disse Svingninger blev fjernet efter jeg stemt feedback kondensator til 1PF. Men problemet er, at svingninger i 100 mV pp der frekvenser fra 100 MHz til 400 MHz stadigvæk der. Disse svingninger sker på I / O ben og Supply nåle af opamp. Hvad kunne være årsag til disse svingninger og Hvordan kan jeg fjerne disse svingninger, når tuning feedback kondensator og modstand har ingen effekt i at fjerne disse svingninger.

 

[keith1200rs]

Ikke en uventet problem, selv om vi havde brug for mere information såsom komponent værdier og fotodiode egenskaber for at kunne være specifikke. Keith.

 

[emran_shd]

Den anvendte fotodiode er AEPX65 har en kapacitans på 4pF på +5 V bias spænding og responsivitet af 0.45A / W ved 750nm. Den 10Vp-p svingninger fjernes med feedback modstand på 2.7k og feedback kondensator værdi 1PF (Dette er også de værdier, der opnås fra simulering af kredsløb for 100MHz båndbredde). Kondensatorerne anvendes på levering ben er af værdier 33pF, 68pF, 1nF og 22uF. Belastningen ved udgang er 50 ohm.

 

[keith1200rs]

Med disse værdier vil jeg ikke forvente svingninger, selv om det ikke er helt stabilt, vil jeg sige. Keith.

 

[emran_shd]

tak sir for dit hurtige svar.

Med disse værdier vil jeg ikke forvente svingninger, selv om det ikke er helt stabilt, vil jeg sige.

Så, hvad der kunne være årsag til de observerede svingninger. har det at gøre noget med PCB layout? Hvordan kan jeg forbedre stabiliteten på banen, hvis det ikke er helt stabilt?

 

[keith1200rs]

Bestemt PCB layout er meget kritisk. Det afhænger også af, hvad båndbredde, du har brug for. Tilføjelse af flere kapacitans skal stabilisere det, men hvis der reducerer båndbredden for meget, så bliver du nødt til at reducere den feedback modstand eller bruge en anden opamp. Keith

 

[FvM]

Bemærkede du, at OPA657 kun er stabilt med tæt loop gevinster> = 7? Det betyder, at der er også en øvre grænser for stabiliteten for den feedback kondensator, afhængigt af fotodiode kapacitans. 1PF forekommer noget høj. Det faktum, at du observeret svingninger på levering benene tyder insuitable placering af omgåelse kondensatorer. Personligt ville jeg hellere bruge 100 nF og høj kapacitans keramik eller tantal som foreslået i OPA657 dataarket. 1nF er muligvis hensigtsmæssigt, pF værdier er ikke til megen nytte. Som dataark fortæller, 0,25 "bør være en afstand på højst 100 nF til at levere ben, er en solid grundplan påkrævet.

 

[emran_shd]

Selvfølgelig PCB layout er meget kritisk.

Hvad bør printlayout overvejelser for gode resultater. Jeg er at designe forstærker til 100MHz båndbredde. skal jeg bruge stelplade? Jeg kan kun have et enkelt sidet PCB.

Tilføjelse af flere kapacitans skal stabilisere det, men hvis der reducerer båndbredden for meget, så bliver du nødt til at reducere feedback modstand eller bruge en anden opamp.

Jeg har allerede prøvet dette. Tilføjelse Mere Kapacitans øger amplitude af svingninger. Hvilket opamp er velegnet til 100MHz båndbredde med så meget transimpedance vinde muligt andet end OPA657.

 

[keith1200rs]

Måske THS4271 med en meget godt PCB layout. Jeg tror ikke, jeg ville genere, hvis du ikke vil bruge en dobbeltsidet print med en stelplade. Keith.

 

[FvM]

Den feedback kapacitans skal være betydelige nedenfor for at opnå 100 MHz båndbredde med Rf på 2.7k. OPA657 er dybest set OK, enhed få kompenseret OPA656 bør arbejde så godt. Problemet er imidlertid i PCB layout tror jeg. Jeg tvivler på, at en enkelt side vil give gode resultater.

 

[emran_shd]

@ FVM

Bemærkede du, at OPA657 kun er stabilt med tæt loop gevinster> = 7? Det betyder, at der er også en øvre grænser for stabiliteten for den feedback kondensator, afhængigt af fotodiode kapacitans. 1PF forekommer noget høj.

Jeg læste et sted at det er muligt at bruge op-amps, der ikke er enighed-gevinst stabil i transimpedance kredsløb, forudsat at den støj-gevinst i skæringspunktet af støj-gevinst kurve med open loop OP AMP gevinster er større end det minimum gevinst specificeret for op amp. Jeg har stort set Beregnet støj-gevinst på crossover af støj-gevinst og open-loop kurver, og det er lige over 7. så jeg tror, du kan have ret, jeg har brug for at sænke den feedback kapacitans at øge støjen forstærkning og dermed stabiliteten i kredsløb. Jeg skal også have et kig på placeringen af udbuddet kondensatorer. tak

 

[FvM]

En feedback faktoren 1 / 7 henholdsvis støj gevinst på 7 bør være tilstrækkelig for stabilitet. Men den båndbredde kravet foreslår en lavere værdi, fx 0,3 eller 0,5 pF, tror jeg.

 

[emran_shd]

Jeg har ændret PCB layout og med det nye printlayout den sinusformet svingninger på produktionen er væk, men nu findes der sinus sprænger i produktionen med tilfældige tiden afstand. Se venligst vedlagte billeder. De billeder indeholder de samme output bølgeform med faldende tidshorisont. [Url = http://images.elektroda.net/80_1301679856.jpg]

[/url] [url = http://images. elektroda.net/62_1301679856.jpg]

[/url] [url = http://images.elektroda.net/28_1301679856.jpg] [ img] http://images.elektroda.net/28_1301679856_thumb.jpg [/img] [/url] [url = http://images.elektroda.net/87_1301679856.jpg]

[/url] [url = http://images.elektroda.net/7_1301679856.jpg]

 

[FvM]

Ud over de 60 mV skala, ville en timebase oplysninger være ganske informativt. Spikes / brister er naturligvis elektrisk interferens fra miljøet og risikerer at blive genereret fra forstærkeren. Det kan være tilfældet, at forstærkeren stadig har en oscillerende puls svar, men dette bør være bedre kontrolleres med en optisk test signal.