Perché utilizziamo un opamp per produrre un'uscita di tensione superiore a 1 V in questo circuito?

Mi chiedo quali vantaggi (per quanto riguarda il rumore o altri fattori importanti) il circuito opamp:

mantiene un circuito costituito solo da un fotodiodo e da una resistenza (la resistenza deve essere posizionata dove è presente la tensione (V)):

La matematica dovrebbe essere la stessa:

U_{o u t} α R * {io}_{p h o t o d io o d e}

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

Sono curioso di sapere quali siano le tue idee.

PS: Voglio usare un circuito per passare una tensione proporzionale alla corrente del fotodiodo all'ADC di un µC.

operational-amplifier photodiode

— jumpingwires
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L'impedenza di uscita e i livelli di tensione effettivi sembrano essere diversi

— PlasmaHH,

Risposte:

Tutto dipende dalla velocità. Ciò che il tuo circuito non mostra è l'auto-capacità del fotodiodo: -

Dato che il segnale prodotto dal fotodiodo è corrente (Iph mostrato sopra), se questo cambia rapidamente come in un ricevitore di dati ottici, la capacità di giunzione avrà un effetto significativo sui tempi di salita e di discesa.

Tuttavia, con un amplificatore di transimpedenza stiamo, in effetti, cortocircuitando la capacità e ora, il segnale corrente prende il percorso della resistenza più bassa e cioè nel nodo di terra virtuale dell'ingresso invertente. Ciò migliora notevolmente le prestazioni ad alta frequenza.

— Andy aka
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Questa è una risposta fantastica. Soprattutto perché voglio fornire un LED con un segnale PWM AC di frequenza considerevolmente alta (circa 21kHz)

— fili che saltano il

@jumpingwires probabilmente starai bene a 21 kHz con un amplificatore di tensione. Basta leggere il DS per il PD e vedere quale capacità ha e capire quanto rallenterà i bordi.

— Andy aka

- Lo farò, grazie per il tuo ulteriore consiglio. voterei, se potessi votare i commenti: D

— fili saltanti

Potresti notare che non si tratta solo della velocità, ma della velocità a basse correnti. A correnti elevate (o livelli di luce elevati) il resistore di rilevamento / transimpedenza può essere basso e il circuito risultante risponderà rapidamente. È un dato di fatto che i sensori laser ad altissima velocità utilizzano un PD CA accoppiato a un carico di 50 ohm e si ottengono risposte nella gamma GHz. Prende molta più luce, però.

— WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast Aggiunta interessante, grazie per il tuo commento.

— fili per saltare

L'ADC ha un'impedenza di ingresso di circa 10k ohm. Ciò influenzerà in modo significativo il segnale nel caso senza opamp. (Questo è un eufemismo: ti verrà lasciato con circa il segnale zero)

— rew
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-2

Nella strumentazione, utilizziamo l'amplificatore operazionale per evitare cadute di tensione, si suppone che l'amplificatore operazionale abbia un'impedenza di ingresso infinita (teoricamente), quindi per trasformare la corrente del fotodiodo in tensione utilizziamo in generale questo metodo per evitare cadute di tensione. puoi anche usare la seconda configurazione, ma avrai una grande caduta di tensione che implica una perdita enorme nelle informazioni acquisite dal fotodiodo

— Imad Eddine Mokhtari
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Quasi tutta la tensione non calerebbe al di sopra del grande resistore che forma un circuito con il fotodiodo? Non è quello che vogliamo? Al momento non riesco a vedere dove si verificherebbe la perdita di informazioni o perché una caduta di tensione è negativa qui.

— fili per saltare