LWL Empfänger + Verstärker + Signalstärke auslesen Im Unterforum Projekte im Selbstbau - Beschreibung: Selbstbau von Elektronik und Elektro
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LWL Empfänger + Verstärker + Signalstärke auslesen Suche nach: empfänger (4542) verstärker (9034) |
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BID = 933748
Elektrotiger Gerade angekommen
Beiträge: 7 Wohnort: Aachen
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Habe aktuell drei Baustellen:
Idee:
Ein Lichtwellenleitersignal wird mit bis zu 4 LWL-Kabel in Serie verbunden, so dass die Länge bis zu 15m beträgt und ein paar Verluste in den Verbindungen der Kabel entstehen. (führt in einen Raum mit 3T Scanner: das LWL Signal kann mittels eines Schalters unterbrochen werden)
Als Sender verwende ich aktuell: SFH756V (Avago)
Als Empfänger: SFH250V (Avago)
Der Strom der durch den Empfänger induziert wird, wird mittels einer Verstärkerschaltung verstärkt, sodass mittels eines Mikrocontrollers die Signalstärke ausgelesen werden kann und mit Hilfe des Analogenkomperators des Mikrocontrollers die fallenden Flanken registriert werden.
Erste Baustelle:
Habe diverse LEDs als Sender und Fotodioden sowie Fototransistoren als Empfänger zum testen. Bekomme es aber nicht gebacken den SFH250V richtig zu benutzen.
Anode an Masse, Kathode an vorgesehene Verstärkerschaltung (Baustelle2).
Durch das Kabel leuchtet stark genug das Signal, messe jedoch keinen Strom noch irgendeine Spannung der durch den Empfänger-Fotodiode SFH250V
fließt.
Baustelle 2:
Siehe Anhang
Benutze als Operationsverstärker den OPA380. Er ist besonders schnell und soll gerade für Fotodioden gerade zu ideal sein.
Anstelle der Stromquelle wird später eine Fotodiode genutzt (z.B. SFH250V). Laut SPICE, liegt am Ausgang und positiven Eingang quasi die selbe Spannung solange kein Strom am negativen Eingang hinzugeschaltet wird (Kein Signal).
In der Realität messe ich allerdings am Ausgang 390mV und am positiven Eingang 458mV. Wie entsteht die große Differenz? Millereffekt? Ist die Kapazität richtig dimensioniert?
Die Idee war, solange kein Signal ankommt, wird der Analogkomperator des Mikrocontrollers (Atmega8) keinen Unterschied zwischen der Ausgangsspannung und der neg. Eingangsspannung messen. Sobald allerdings ein Signal ankommt registriert dies der Mikrocontroller.
Auflösung liegt bei 4,8mV.
Datasheets:
OPA380
SFH250V
SFH756V
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BID = 933751
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| In der Realität messe ich allerdings am Ausgang 390mV und am positiven Eingang 458mV. Wie entsteht die große Differenz? | Vermutlich schwingt der Verstärker.
Evtl schon, weil die Resonanzfrequenz des C2 zu tief liegt.
Gerade schnelle Opamps erfordern große Sorgfalt beim Layout. |
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BID = 933756
Elektrotiger Gerade angekommen
Beiträge: 7 Wohnort: Aachen
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Zitat :
| Vermutlich schwingt der Verstärker.
Evtl schon, weil die Resonanzfrequenz des C2 zu tief liegt.
Gerade schnelle Opamps erfordern große Sorgfalt beim Layout.
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So empfindlich, dass ich für jede andere Fotodiode meine Kapazität anpassen muss?
http://www.mikrocontroller.net/arti.....4rker
C= (R D/R 1)*C I
R D Sperrschichtwiderstand der Photodiode. Dieser ist selten in den Datenblättern angegeben, liegt aber meist im Bereich 1..100MΩ
C I Summe aus Sperrschichtkapazität der Photodiode + Eingangskapazität des OPVs
Da ich gerade keine Fotodiode angeschlossen habe, ist mein R D unendlich groß oder nicht? Also bräuchte ich solange keine Fotodiode angeschlossen ist auch keine zusätzliche Kapazität?
Wenn ich SFH250V anschließe (im Datenblatt gibt es leider keine Angaben zum Widerstand) nehme ich an, dass sein Widerstand weit über 2MOhm liegt (Da das Multimeter diesen Widerstand gar nicht mehr messen kann; Könnte indirekt mit einer kleinen konstanten Stromquelle den Widerstand berechnen?). Daher R D = 50Mohm.
Die Kapazität der Fotodiode SFH250V liegt bei 11pF Capacitance bei 1MHz.
Eingangskapazität von OPA380 1,1pF.
Also ergibt sich für C = ((50*10^(6))/(180000))*(12,1*10^(-12)))= 3,3pF
Habe ich natürlich gerade nicht parat -.-', werde ich ausprobieren sobald es zur Verfügung steht, vorest schon mal Danke :).
Reichen 2,7pF oder ist es so sensibel, dass ich lieber auf 3,3pF warte?
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Elektrotiger am 4 Aug 2014 17:05 ]
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Elektrotiger am 4 Aug 2014 17:15 ]
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BID = 933847
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Hast du überhaupt ein Layout gemacht?
Dann zeig es mal und auch ein Foto des Aufbaus.
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BID = 934306
Elektrotiger Gerade angekommen
Beiträge: 7 Wohnort: Aachen
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Erst mal Danke, dass Du mir hilfst :).
Und sorry, dass ich erst jetzt antworte, bin gerade mitten in der Klausurphase und bin daher bis September weniger als HiWi tätig.
Das Layout ist doch im ersten Post im Anhang?
Da es sich um einen Prototypen handelt, habe ich diesen erst bei SPICE gelayoutet und direkt auf einer Lochrasterplatine umgesetzt. Sollte dies einwandfrei funktionieren, werde ich mit Eagle eine ordentliche Platine layouten.
Habe C1 mit 2,7pF ersetzt und habe weiterhin das selbe Problem.
C2 habe ich aktuell nicht besetzt.
Des Weiteren beeinflusst mein Receiver SFH250V die Schaltung nicht. Wieso?
Das LWL Signal leuchtet stark genug, aber die Ausgangsspannung bleibt weiterhin deutlich unter der Eingangsspannung am nicht invertierenden Eingang.
Werde 19Uhr Bilder der Schaltung hier posten.
Dazu sei gesagt, dass ich sowohl den Boden der Platine, Widerstand und Kondensator über der Rückkopplung mit Isolierband extra isoliert habe damit auch ja kein Kurzschluss versehentlich passiert. Für das Foto extra entfernt.
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BID = 934309
perl Ehrenmitglied
       
Beiträge: 11110,1 Wohnort: Rheinbach
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Zitat :
| Das Layout ist doch im ersten Post im Anhang? |
Davon sehe ich nichts.
Nur die Schaltung der Simulation, die vermuten lässt, dass du die Anwendungshinweise zu so schnellen Verstärkern nicht gelesen hast.
Das ist keine Haustürklingel, und wenn du Schaltungen nach dort ausreichenden Konstruktionsprinzipien aufbaust, wirst du zwangsläufig Schiffbruch erleiden.
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BID = 934315
Elektrotiger Gerade angekommen
Beiträge: 7 Wohnort: Aachen
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OPA380
S.9 und 10 ist genau die Abbildung meiner Schaltung.
Die Kapazität war zunächst eindeutig zu hoch, da gebe ich Dir absolut recht, dass war nicht ordentlich gelesen, aber jetzt wurde sie angepasst.
Dazu habe ich 1µF Tantal Kondensator zur Quelle parallel geschaltet.
Weiterhin die selben Probleme.
Wie muss ich denn die Schaltung deiner Meinung nach zusätzlich layouten?
Für mich ist dies erst mein drittes eigenständiges Projekt.
Dass die Theorie nicht eins zu eins zur Realität umgesetzt werden kann ist mir bewusst.
Die Bilder werden Dir denke ich nur die eins zu eins Umsetzung der SPICE Schaltung zeigen. Mehr ist da nicht angeschlossen.
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