[参考译文] LOG114EVM：使用电路板正确偏置光电二极管

尊敬的  Ruhinda：  

您能解释一下第二个光电二极管的用途吗？ 它是否与下图类似？  

此致、
Ashley

我也看到了这种配置、但我认为它不适合我的设计、因为我需要进行平衡检测；使用一个二极管收集荧光、并将原始激光信号与另一个二极管保存在一起、这样我就可以从信号中减去激光噪声。 除非有一些我不能完全理解的东西,但我的设计的本质是确保我放大两个探测器测量的弱光电流,这两个探测器以 2 种不同的波长收集光线,所以它们基本上是 2 个独立的电流。

但在第二次思考时、我想这可以起作用、因为我们有一个采样抢占了进入 D1 的信号！

在本例中、这对我的电路意味着什么？ 因为从产品规格来看、在我看来、板载光电流设置为 500nA、这就是基于对数计算的值。

如何实施图 7-11 中的配置？

以及如何确定如何解决从 V_OUT 引脚测得的电压问题？

尊敬的 Ruhinda：  

感谢您的澄清。 我不太熟悉平衡检测设计、您能为我澄清一些有关您应用的事项吗：  

• 是否有正在使用的光电二极管的规格或器件型号？  
• 您期望输入信号的速度是多快？  
• 荧光的大小与原始激光信号的大小是多少？  

此致、
Ashley

我将在 2GHz 和 3GHz 之间调制信号、现在我使用 Thorlabs FDS10X10 大面积光电二极管、但稍后会使用另一个。

我将降低绿色激光强度、使其与我的红色荧光强度匹配、这样、我就可以处理信号、以便从信号中消除激光的发射噪声。 如果我收集到 4mW 的荧光信号（进入 D1 的信号）、那么我还会确保绿色为 4、否则我会衰减它、使其处于相同的水平。

我看到另一篇论文使用您的对数 TIA 来获得类似的结果、但对我来说很困难、因为我不能依赖 TIA 提供的输出值、而且我一直很小心地遵循 ESD 指南、所以我不知道问题是什么。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qute.202000111

要使用 5V 对光电二极管进行反向偏置、我可能需要使用 Vcc 来代替 V ref、它在二极管上提供 0.5 个反向偏置。 我从我的角度来看、如果这样、它基本上会反向偏置为 3V、但如果我错了、可以纠正

尊敬的 Ruhinda：  

只要通过 I1 的电流不超过–10mA（如绝对最大值表中所示）、将光电二极管直接连接到 Vcc 就应该没问题。 还应满足额定电压。  

您能否澄清一下 流入 I1 的电流是否具有两个光电二极管的差异？ 我认为、如果您尝试连接两个单独的光电二极管、或使用板载 Vref 向 I2 提供基准电流、我产生了误解。  

此致、
Ashley

您好、Ashley、非常感谢您的帮助。

从光电二极管流出并流入 D1（电流 I1）的电流不是光电流差异、而是 仅形成光电二极管来收集我的荧光。 那么、我关于第二部分的问题是、 我是否能够绕过板载光电流 I2、以便手动馈送 I2（来自我的第二个光二极管）；这样、我就能够计算出信号差值。

因为我从输出中得到了什么、并且对这个设置知之甚少；Vlogout 将给出两个光电二极管产生的光电流减去产生的合成信号、基于您在图 7-11 中向我展示的内容、但我的问题是、它专门设置为测量吸光度。

我想在所有这些中、如果我们首先关注 Vout、从中可以得到什么、与 Vlogout 不同？ 因为当我比较这两个值时、它们都是对数的。 这就是我的困惑之处！ 是什么让一个或另一个更好或更差? 引脚 VERR、是否可以提供信号误差校正？ 因为这就是 Vout 的情况、而 Vlogout 没有。 由于我没有针对一个光电二极管信号的解决方案、因此我不明白为什么我们应该重点关注第二个信号、因为 Vout 连接到 BNC 输出。 这是我使用该板的主要方案

尊敬的 Ruhinda：  

我想要更好地了解设计的原因是、从文章中可以看出、LOG114 的输入 (I1) 是光电二极管的差异、然后与基准电流 I2 进行比较。  

推荐设计使用片上 Vref 生成基准电流、以实现更好的性能。  I2 是参考电流、是根据 I1 跨度的十倍频程数来确定的。 有关此信息、请参阅数据表中的第 7.1.3 节。 对数放大器的输出取 I1 和 I2 之比的对数、因此需要将其设置为基准电流。  

LOG114 还有带宽限制、因此、如果您将光电二极管信号直接馈送到输入端、并期望检测到 GHz 速度信号、则日志无法实现这一点。

VERR 用于高电流线性校正电路。 若要使用此电路、需在电路板上串联 D1、否则当将光电二极管连接到更高的电位时、会绕过此电路。  

Vlogout 是直接来自对数放大器的输出、这是您需要在案例中进行测量的结果。 VOUT 与对数放大器输出和线性电路相结合。  

如果您还有其他问题、敬请告知。
谢谢！

此致、
Ashley

亲爱的阿什利,非常感谢您的耐心,努力解决我的问题！

为了正确理解您之前的陈述、  

• 我应努力确保同时确定光电二极管的方向（两者都由 Vcc 偏置）、使它们的光电流相互抵消、然后将其结果馈送到 D1
• 按原样保留 I2、因为将第二个光电流馈入 TIA 会影响 TIA 的标准设计
• 测量 Vlogout 的输出、而不是 Vout、因为这符合我的设计

我可以尝试实现这些。 我想问你,你会如何建议我实施解决方案,其中我单独偏置我的光电二极管,然后获得它的光电流,被馈入 TIA ,保持 I2 恒定,我肯定还会确保我将光电流电平保持在 10mA 以下,以避免破坏机载晶体管。

在我看来、我想我可以通过 D1 将光电二极管的电流传递到一个与光电二极管和电路板串联的电阻器中、但由于您是专家、我会将其推迟到您那里。

然后、我将从 BNC 连接器 Vlogout 扩展、使我能够轻松扫描频率并更有效地收集数据。

我非常怀疑板的分辨率是一个问题我面临,因为我不使用脉冲光,我是 Usig 连续波激光灯,但扫描微波在一边调制我的结果,所以它仍然是一个直流光电流,但值变化基于微波（不直接应用到板）这就是为什么我认为这不适用于我,但善意的情况,如果这不详细, 因此、我可以更好地理解您的意思、即我在实验中的带宽会受到限制。