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[参考译文] LMH32401:光电二极管电流脉冲放大器品质因数-比较 LMH32401与 MAX40213

Guru**** 2384650 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA855, LMH32401, OPA3S2859, OPA859
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1010819/lmh32401-photodiode-current-pulse-amplifier-figures-of-merit---comparing-lmh32401-to-max40213

器件型号:LMH32401
主题中讨论的其他器件: OPA855OPA3S2859OPA859

我正在尝试创建一个电路来检测雪崩光电二极管(APD)上的单光子脉冲。  我将从 S14422 APD 开始。   

我没有与光子关联的电流脉冲模型。  我测试了 APD 模块 C13367。  该模块的放大器电路输出100mV、10ns 范围内的脉冲。  我不知道来自 APD 本身的信号是什么样的。

我没有 APD 的电路模型、因此我想了解跨导放大器的品质因数。   

LMH32401 具有1k 和10k 的内置反馈电阻器。  与 增益选项为150k 或750k 的 MAX40213相比、该值较小。  我的第一个想法是、如果增益这么高、高频响应就会很差、但看看这个平方10ns 脉冲:  

TI 是否有与 MAX40213相当的高速器件?  这种高互阻抗是否需要进行权衡?  我应该查看哪些品质因数来了解权衡因素?   

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    您好、Charles、

      我们确实有可以使用更高增益电阻器的速度更高的器件。 对于100mV 范围内的输出脉冲、您是否需要这些更高的增益选项? 此外、对于10ns 脉冲、系统带宽至少需要约为35MHz。  

      但是、如果您使用这些模块而不是 APD、则不需要 TIA、而是需要一个简单的电压反馈放大器来放大 mV 信号。 您稍后会在设计中改用 APD 吗?这些模块用于测试目的?  

    谢谢、
    Sima

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    [引用 userid="361341" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1010819/lmh32401-photodiode-current-pulse-amplifier-figures-of-merit---comparing-lmh32401-to-max40213/3736587 #3736587">您是否会在设计中稍后切换到 APD?这些模块用于测试目的?  [/报价]

    就是这样。 我应该更清楚地说明这一点。  我有一个电路用于对100mV 10ns 脉冲进行计数、从而正常工作。   

    现在、我需要一个互阻抗放大器来直接连接 APD。   

    您是否知道与 MAX40213相似的 TI 器件、以及与 MAX40213的高增益相关的权衡因素是什么?

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    您好、Charles、

     我们没有 TIA 增益高达 MAX40213的单个放大器。 我们建议在  差分放大器配置中使用 LMH32401和 OPA855等放大器来创建必要的增益。 这种方法的一个优点是、产生的增益得到了很好的控制。 请注意、MAX40213器件到器件的增益范围为400kOhm 至1100kOhm -这是(1100-400)/750 = 93.3%与其典型值的差异。 LMH32401的增益变化约为(22.5-17)/20 = 27.5%、差分放大器 OPA855的增益可在1%以内。 如果您计划在一段时间内以更大的体积构建这些系统、这种大增益变化只是一个问题。

    或者、您也可以使用 OPA859 作为 TIA 并以高增益对其进行配置。

    最后  、我们有一个新的放大器 OPA3S2859 、它具有集成开关、可用作可编程增益 TIA。 这将允许进行一些动态调整、从而在不使来自 APD 的输出饱和的情况下更大限度地提高 SNR。 OPA3S2859和 OPA859的最大增益可设置为大于100kOhm。

    1.您是否已缩小您计划使用的 APD 的范围-在您提到的第一个线程中、S14422是 MPPC/SiPM?

    2.您提到一个10ns 脉冲-这是方波脉冲还是高斯形状的脉冲?

    • 如果平方、脉冲的上升/下降时间是多少?
    • 如果高斯是在半最大时代表全宽的10ns 脉宽吗?

    您确实指向了 MAX40213的脉冲形状-请注意、这些脉冲具有 mA 范围内的饱和输入。 MAX40213的线性范围仅为1V/750kOhm = 1.33uA。 就我在数据表中看到的那样、线性信号没有脉冲。 但是、如果您查看其下面的频率响应图、则峰值约为18dB。 我还假设它们意味着 y 轴为 dB kΩ、而不是 dB Ω。

    谢谢、

    Samir

      

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    您好、Charles、

    有趣的问题是、为什么要将 TIA 与 APD 结合使用? 是否仅检测单个光子命中? 或者、您是否希望在脉冲计时上实现高性能测量? 或者、您是否希望同时测量光子的能量或撞击 APD 的光子数量、并且您对高线性电路感兴趣?

    正如数据表所说、MAX40213针对激光雷达应用进行了优化、或者说针对光学距离测量进行了优化。 在这里、具有高时间精度和快速过载恢复的纯回波检测至关重要。 但是、具有精确增益和宽线性频率响应的高线性 TIA 对于这类应用而言并不重要。 当使用 MAX40213时、这一点应该是清楚的  

    那么、或许最好告诉我们您到底想做什么?

    Kai

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    [引用 userid="339984" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1010819/lmh32401-photodiode-current-pulse-amplifier-figures-of-merit---comparing-lmh32401-to-max40213/3737659 #3737659"]为什么要将 TIA 与 APD 结合使用? 是否仅检测单个光子命中? 或者、您是否希望在脉冲计时上实现高性能测量? 或者、您是否希望同时测量光子的能量或撞击 APD 的光子数量、并且您对高线性电路感兴趣?[/引述]

    感谢您的回复。  我使用的 APD 是 S14422。   正确地指出、该部件是 MPPC、由许多并行的触点组成。  我只是想量化光量;飞行时间无关紧要。  我的计划是在两个电路之间进行机械继电器切换:一个用于在测量非常低的光照水平时计算光子脉冲、另一个用于积分电流。  光子计数在低光照水平下会更加精确、因为它是脉冲的数字计数。  对于更高的光照强度、重叠光子脉冲的频率将增加、因此我将获得更高的积分电流精度。   

    我认为我应该关注带宽的原因是我认为(可能是错误的)、我需要大量增益来检测脉冲。  我测量少量光的经验来自 PMT 和 C13367 模块。  我想(当然可能是错误的)该模块中的 MPPC 信号阵列会产生少量电流、该模块的放大器(对我来说是黑盒)会转换为我正在计数的100mV 10ns 脉冲、这就像一个高增益高带宽互阻抗放大器。   

    到目前为止、我在 C1336767的黑盒中找不到有关我正在做什么或正在发生什么的应用手册。  不过、C13367并不重要;我的目标是使用 S14422。   

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    您好、Charles、

    Hamamatsu 有一些文档:

    https://www.hamamatsu.com/eu/en/product/optical-sensors/mppc/related_documents/index.html

    本文内容如下:

    e2e.ti.com/.../0126.PDF

    Kai