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下面附上了采用光电二极管的 OPA637的实际电路板设计
为了进行测试、我已从实际电路中移除光电二极管。 我已从焊盘取走跳线、从精密电源馈入输入电流。 下面随附了仿真电路、实际连接也是如此。
馈入的输入电流为 IS1=0A、IS2=-0.99mA 至-1.60mA。 实际情况下、针对这些相应输入电流值观察到的电压介于-13.5V 至0.109V 之间。
而在仿真中、我得到的电压在这些范围内约为-13.1V。 随附图像供参考。
请就此提供帮助。
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下面附上了采用光电二极管的 OPA637的实际电路板设计
为了进行测试、我已从实际电路中移除光电二极管。 我已从焊盘取走跳线、从精密电源馈入输入电流。 下面随附了仿真电路、实际连接也是如此。
馈入的输入电流为 IS1=0A、IS2=-0.99mA 至-1.60mA。 实际情况下、针对这些相应输入电流值观察到的电压介于-13.5V 至0.109V 之间。
而在仿真中、我得到的电压在这些范围内约为-13.1V。 随附图像供参考。
请就此提供帮助。
尊敬的 Nafisa:
输入电流为 is1=0A、is2=-0.99mA 至-1.60mA。 针对这些相应输入电流值所观察到的电压实际值介于-13.5V 到0.109V 之间。
除了执行 I 至 V 转换之外、您还需要向我们提供电路的功能是什么或如何工作。 例如、两个光电二极管用于什么用途? 它们测量什么、紫外可见光 NIR 或其他什么? 光电探测器的时间和 BW 响应是什么? 一个光电二极管是否以另一个光电二极管为基准、比如说它正在检测环境光条件?
e2e.ti.com/.../OPA637-TIA-05262023.TSC
无论如何、我简化了电路、我看到电路的 Vout2线性响应范围为-350uA 至406uA。 如果您在任一输出端见到-13V (Vout1或 Vout2)、则 OPA637已达到饱和。 您需要说明具体的申请、以便我们为您提供其他建议或建议。
此致!
雷蒙德
尊敬的 Nafisa:
我知道什么是应用。
我有疑问。 是否有将两个光电二极管与1MΩ Ω 和10kΩ Ω 连接的要求? 我想知道配置背后的原因。
如果我正确理解了随附的方框图、那么您需要测量通过流动池的液体的散射透射角。 您将通过折射率测量获得液体特性,通过了解折射率,可以计算出液体的反射指数。
通常、这种类型的设置通过 CMOS 线性图像传感器进行测量、其中的传感器放置和对齐非常精确。 此类测量的示例与光学光谱仪类似、光学光谱仪用于测量从 UV 到 NIR 的光强度(例如使用512或1024传感器或线性阵列像素)。 您的设置可能按原样工作、但可能更难从分立的照片接收器获得光学对齐、光学夹具和光校准。
回到探究中、我的理解是所有光电二极管的电流都是独立监控的。 不应从光接收器连接光电二极管。 激光是入射光源、光散射和折射特性在光接收器处独立测量。 系统会独立采样和监控电流到电压转换。
您可以在放大和转换光接收器的电流后对输出电流求和、但可以单独处理光接收器的信号。 您可能必须通过 I 至 V 转换器、因为光接收器的信号可能非常弱。
如果您的流动池使用比色皿或方形或矩形形状装置、激光源可能必须穿过狭缝。 在光接收器端、也可以采用狭缝和/或光学窄带滤波器。 如果光电探测器的面积较大(2.77x2.77mm^2)、光入射角可能会过宽、从而无法通过测量获得预期的光学效果。
不过、如果您有其他问题、请告知我们。
此致!
雷蒙德
您好!
1.在输入仅为二极管 DEXT 的情况下、SCAT_DC 和 EXT_DC 输出的仿真和实际结果在-0.98mA 至-1.7mA 范围内。 两者的结果并不相似。
外部二极管(mA) | SCAT_DC (V) | EXT_DC (V) |
-0.98 | -13.576 | -13.218 |
-0.99 | -13.582 | -13.231 |
-1 | -13.582 | -13.165 |
-1.01 | -13.582 | -13.08 |
-1.02 | -13.581 | -12.995 |
-1.03 | -13.581 | -12.905 |
-1.04 | -13.58 | -12.651 |
-1.05 | -13.58 | -12.445 |
-1.06 | -13.58 | -12.072 |
-1.07 | -13.58 | -11.845 |
-1.08 | -13.58 | -11.618 |
-1.09 | -13.58 | -11.372 |
-1.1 | -13.58 | -11.034 |
1.11 | -13.581 | -10.881 |
-1.12 | -13.58 | -10.654 |
-1.13 | -13.58 | -10.296 |
-1.14 | -15.581 | -9.992 |
-1.15 | -15.581 | -9.648 |
-1.16 | -15.581 | -9.339 |
-1.17 | -13.58 | -9.123 |
-1.18 | -13.58 | -8.923 |
-1.19 | -15.581 | -8.618 |
-1.2 | -15.581 | -8.256 |
-1.21 | -15.581 | -8.012 |
-1.22 | -13.58 | -7.763 |
-1.23 | -13.58 | -7.365 |
-1.24 | -15.581 | -7.17 |
-1.25 | -15.581 | -6.984 |
-1.26 | -15.581 | -6.651 |
-1.27 | -13.58 | -6.322 |
-1.28 | -13.58 | -6.142 |
-1.29 | -15.581 | -5.954 |
-1.3 | -15.581 | -5.616 |
-1.31 | -15.581 | -5.335 |
-1.32 | -13.58 | -5.01 |
-1.33 | -13.58 | -4.882 |
-1.34 | -15.581 | -4.54 |
-1.35 | -15.581 | -4.275 |
-1.36 | -15.581 | -4.072 |
-1.37 | -13.58 | -3.856 |
-1.38 | -13.58 | -3.506 |
-1.39 | -15.581 | -3.216 |
-1.4 | -15.581 | -3.045 |
-1.41 | -15.581 | -2.855 |
-1.42 | -15.581 | -2.518 |
-1.43 | -15.581 | -2.379 |
-1.44 | -15.581 | -1.99 |
-1.45 | -15.581 | -1.732 |
-1.46 | -15.581 | -1.487 |
-1.47 | -15.581 | -1.196 |
-1.48 | -15.581 | -0.992 |
-1.49 | -15.581 | -0.732 |
-1.5 | -15.581 | -0.41 |
-1.51 | -15.581 | -0.281 |
-1.52 | -15.581 | -0.117 |
-1.53 | -15.581 | -0.067 |
-1.54 | -15.581 | 0.09 |
-1.55 | -15.581 | 0.098 |
-1.56 | -15.581 | 0.102 |
-1.57 | -15.581 | 0.104 |
-1.58 | -15.581 | 0.105 |
-1.59 | -15.581 | 0.107 |
-1.6 | -15.581 | 0.109 |
-1.61 | -15.581 | 0.115 |
-1.62 | -15.581 | 0.116 |
-1.63 | -15.581 | 0.12 |
-1.64 | -15.581 | 0.121 |
-1.65 | -15.581 | 0.122 |
-1.66 | -15.581 | 0.123 |
-1.67 | -15.581 | 0.126 |
-1.68 | -15.581 | 0.131 |
-1.69 | -15.581 | 0.134 |
-1.7 | -15.581 |
0.137 |
2.关于您关于 将两个光电二极管与10kΩ μ m 和1MΩ μ m 连接的要求,这是传统的电路板设计。 因此我们对这个电路也不了解。
尊敬的 Nafisa:
[报价 userid="516812" url="~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1231120/opa637-transimpedance-amplifier/4662440 #4662440"]SCAT_DC 和 EXT_DC 输出、且输入仅提供给二极管 DEXT、范围在-0.98mA 至-1.7mA 之间。 两个结果不相似。我不知道我在看什么。 显示的图和随附的结果不同。 EXT_DC 和 SCAT_DC 是否应该具有相同的结果?
关于 OPA637、系统在运算放大器的饱和区域附近运行。 OPA637的线性区域在 ±11V IN±15V 电源轨内。 因此、我不知道您为什么要查看和比较饱和区域中的结果、这对应用来说意义不大。
您是否想了解应用中传统的光学设计?
如果您正在尝试复制此光学设置、光学设备对光电检测同样重要。 激光发射定向和准直光源、PD2是直接透射接收信号、其光强度应比 PD1强得多。 此外、激光束具有准直透镜、位于发射器前面。 如果没有正确的光学设置、则永远无法获得预期设计和测量效果。 此外、激光发射器的光强度变化很大、您的电流到电压转换器似乎工作在饱和模式。
您需要调整光接收器以 I 至 V 线性模式运行的光学系统。 您需要调整光电探测器以线性模式运行的光学系统、否则、您将无法获得所需的结果。
如果您有其他问题、请告诉我。
此致!
雷蒙德
您好、 Nafisa、
如果我想知道这两个电路的行为,如何进行仿真? [/报价]您能告诉我、照片探测器是如何在该设置中触发的吗? 我需要知道电路是如何运行的。 图片会有所帮助。 电路设计的作用是什么?
从光学光测量的角度来看、接收器侧的光散射测量是完全独立的光学测量。 我不知道设计人员为什么将两个接收器链接在一起。
您必须简化这两个电路并在仿真中对其进行配置、以便查看前任设计人员的目标执行任务。 我可以在 TINA 中仿真两个电路、但我无法告诉您设计人员的意图是什么。 因此、您需要为我提供更多详细信息、例如光测量的计时、激光的光脉冲持续时间、什么是激光二极管以及输出电压关系等。 这些设置似乎是光脉动光学测量。
此致!
雷蒙德
尊敬的 Raymond:
该板是一款使用激光二极管的颗粒检测器。 当激光 允许通过流式细胞时、一些光会被吸收、另一些则会被流式细胞中的颗粒散射。 因此、散射光由 SCAT 二极管捕获、吸收的光由 EXT 二极管捕获、然后这些 二极管输出馈送到跨阻放大器。 然后、将两个运算放大器输出发送至求和放大器、并根据该输出生成脉冲。 该脉冲高度给出了颗粒的大小。 这是设置的总体功能。
这里、此运算放大器和光电二极管集成到单个 PCB 中、我正致力于对这些电路进行仿真。
注意:光电二极管的输出与输入光成正比、因此恒定光会产生直流信号、而振荡的光会产生振荡信号(即检测颗粒的阶段)。
由于这是传统的电路板设计、我们也对该电路一无所知。 在基准测试中、我们将 PCB 与激光装置隔离、并移除了光电二极管、因为没有激光二极管来为其提供输入。 相反、我们将为运算放大器提供电流输入(因为光电二极管输出将是电流)、并尝试分析 SCAT 和 EXT_DC 运算放大器部分。
我的主要目标是找出这些 SCAT_DC 和 EXT_DC 部分的响应。 由于这是一个具有 T 网络 配置的跨阻放大器、我 尝试 将这两个部分的仿真结果 与计算结果(t RANS 阻抗 T 网络公式 )。 我曾尝试使用 TI 网站中提供的 T 网络公式计算输出、但仍然无法同时匹配两个结果。 因此、请提供 有关实现此场景的建议、例如匹配仿真和计算结果。
此致
纳菲萨
尊敬的 Nafisa:
感谢您的讲解。 我开始了解设计人员的工作。 请将此视为讨论、因为您需要测试数据并验证我在下面所说的内容。
假设液体中的粒子以一定的速度移动、光检测器从粒子中散射反射并产生"脉动"电流、如仿真所示。 由于脉动电流波形、电容器将充电、并且通过 SCAT_DC 可以看到。 由于存在4.7K 和4.7nf LPF、因此测量事件小于7.2kHz、可能小于700Hz 范围(液体中的颗粒运动应该很慢)。 此外、液体在流动池中移动、因此 SCAT_DC 可能与下面仿真的情况类似。 SCAT_DC 信号弱、可能看起来像是 DMM 的直流偏置。 您可能需要 用示波器测量它以捕捉散射效应。
e2e.ti.com/.../OPA637-E2E-Scattering-07072023.TSC
OPA637是未补偿的放大器、除非增益大于5V/V、否则无法稳定。 原始设计可使用 OPA627、这是稳定的。
根据下面这个电路、它可被设计为 π 型滤波器。 我没有想法。 如果移除电阻器链路、电路是否具有相同的行为?
从光学测量的角度来看,透射光强度和散射光强度之间不应"联系"。 这是两个独立的事件。 两个光强度测量值可以成比例、但我不明白设计人员为什么 以这种方式连接探测器。
当我有机会时、我将进行其他仿真。 请告诉我、这是否有用。
此致!
雷蒙德
尊敬的 Nafisa:
我有疑问。 我需要您捕获实际的光电二极管波形和电流水平、以便了解发生了什么情况。
如果我在0到1mA @100Hz 的方波中仿真二极管波形、我会看到以下响应。 但存在一个问题、OPA627无法根据数据表提供线性输出响应、因此上述仿真、请参阅下面的仿真。 此电路运行在运算放大器线性响应的边缘。
如果我假设采用上述配置、则系统的频率 BW 更低、-3dB 约为80Hz。 您是否确定光电传感器的放置方向如原理图所示? 与此相同、增益仅为63V/V (36dB)、应用程序不需要使用 T-Network 配置。
e2e.ti.com/.../OPA627-TIA-07082023.TSC
颗粒粒度测量系统是否正常工作? 您是否检查了颗粒粒度测量系统的校准? 以及如何对其进行校准?
我不知道机器的历史。 通常、应使用流动池中存在的已知颗粒分布混合物检查系统。 这就是您应该根据应用来验证测量是否正常工作的方式。 这是一个相当复杂的光学测量系统。 是的、理论可能更简单、但光学和电子实现不是那么容易。
此致!
雷蒙德