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Hallo,
ich möchte gerne über eine Fotodiode die Intensitätsänderung eines Laserpointers messen. Realisieren möchte ich dies mit Hilfe eines Transimpedanzverstärkers. Alternativ wäre auch die Messung mittels Fototransistor denkbar, da die zu messenden Frequenzen im khz-Bereich liegen. Das Problem ist nun, dass ich gerne nur die IntensitätsÄNDERUNG verstärken möchte. Ich würde also gerne eine Offset-Korrektur durchführen. Könnte ich dazu nach der Fotodiode einfach eine Parallelschaltung von Widerstand und Poti machen, um den Strom zu korrigieren? Vielleicht hat ja einer von Euch dazu eine Idee. Lässt sich das durch einen Differnzverstärker besser realisieren.
Viele Grüße,
Martin

» Hallo,
» ich möchte gerne über eine Fotodiode die Intensitätsänderung eines
» Laserpointers messen. Realisieren möchte ich dies mit Hilfe eines
» Transimpedanzverstärkers. Alternativ wäre auch die Messung mittels
» Fototransistor denkbar, da die zu messenden Frequenzen im khz-Bereich
» liegen. Das Problem ist nun, dass ich gerne nur die IntensitätsÄNDERUNG
» verstärken möchte.

Dann bau doch gleich einen Wechselspannungsverstärker.
Da gibts kein Offsetproblem.
Gruss
Harald

» Das Problem ist nun, dass ich gerne nur die IntensitätsÄNDERUNG
» verstärken möchte.

Innerhalb welcher Zeit ist es eine IntensiitätsÄNDERUNG und ab wann ein normaler Offset, den du vernachlässigen möchtest?

Oder liefert deine Meßschaltung auch ohne Laser (z.B. vom Umgebungslicht hervorgerufen) einen Wert größer Null?

Dann müsstest du DIESEN Wert immer abziehen (aber bitte das Umgebungslich NICHT verändern - was bei der Sonne z.B. schwierig sein dürfte)

Ob du das per Ablesen und Kopfrechnen machst oder per Einstellpoti und Differenzverstärker - bleibt dir überlassen.

Aber irgendwie scheint dein Wunsch noch nicht ganz richtig angekommen zu sein?

hws

» Hallo,
» ich möchte gerne über eine Fotodiode die Intensitätsänderung eines
» Laserpointers messen. Realisieren möchte ich dies mit Hilfe eines
» Transimpedanzverstärkers. Alternativ wäre auch die Messung mittels
» Fototransistor denkbar, da die zu messenden Frequenzen im khz-Bereich
» liegen. Das Problem ist nun, dass ich gerne nur die IntensitätsÄNDERUNG
» verstärken möchte. Ich würde also gerne eine Offset-Korrektur durchführen.
» Könnte ich dazu nach der Fotodiode einfach eine Parallelschaltung von
» Widerstand und Poti machen, um den Strom zu korrigieren? Vielleicht hat ja
» einer von Euch dazu eine Idee. Lässt sich das durch einen
» Differnzverstärker besser realisieren.
» Viele Grüße,
» Martin
Hallo,
wie sind denn deine Anforderungen an die Genauigkeit?
Man kann einen Transimpedanzverstärker mit einer
Fotodiode (z.B. BPW34) und einem ausreichend schnellen OP
(z.B. TL071) aufbauen. Dann lässt sich der Gleichspannungs-
anteil mit einem Kondensator abtrennen und danach das
AC-Signal weiter verstärken.
Der Fotostrom der BPW34 sollte nicht größer als 1mA sein,
sonst muss der Laserstrahl mit einem Graufilter gedämpft werden.
Eventuell reicht es auch, die Fotodiode mit einem niederohmigen
Lastwiderstand (z.B. 50 Ohm) abzuschließen und die
Spannung mit einem Oszilloskop mit AC-Kopplung zu messen.
Grüße
Altgeselle

Hallo,
erstmal vielen Dank für Euren schnellen Antworten. Die Gleichspannung mit einem Kondensator abtrennen klingt gut. Heißt das, dass ich die Fotodiode dann einfach über einen Hochpass mit dem OP verbinde?!
Viele Grüße,
Martin

» Hallo,
» erstmal vielen Dank für Euren schnellen Antworten. Die Gleichspannung mit
» einem Kondensator abtrennen klingt gut. Heißt das, dass ich die Fotodiode
» dann einfach über einen Hochpass mit dem OP verbinde?!
» Viele Grüße,
» Martin
Ganz so einfach ist es nicht. Das Laserlicht wird einen
starken Fotostrom auslösen. Wenn dieser Strom nicht fließen
kann, wird sich an der Diode eine Spannung von bis zu
ca. 0,7V aufbauen (dann leitet die Diode). Bei dieser
Betriebsart sind kleine Stromänderungen nicht mehr auswertbar.
Deswegen werden Fotodioden meistens im Kurzschluss betrieben.
Dann ist der Fotostrom über mehrere Dekaden linear
proportional zur Bestrahlungsstärke.
Also einen niederohmigen Lastwiderstand oder einen
Transimpedanzverstärker verwenden.

Hallo Altgeselle,
vielen Dank. So meinte ich das auch, die Photodiode dann über den Kondensator mit dem Transimpedanzverstärker zu koppeln. Allerdings weiss ich noch nicht, ob ich die Photodiode nur über einen Kondensator koppeln, oder auch noch einen Widerstand parallel schalten sollte?
Viele Grüße,
Martin

» Hallo Altgeselle,
» vielen Dank. So meinte ich das auch, die Photodiode dann über den
» Kondensator mit dem Transimpedanzverstärker zu koppeln. Allerdings weiss
» ich noch nicht, ob ich die Photodiode nur über einen Kondensator koppeln,
» oder auch noch einen Widerstand parallel schalten sollte?
» Viele Grüße,
» Martin

Kennst Du nicht das Prinzip der getrennten Rückkopplung
eines OPV für Gleich- und Wechselspannung? Damit hast
Du für Gleichspannung die Verstärkung 1 und für Wechsel-
spannung die gewünschte höhere Verstärkung. Beschrieben
wird das Ganze u.a. im Tietze/Schenk: Halbleiter-
Schaltungstechnik
Gruss
Harald

Hallo Herr Wilhelms,
ich studiere Phyisk und bin mit Elektotechnik nur wenig vertraut, möchte mich aber gerne nach und nach mehr einarbeiten. Dazu versuche ich mich mit der Umsetzung von einem "einfachen" Projekt zu motivieren und dabei die Theorie zu lernen. Grundlage dazu ist das elektronik-Kompendium.
Was nun das aktuelle Projekt betrifft (Messung der Intensitätsänderung eines Lasers) bin ich gerade dabei mich in die Operationsverstärker einzulesen.
Ich möchte gerne den Strom einer Photodiode, die ich im Kurzschluss betreibe in einen dem Strom proportionale Spannung wandeln. Dazu verwendet man offensichtlich einen Transimpedanzverstärker. Zu diesem ist aber unter dem Begriff "Transimpedanzverstärker" keine explizite Information im Kompendium zu finden. Betrachtet man das Schaltbild eines solchen Verstärkers sieht es so aus, als sei dies einfach ein invertierender Verstärker, die über R2 Gegengekoppelt ist ( http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm) Bild1. Ist die betreffende Theorie denn die Richtige für mich? Schliesslich wird hier ja Spannung zu Spannung gewandelt.

Viele Grüße,
Martin

» Hallo Herr Wilhelms,
» ich studiere Phyisk und bin mit Elektotechnik nur wenig vertraut, möchte
» mich aber gerne nach und nach mehr einarbeiten. Dazu versuche ich mich mit
» der Umsetzung von einem "einfachen" Projekt zu motivieren und dabei die
» Theorie zu lernen. Grundlage dazu ist das elektronik-Kompendium.
» Was nun das aktuelle Projekt betrifft (Messung der Intensitätsänderung
» eines Lasers) bin ich gerade dabei mich in die Operationsverstärker
» einzulesen.
» Ich möchte gerne den Strom einer Photodiode, die ich im Kurzschluss
» betreibe in einen dem Strom proportionale Spannung wandeln. Dazu verwendet
» man offensichtlich einen Transimpedanzverstärker. Zu diesem ist aber unter
» dem Begriff "Transimpedanzverstärker" keine explizite Information im
» Kompendium zu finden. Betrachtet man das Schaltbild eines solchen
» Verstärkers sieht es so aus, als sei dies einfach ein invertierender
» Verstärker, die über R2 Gegengekoppelt ist (
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm) Bild1. Ist
» die betreffende Theorie denn die Richtige für mich? Schliesslich wird hier
» ja Spannung zu Spannung gewandelt.
»
» Viele Grüße,
» Martin

---
Hallo Martin,

Hast du zufällig den Laserpointer offen und könntest bitte den Typ sagen.

Vielen Dank
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo Gerald,
eine genaue Typenbezeichnung habe ich nicht. Es handelt sich um einen billigen Präsentationslaserpointer mit 650nm und einer max. Leistung von 1mW. Sprich der Laserpointer hat eine sehr kurze Kohärenzlänge, was abgesehen vom Aufbau mit Strahlteilung etc. die Intensitätsbestimmung mittels Interferenz ausscheiden lässt.
Viele Grüße,

Martin

» Hallo Herr Wilhelms,

Hier im ElKo Duzen wir uns typischerweise...

» Ich möchte gerne den Strom einer Photodiode, die ich im Kurzschluss
» betreibe in einen dem Strom proportionale Spannung wandeln. Dazu verwendet
» man offensichtlich einen Transimpedanzverstärker. Zu diesem ist aber unter
» dem Begriff "Transimpedanzverstärker" keine explizite Information im
» Kompendium zu finden.

Ja, dazu guckst Du besser bei Wikipedia nach.

» Betrachtet man das Schaltbild eines solchen
» Verstärkers sieht es so aus, als sei dies einfach ein invertierender
» Verstärker, die über R2 Gegengekoppelt ist (
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm) Bild1. Ist
» die betreffende Theorie denn die Richtige für mich? Schliesslich wird hier
» ja Spannung zu Spannung gewandelt.

Dort ist ja auch ein ganz normaler OPV mit der
Beschaltung als Spannungsverstärker gezeigt.
Zum Transimpedanzverstärker wird er einfach dadurch,
das Du den Widerstand R1 weglässt.
Gruss
Harald

» Hallo Gerald,
» eine genaue Typenbezeichnung habe ich nicht. Es handelt sich um einen
» billigen Präsentationslaserpointer mit 650nm und einer max. Leistung von
» 1mW. Sprich der Laserpointer hat eine sehr kurze Kohärenzlänge, was
» abgesehen vom Aufbau mit Strahlteilung etc. die Intensitätsbestimmung
» mittels Interferenz ausscheiden lässt.
» Viele Grüße,
»
» Martin

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Hallo Martin,

Was hältst von dem Vorschlag:

Die Transi's sind zwar Japaner-Toshiba; kannst aber equi.
Europäer nehmen.


Photodioden-Verstärker:
http://cds.linear.com/docs/LT%20Chronicle/LTChronicleV11N11.pdf
Auf Seite 2 ein zB.
Im pdf findest noch andere Beispiele.

Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Hallo,

Euch allen vielen Dank für Euren beratenden Beistand. Ich denke ich werde mich mal an der Schaltung 8.1 ( http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm ) ohne R1 versuchen. Mir scheint es, als wäre dieser Verstärker mit einem TL071 richtig für meine Bedürfnisse dimensioniert...oder habe ich da etwas elementar falsch verstanden?
Viele Grüße,

Martin

» Hallo,
»
» Euch allen vielen Dank für Euren beratenden Beistand. Ich denke ich werde
» mich mal an der Schaltung 8.1 (
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm ) ohne R1
» versuchen. Mir scheint es, als wäre dieser Verstärker mit einem TL071
» richtig für meine Bedürfnisse dimensioniert...oder habe ich da etwas
» elementar falsch verstanden?

Der TL071 ist ein "Wald-und-Wiesen-OPV". Wenn Du genug
Licht hast, wird er wohl passen. Es gibt natürlich
inzwischen auch rauschärmere Typen für geringere
Pegel.
Gruss
Harald

Hallo Harald,

die absolute Lichtintensität dürfte wohl nicht das Problem sein. Es ist ja vielmehr so, dass ich eigentlich ein sehr starkes Signal habe, mit einer nur sehr geringen Änderung. Wie das mit dem Rauschen ausschaut kann ich leider überhaupt nicht abschätzen, ich habe aus diesem Grund den Tl071 dem TL061 vorgezogen. Aber da ich mich im Bereich von ca 1khz bis 20khz bewege, dürfte das wohl kein zu grosses Problem sein, oder? Das Frequenzband ist ja schon sehr beschnitten. Welcher preiswerte OP wäre dem TL071 für meine Bedürfnisse vorzuziehen?

Viele Grüße,

Martin