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Hallo Elektronikfreunde!

Ich baue einen Verstärker für die Pulsoxymetrie auf, mit dem ich auf Transmission mit roten LEDs durch den Finger Pulswellen detektieren möchte.
Benutze als Verstärker den OPA380. Leider ist mir nicht klar, warum die Photodiode sowohl in Sperrrichtung als auch Durchlassrichtung zwischen invertierenden und nicht-invertierenden Eingang betrieben werden kann. Wo genau liegen die Vor- und Nachteile?

Danke im Voraus!

biberkeule

» Hallo Elektronikfreunde!
»
» Ich baue einen Verstärker für die Pulsoxymetrie auf, mit dem ich auf
» Transmission mit roten LEDs durch den Finger Pulswellen detektieren
» möchte.
» Benutze als Verstärker den OPA380. Leider ist mir nicht klar, warum die
» Photodiode sowohl in Sperrrichtung als auch Durchlassrichtung zwischen
» invertierenden und nicht-invertierenden Eingang betrieben werden kann. Wo
» genau liegen die Vor- und Nachteile?
»
» Danke im Voraus!
»
» biberkeule
Hallo,
ist der OPA380 nicht etwas überdimensioniert (90MHz GBW)?
Welche Fotodiode benutzt du?
Wenn man Fotodioden in Sperrichtung betreibt, ist die
Grenzfrequenz höher, weil die Sperrschichtkapazität kleiner ist.
Dafür ist aber der Leckstrom eventuell störend.
Bei Betrieb der Fotodiode im Kurzschluss (als Element)
ist der Leckstrom sehr klein, aber Grenzfrequenz und
Empfindlichkeit etwas schlechter.
Es kommt auf die Anwendung und auf die verwendete
Fotodiode an.
Grüße
Altgeselle

» Welche Fotodiode benutzt du?
» Wenn man Fotodioden in Sperrichtung betreibt, ist die
» Grenzfrequenz höher, weil die Sperrschichtkapazität kleiner ist.
» Dafür ist aber der Leckstrom eventuell störend.
» Bei Betrieb der Fotodiode im Kurzschluss (als Element)
» ist der Leckstrom sehr klein, aber Grenzfrequenz und
» Empfindlichkeit etwas schlechter.
» Es kommt auf die Anwendung und auf die verwendete
» Fotodiode an.

Ich will diese Photodiode verwenden:
http://www.eqphotonics.de/cms/cms/upload/datasheets/PD300.pdf
Empfindlichkeit ist das wichtigste! Speziell bei Messungen im infraroten Bereich kommen nur wenige Photonen durch. Der Diodenstrom liegt im Bereich von 50nA.
Grenzfrequenz spielt bei mir untergeordnete Rolle.

Wo sind denn die exakten Entscheidungskriterien bei der Wahl zw. kleinem Leckstrom (Kurzschluss)und besserer Empfindlichkeit (Sperrrichtung)?

Danke!
biberkeule

» » Welche Fotodiode benutzt du?
» » Wenn man Fotodioden in Sperrichtung betreibt, ist die
» » Grenzfrequenz höher, weil die Sperrschichtkapazität kleiner ist.
» » Dafür ist aber der Leckstrom eventuell störend.
» » Bei Betrieb der Fotodiode im Kurzschluss (als Element)
» » ist der Leckstrom sehr klein, aber Grenzfrequenz und
» » Empfindlichkeit etwas schlechter.
» » Es kommt auf die Anwendung und auf die verwendete
» » Fotodiode an.
»
» Ich will diese Photodiode verwenden:
» http://www.eqphotonics.de/cms/cms/upload/datasheets/PD300.pdf
» Empfindlichkeit ist das wichtigste! Speziell bei Messungen im infraroten
» Bereich kommen nur wenige Photonen durch. Der Diodenstrom liegt im Bereich
» von 50nA.
» Grenzfrequenz spielt bei mir untergeordnete Rolle.
»
» Wo sind denn die exakten Entscheidungskriterien bei der Wahl zw. kleinem
» Leckstrom (Kurzschluss)und besserer Empfindlichkeit (Sperrrichtung)?
»
» Danke!
» biberkeule
Wenn du nur 50nA Fotostrom erwartest, dann werden die 5nA
Dunkelstrom sicher störend sein.
Also betreibe die Fotodiode besser im Kurzschlussbetrieb.
Die Pulsoxymetrie arbeitet doch bei niedrigen Frequenzen?
Da wird die obere Grenzfrequenz sicher ausreichen.

» Also betreibe die Fotodiode besser im Kurzschlussbetrieb.

Wenn man sich so das Datenblatt des Verstärkers anschaut
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa380.pdf
Bilder s.S. 9,10,11
wird ja eher/nur der Berieb in Sperrspannung empfohlen.

Wann würde sich denn deiner Meinung nach der Berieb in Sperrspannung lohnen?
Um wie viel ist denn die Empfindlichkeit besser bei Sperrspannung vs. Kurzschluss?

Gibt es denn für die beiden Varianten keine klaren Entscheidungsregeln?

Danke für deine Hilfe!
biberkeule

» » Also betreibe die Fotodiode besser im Kurzschlussbetrieb.
»
» Wenn man sich so das Datenblatt des Verstärkers anschaut
» http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa380.pdf
» Bilder s.S. 9,10,11
» wird ja eher/nur der Berieb in Sperrspannung empfohlen.
»
? - das Datenblatt zeigt auch Schaltungsbeispiele für
Kurzschlussbetrieb (z.B. Bild 3, 5, 11).

» ? - das Datenblatt zeigt auch Schaltungsbeispiele für
» Kurzschlussbetrieb (z.B. Bild 3, 5, 11).


äh...da läuft gerade etwas mächtig schief.
Kurzschlussbetrieb ist doch wenn die Anode auf dem invertierenden Eingang und Kathode auf GND liegt, oder nicht?
Alle Bilder im Datenblatt zeigen nur eine Art von Beschaltung, und die wäre (dachte ich) in Sperrspannung.

» » ? - das Datenblatt zeigt auch Schaltungsbeispiele für
» » Kurzschlussbetrieb (z.B. Bild 3, 5, 11).
»
»
» äh...da läuft gerade etwas mächtig schief.
» Kurzschlussbetrieb ist doch wenn die Anode auf dem invertierenden Eingang
» und Kathode auf GND liegt, oder nicht?
» Alle Bilder im Datenblatt zeigen nur eine Art von Beschaltung, und die
» wäre (dachte ich) in Sperrspannung.

Mit Kurzschlussbetrieb meine ich, dass der OP die Fotodiode
virtuell kurzschliesst und keine Sperrspanung über der
Diode liegt. Dabei ist die Polung egal, dabei ändert
sich nur die Polarität der Ausgangsspannung.
Nochmal: braucht du die hohe Grenzfrequenz? Ist nicht
ein anderer OP mit noch besserem Offset besser geeignet?

» Mit Kurzschlussbetrieb meine ich, dass der OP die Fotodiode
» virtuell kurzschliesst und keine Sperrspanung über der
» Diode liegt. Dabei ist die Polung egal, dabei ändert
» sich nur die Polarität der Ausgangsspannung.

Der virtuelle Nullpunkt ist mir bekannt. Mit Kurzschluss und Sperrrichtung bin ich nun endgültig verwirrt. Was ist nun was?
Tut mir leid, dass ich dich so quäle...

» Nochmal: braucht du die hohe Grenzfrequenz? Ist nicht
» ein anderer OP mit noch besserem Offset besser geeignet?

Richtig, die hohe Grenzfrequenz ist nicht nötig.
Hast du zufällig einen besseren OP im visier? Sonst mach ich mich selbst auf die suche.

Tut mir leid, dass ich dich so quäle...

biberkeule

» » Mit Kurzschlussbetrieb meine ich, dass der OP die Fotodiode
» » virtuell kurzschliesst und keine Sperrspanung über der
» » Diode liegt. Dabei ist die Polung egal, dabei ändert
» » sich nur die Polarität der Ausgangsspannung.
»
» Der virtuelle Nullpunkt ist mir bekannt. Mit Kurzschluss und Sperrrichtung
» bin ich nun endgültig verwirrt. Was ist nun was?
» Tut mir leid, dass ich dich so quäle...
»
» » Nochmal: braucht du die hohe Grenzfrequenz? Ist nicht
» » ein anderer OP mit noch besserem Offset besser geeignet?
»
» Richtig, die hohe Grenzfrequenz ist nicht nötig.
» Hast du zufällig einen besseren OP im visier? Sonst mach ich mich selbst
» auf die suche.

Stelle dir die Fotodiode als Batterie vor oder als
Solarzelle.
Schau mal den TLC2652 an.
»
» Tut mir leid, dass ich dich so quäle...
»
» biberkeule