PhotoDiode运放不理解的地方

只看该作者 · 2021-3-9 14:07

对用的这个Fluke 1552A

另外关于0.1 概念，是这样的设备要求温度  25.2  25.3 25.4 ....这样。
如果0.5 只要22.5，  23  ， 23.5 即可    当0.5的时候要求tao值稳定性降低些也没问题，也就是硬件不完美实际也可以

但要求0.1时，光纤探头至于恒温箱内，保持 23.1  这样比如1分钟，  老外用同样的电路+EFM32G处理器是可以做到的。

只看该作者 · 2021-3-9 14:40

推荐给 LZ 参考：

《六西格玛设计（DFSS）案例 —— 三角波发生器》
[https://]
bbs.21ic.com/icview-1709808-1-1.html
先把硬件搞定。

只看该作者 · 2021-3-9 15:28

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-9 15:33 编辑

网上找到的一些算法，请几位模拟老师来指导分析下。
https://wenku.baidu.com/view/989961d33e1ec5da50e2524de518964bce84d249.html

理论指导实践，争取早日做稳定，再次感谢指导帮忙！

只看该作者 · 2021-3-9 15:30

Jack315 发表于 2021-3-9 14:40
推荐给 LZ 参考：

《六西格玛设计（DFSS）案例 —— 三角波发生器》

67楼，请大师帮忙分析下网上提到的方案，谢谢！

1万 · 2021-3-9 15:34

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 15:28
网上找到的一些算法，请几位模拟老师来指导分析下。
https://wenku.baidu.com/view/989961d33e1ec5da50e2 ...

双指数模型，怎么弄的？

只看该作者 · 2021-3-9 16:33

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-9 16:43 编辑

运放的IN+ ,这里分压后，只有0.033V，这样低的电压输入IN+ 是什么原因呢？因为IN- 只能接收非常小的电流，跨接放大不够大吗？

看资料理解了在运算放大器的非反相输入端施加一个偏置电压，以防止输出端饱和负电源

只看该作者 · 2021-3-9 16:54

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-9 16:56 编辑

4095 是3.3V
0    是0V
噪声现在45左右

实际是这个偏置电压0.033V是吧，    45换算电压  45/4095 *3.3V=0.036V    基本一致

当温度变化厉害时，实际就是LED发光的DAC调节变动电流大时，这时候VCC 3.3干扰大了，导致这个45 变成了 60-70，是这样吧？  就是G段采集的噪声一般都是45样子，有时60-70

还有就是产品用铜皮包起来接GND后，这个偏置电压输出甚至42-45 这么小的值变动，影响到最后tao值也是异常稳定。如果不用铜皮包起来接GND，那tao值实测是不稳定，老外做的是这样必须铜皮包起来接地才能用

当电源干扰大的时候  其实就是DAC 30ms周期内不停的调节电流，加大减小电流时  更明显些

只看该作者 · 2021-3-9 17:15

网上找了本书，我不懂英文自动翻译看了看不知道有没有用第11章机械翻译

11.1。介绍.pdf (2.59 MB)
原版

Topics in Fluorescence Spectroscopy, Volume 4 Probe Design and Chemical Sensing .pdf (12.72 MB)

只看该作者 · 2021-3-9 17:20

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 15:28
网上找到的一些算法，请几位模拟老师来指导分析下。
https://wenku.baidu.com/view/989961d33e1ec5da50e2 ...

这是假定模型为多个指数的和，是用于高精度荧光寿命的测量中的，貌似与你的应用有差别。
另外，这个这个算法计算量比较大，单片机貌似也干不了。单指数模型应该是比较适合你的应用的模型。

也试着找了点资料学习一下：

Temperature Dependent Lifetimes.pdf (977.58 KB)
这个文档里提到了荧光寿命与温度的关系（模型）。
可以参考下。

荧光寿命的对数与温度成线性关系。

只看该作者 · 2021-3-9 18:22

yjmwxwx 发表于 2021-3-9 17:15
网上找了本书，我不懂英文自动翻译看了看不知道有没有用第11章机械翻译

原版

11 章提出的这几个方案都值得考察下。

1万 · 2021-3-9 19:55

锁相放大器的方案，用正弦波，估计相应速度更慢，检测微弱不变化的信号首选。这个衰减信号变化很快的

只看该作者 · 2021-3-9 20:17

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-15 17:15 编辑

1组是产品外壳包铜皮后接GND，非常稳定，一直保持一个温度，可以看到decay time 就是tao值变化很小

另外一个是外壳包铜皮后没接GND ,看到稳定性很差。

只看该作者 · 2021-3-9 20:23

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-15 17:15 编辑

这是tao和温度的 modbus输出数据，常温下手握---手离开，全程0.1°C分辨率输出

1万 · 2021-3-9 21:01

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 20:23
这是进口产品，外壳铜皮接GND后，效果惊人

看看完美的曲线，我也一定要做到一样！

把进口的pcb，给拍个照片，给我们学习一下

只看该作者 · 2021-3-9 22:40

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-15 17:13 编辑

这个进口的老外弄了一层环氧一类的坚硬的东西基本也看不到什么，只能看个大概器件位置

最后一张是光学结构，这部分不涉及电气特性
银色接头金属的，黑色塑料的，这个塑料和内部PCB是隔离的，这款是进口的老外产品
但是黑色用金属包起来后接GND 就非常稳定得到tao，否则也是不稳定的
这是什么问题导致的呢？

我是重新设计了硬件，代码没有可参考的，全部重头写的，目前包铜皮和不包同皮都是 tao 不满足稳定

只能C1值加大到33pf后才能满足基本稳定tao 小数点变动，随之带来的问题就是不同长度的光纤传感器会测出完全不同的温度值。
应该和这个C1加大后有关，这也是我开贴一开始问的

然后很多热心的大师都来指导改进我的算法和电路，由于我水平有限，只能慢慢花时间，我会一个一个去验证和消化这些提供的帮助指导知识点

只看该作者 · 2021-3-9 23:02

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 22:40
这个进口的老外弄了一层环氧一类的坚硬的东西基本也看不到什么，只能看个大概器件位置

最后一张是光学结 ...

只能C1值加大到33pf后才能满足基本稳定tao 小数点变动，随之带来的问题就是不同长度的光纤传感器会测出完全不同的温度值。
应该和这个C1加大后有关，这也是我开贴一开始问的

能不能晒晒不同长度光纤传感器的测度数据？最好有说明测试条件。

只看该作者 · 2021-3-9 23:04

本帖最后由〽️〽️〽️ 于 2021-3-15 17:14 编辑

下图是我设计的硬件及程序输出到PC的值

左边是外壳包铜皮接GND时的噪声值右边是外壳没有接地时的噪声值

我现在比较在意纠结的是，为什么老外的进口产品塑料外壳用金属包起来用一根线接板子GND地就稳定不包老外进口的也是很不稳定。

而我设计的产品硬件包与不包铜皮接GND，对稳定性一点都没影响，实际看30ms采用噪声时包铜皮接GND后，明显噪声小了很多。

这是否涉及到EMC 一类知识点，还是软件里过滤算法的问题，还请各位大师帮忙指导下，谢谢！

1万 · 2021-3-9 23:13

〽️〽️〽️ 发表于 2021-3-9 22:40
这个进口的老外弄了一层环氧一类的坚硬的东西基本也看不到什么，只能看个大概器件位置

最后一张是光学结 ...

四层版，中间的电源层和地层不乱走线，硬件改进空间应该不大，元件不多。看来应该是软件算法差距，我还以为你有代码呢。

只看该作者 · 2021-3-10 00:00

本帖最后由 Jack315 于 2021-3-15 17:33 编辑

内容已删除。

只看该作者 · 2021-3-10 09:14

将 C1 改为 33pF, C5 改为 330nF 试试看采样是否稳定。

fc = 1 / (2 π R1 C1) = 1 / (2 π R4 C5) = 482 Hz

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