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アナログ電子回路コミュニティサービス終了のお知らせ

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pt.
13/10/19 22:55
 ぴろさんへ

以下数点検討項目を書きます。参考にしてください。

①回路の原理の考え方について:
 私は、「フォトダイオードの電流を測る」ためには、ダイオードに逆バイアスを掛けて電流を検出するのが基本だと考えています。バイアスなしがダメとまでは考えませんが、バイアスなしで考える事はありません。一定の逆バイアスがかかっていれば、ダイオード内の空乏層の広がり具合が一定であり、光の量に比例した電流を期待できます。しかし、逆バイアスがないと、ダイオードのアノード-カソード間の電位差は行き当たりばったりになるので、特に受光量が少ないときは安定な動作は期待できません。
 同じ理屈で、フォトダイオードを電圧源と考えない方が良いと思います。
「今回使用しているフォトダイオードは内部抵抗が100KΩ程度と一般的なものに比べ小さいため、これが原因で暗状態の時 出力が出ていると考えています。」とおっしゃっていますが、フォトダイオードの出力を電流と考えるなら、100Kオームがついてもどうということはないはずです。仮に電流×抵抗で OPアンプの入力オフセットのような効果が出るにしても、出力電圧を下げる方向に働くはずではないでしょうか。


②波形を見よう:
 このような回路の動作を見る時に、気を付けなければならないことですが、DC動作だけに関心があるとしても、必ずオシロスコープで信号を見るということです。ACノイズがあれば、非線形回路ではDC動作点の変化に直結しますし、線型動作の回路のつもりでも、線型動作の範囲を超えた乱れがあるとこれもまたDC値の異常につながります。
 問題の回路についていえば、発振していないかどうかも見ておくべきです。

③単電源動作の問題:
 使用している回路はプラスの片電源動作です。一方入力は、ゼロボルト近辺です。データシートを見ると、AD4891-4の入力はマイナス0.3VまでOKのようですが、余裕が十分でしょうか? この回路では、OPアンプの入力部はノイズの影響を受け易いことを考えるとマージンが十分と思えません。

④0V付近の出力を出せる回路なのか?
 単電源動作可能なOPアンプにもいろいろあります。IC内部で負の電源を発生するものもありますが、そうでなければ、どの程度 Rail-to-Railなのか確認する必要があります。AD4891につい、データシートを見る限り、完全にゼロボルトまでスイングできるとは書いてありません。2.5mA引き込まなければならない場合、typicalで、0.01VまでしかゼロVに近づけません。最悪値では??です。出力スイングを改善する一つの方法は、出力にGNDにつながる抵抗を追加することです。入力は②で示した通り。
 「2電源方式にする」、「負電圧をIC内で作るICを使う方法も検討できるでしょう。

以上
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9コメント 13/10/28 16:17
ゲスト 様
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