Fototransistoren oder Fotodioden in Reihe schalten

Ich entwerfe ein Geschwindigkeitsmessgerät und möchte 2 Strings mit 30 Fototransistoren in Reihe verwenden.

Die Saiten haben einen Abstand von 15 mm und werden von separaten kollimierten Lichtquellen beleuchtet. Der Ausgang jeder Zeichenfolge ist ein negativer Impuls, wenn einer oder mehrere der Fototransistoren in der Zeichenfolge blockiert sind. Diese Ausgabe geht an einen Komparator und dann an einen Prozessor.

Ich habe Probleme mit der langsamen und unterschiedlichen Übergangsrate, wenn verschiedene PDs blockiert sind. Dies wirkt sich auf die Geschwindigkeitsmessung aus. Die Anstiegszeit kann von einigen hundert Mikrosekunden bis über eine Millisekunde variieren. Ich denke darüber nach, einen Transimpedanzverstärker an den Ausgang jeder Saite anzubringen, damit ich einen Ausgang für den Komparator und den Prozessor erstellen kann, sobald die erste PD blockiert ist und die Reaktionszeit für die beiden Saiten gleich ist. Oder fast gleich.

Ich habe ein TI-Gerät, OPA2380, für die 2 Kanäle ausgewählt. Ich möchte um Kommentare zum Design bitten, um hoffentlich zu verhindern, dass ich in ein Loch falle.

Ich stimme Oli zu, aber da ich keine anderen Informationen habe, hier ein paar Vorschläge.

"String of Phototransistors" deutet darauf hin, dass sie in Reihe geschaltet sind. Wenn sie alle normal beleuchtet sind und daher "an" sind, geht die Kette bei Unterbrechung in einen hochohmigen Zustand über. Vermutlich haben Sie einen Widerstand oder eine Stromquelle in Reihe geschaltet, und dies alles ist über eine Spannungsversorgung verdrahtet, um einen Spannungsteiler zu erstellen, den Ihr Komparator überwacht?

Wenn dies der Fall ist, sind hier einige mögliche Probleme:

• Die Blockierung des Fototransfers erfolgt nicht so sofort, wie Sie vielleicht glauben
• Der Übergang von niedriger Auflösung zu hoher Auflösung gegenüber der Position des Hindernisses ist von einem Fototransfer zum anderen nicht der gleiche
• Die Sichtfelder der Phototrans können unterschiedlich sein.
• Unterschiedliche Fototransfers können unterschiedliche Mengen an Umgebungslicht sehen, was bedeutet, dass die noch fließende Strommenge, wenn sie angeblich "aus" sind, unterschiedlich sein kann.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass der Übergang, den Sie betrachten, einer ist, bei dem der Vorwiderstand (oder die Stromquelle) die Kapazität der Verkabelung, der Fototransistoren und des Komparatoreingangs auflädt. Das ist normalerweise eine ziemlich kleine Kapazität (würde sich also schnell aufladen). Damit die Phototrans-Kette jedoch ungehindert gesättigt wird (maximales Verhalten, minimaler Abfall), haben Sie möglicherweise einen relativ hohen Serienwiderstand gewählt. Dieser hohe Widerstand, der diesen Übergang verlangsamt und ihn auch für verschiedene Offness-Grade des blockierten Phototrans empfindlich macht.

Das größere Problem besteht darin, mit einer Reihe von Fototransporten in Serie umzugehen. Möglicherweise ist es besser, mit jedem Fototransfer einzeln umzugehen. Sie können einzelne Phototrans + Widerstandsteiler direkt an ein digitales Gate (billig und mit Hysterese zur Vermeidung von verrauschten Übergängen) wie einen 74HC14 oder 4093 (Eingangspaare miteinander verbinden) anschließen. Sie können diese UND- oder ODER-verknüpfen, um aggregierte Ergebnisse zu erhalten. Möglicherweise können Sie diese "Signalaufbereitungs" -Komponenten in der Nähe der Fototransistoren platzieren, um zu vermeiden, dass so viele Drähte zu Ihrer Hauptelektronik verlegt werden.

Diese Strategie ermöglicht es Ihnen, nur die Eigenschaften einzelner Fototransistoren zu behandeln und Anomalien zu isolieren, ohne sich mit der Auswirkung des Restes der Kette auf die einzelnen Detektoren befassen zu müssen.

Hoffentlich ist diese Antwort nicht zu weit von der Basis entfernt, da wir Ihr Setup nicht wirklich kennen. :-)

Fotodioden / Fototransistoren sind Stromquellen, und Sie können diese nicht in Reihe schalten, genauso wie Sie Spannungsquellen nicht parallel schalten können. Jede Fotodiode versucht, ihren Strom durch den Draht zu drücken, und verschiedene Ströme bekämpfen sich gegenseitig. Das Ergebnis ist, dass der Nettostrom undefiniert ist und möglicherweise stark variiert.

Normalerweise würden Sie die Fotodioden parallel schalten und sie an einen gemeinsamen Widerstand anschließen. Die Spannung an diesem Widerstand hängt dann von der Summe der einzelnen Ströme ab.