Por que usamos um opamp para produzir uma saída de tensão acima de 1V neste circuito?

Gostaria de saber quais as vantagens (em relação ao ruído ou outros fatores importantes) do circuito opamp:

detém um circuito constituído apenas por um fotodiodo e um resistor (o resistor deve ser colocado onde está a tensão (V)):

A matemática deve ser o mesmo:

{você}_{o você t} \propto R * {Eu}_{p h o t o d Eu o d e}

$U_{out} \propto R * I_{photodiode}$

Estou curioso para saber quais são suas idéias.

PS: Eu quero usar um circuito para passar uma tensão proporcional à corrente do fotodiodo para o ADC de um µC.

operational-amplifier photodiode

— jumpingwires
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Impedância de saída e os níveis reais de tensão parece ser diferente

— PlasmaHH

Respostas:

Tudo se resume à velocidade. O que o seu circuito não mostra é a auto-capacitância do fotodiodo: -

Dado que o sinal produzido pelo fotodiodo é atual (Iph mostrado acima), se isso estiver mudando rapidamente como em um receptor de dados ópticos, a capacitância da junção terá um efeito significativo nos tempos de subida e descida.

No entanto, com um amplificador de transimpedância, estamos reduzindo a capacitância e, agora, o sinal de corrente segue o caminho de menor resistência e está no nó terra virtual da entrada inversora. Isso melhora muito o desempenho de alta frequência.

— Andy aka
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Esta é uma resposta incrível. Especialmente desde que eu quero fornecer um LED com um sinal AC PWM de consideravelmente alta frequência (aproximadamente 21kHz)

— jumpingwires

@jumpingwires você provavelmente estará bem em 21 kHz com um amplificador de tensão. Apenas leia o DS para o PD e veja qual capacitância ele possui e calcule quanto diminuirá a velocidade das bordas.

— Andy aka

- serve, obrigado por seus conselhos adicionais. gostaria de

— votar anteriormente

Você pode notar que não é só velocidade - é velocidade em correntes baixas. Em correntes altas (ou altos níveis de luz), o resistor de detecção / transimpedância pode ser baixo e o circuito resultante responderá rapidamente. Por uma questão de fato, os sensores a laser de velocidade muito alta usam um PD AC acoplado a uma carga de 50 ohms, e respostas na faixa de GHz são obtidas. Leva muito mais luz, no entanto.

— WhatRoughBeast

@WhatRoughBeast Além disso, obrigado pelo seu comentário.

— jumpingwires

Seu ADC possui uma impedância de entrada de cerca de 10k ohms. Isso influenciará significativamente o seu sinal no caso não-opamp. (Isso é um eufemismo: você ficará com sinal zero)

— rew
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-2

Em instrumentação, usamos o amplificador operacional para evitar quedas de tensão; supõe-se que o amplificador operacional tenha uma impedância de entrada infinita (teoricamente), de modo a transformar a corrente do fotodiodo em tensão que usamos em geral esse método para evitar quedas de tensão. você também pode usar a segunda configuração, mas haverá uma grande queda de tensão, o que implica uma perda maciça nas informações capturadas pelo fotodiodo

— Imad Eddine Mokhtari
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Quase toda a tensão não cairia acima do grande resistor que forma um circuito com o fotodiodo? Não é isso que queremos? Atualmente, não consigo ver onde a perda de informações aconteceria ou por que uma queda de tensão é ruim aqui.

— jumpingwires