Convertisseur courant tension pour photodiode

[invite00250c99]

Bonjour à tous,

Pour un projet en cours, j'ai besoin d'acquérir des infos de luminosité.
Pour cela, j'utilise une photodiode, suivie d'un convertisseur tension courant, réalisé à partir d'un AOP. Je veux cabler cette donnée sur un microcontrôleur, et je dois donc avoir une tension positive en sortie.

Pour le moment, j'utilise ce schéma pour le convertisseur. En théorie, on obtiens une tension de sortie Vs= -Ie*Rf. J'ai donc ajouté un amplificateur inverseur avec deux résistances de même valeur, pour transformer ma tension négative en tension positive.

Le problème est que mon AOP est alimenté en 0-2V, et j'ai donc toujours 0V en sortie (pas de tension négative, car saturation).

Quelqu'un aurait une solution ? (L'idéal serait un montage à base d'AOP permettant d'obtenir une tension positive directement en sortie du convertisseur).

Merci d'avance.
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[DAUDET78]

Un schéma sans référence des composants (photodiode, AOP ...) sans la tension d'alimentation, sans la gamme de tension d'entrée du µC....ça sert à rien

[PA5CAL]

Bonsoir

Un conseil: laisse tomber l'AOP et prend un transistor monté en base commune (la photodiode montée dans l'émetteur, la résistance de charge de la sortie montée dans le collecteur, une polarisation assurée avec le potentiel de la base fixe).

[invite00250c99]

Bonjour,

Merci pour vos réponses.

L'AOP est un OPA2369, de chez TI
La photodiode est une SLD-70BG2, de Silonex
Le µC est un PIC16LF88.

Mon alimentation pour tous ces composants est en 0-2V, et je dois donc rester dans cette plage pour l'entrée de l'ADC sur le pic.

Sinon, quel est l'avantage du transistor par rapport à l'AOP, dans ce cas? Je vais faire des recherches de ce coté là.

Je joint le schéma que j'ai vraiment réalisé, ce sera plus parlant.

[A voir en vidéo sur Futura]

[DAUDET78]

Tu peux utiliser ta photodiode en photopile (générateur de courant sur une résistance) et donc utiliser l'ampliOP en "non inverseur"

[invite00250c99]

Quelque chose comme ça, du coup ?
(j'ai un petit doute, sur le sens de la photodiode).

[Tropique]

Ton ampli est un "true rail-to-rail", tu peux donc connecter directement la diode à la masse. Ca a les avantages de polariser la diode à 0, ce qui élimine l'effet du courant de fuite et de la capacité, de donner une relation linéaire éclairement/tension de sortie, d'avoir une dynamique de sortie maximum, et d'être simple.

[DAUDET78]

d'avoir une dynamique de sortie maximum, et d'être simple.

mais de donner une tension négative en sortie de l'ampliOP ? impossible avec une alimentation 0/2V

[invite00250c99]

Daudet78, est ce que mon schéma du message précédent est correct, pour une utilisation en photopile?

Merci

[DAUDET78]

J'ai un doute sur le sens de la diode
La résistance R est inutile
Je crois qu'il faut une charge 10K ? 100K en parallèle sur la diode

Ce n'est pas très rapide. Tu veux faire quoi? de la mesure de lumière? sinon, il faut revenir au schéma de départ et fournir une tension de -2V (pas trop difficile) pour polariser en inverse la diode

[invitea3c675f3]

Fabrique-toi du -5V (comment espérais-tu que ton prenmier montage marche sans alim négative?) ou prends un ampli Norton s'il en existe en 0-5V.

Au fait c'est quoi le trip en France de ne plus s'alimenter qu'on 0V-5V? ça oblige à aller chercher des rail à rail ou des tas de techniques étranges.

@ Tropique: comment veux-tu que la photodiode suce du courant vers la masse si tu ne lui donne pas de tenson négative à l'anode? elle va se comporter en photopile.

[DAUDET78]

s'il en existe en 0-5V.

il est alimenté en 0/2V

[invitea3c675f3]

Bonjour Daudet et la gang,

Erratum: s'il en existe en 0-2V

[invite00250c99]

J'ai un doute sur le sens de la diode
La résistance R est inutile
Je crois qu'il faut une charge 10K ? 100K en parallèle sur la diode

Ce n'est pas très rapide. Tu veux faire quoi? de la mesure de lumière? sinon, il faut revenir au schéma de départ et fournir une tension de -2V (pas trop difficile) pour polariser en inverse la diode

Oui, je veux juste faire de la mesure de lumière.
Je voulais éviter de faire du -2V, car j'ai très peu de puissance, et je veux donc limiter le nombre de composants.
Je vais donc essayer en photopile, pour voir ce que ça donne, et je ferais du -2V si ça ne marche pas comme ça.

Merci à tous pour vos réponses.

[Tropique]

mais de donner une tension négative en sortie de l'ampliOP ? impossible avec une alimentation 0/2V

Dans le sens où est dessinée la photodiode, la sortie de l'AOP sera toujours positive.

@ Tropique: comment veux-tu que la photodiode suce du courant vers la masse si tu ne lui donne pas de tenson négative à l'anode? elle va se comporter en photopile.

En photopile en court-circuit, donc en current sink, ce qui est le mode de fonctionnement optimal pour ce genre de composants.

Il est possible qu'il faille rajouter un condensateur en // sur la résistance de contre-réaction, pour éviter des instabilités causées par les 180pF de la diode, qui vont créer un pôle supplémentaire, mais je ne pense pas, vu la lenteur de l'AOP.

[invite00250c99]

J'ai commencé par essayé le schéma de Tropique, qui se rapprochait pas mal du mien, et m'évite donc d'avoir à dessouder tous les composants, et il fonctionne très bien (j'avais peur d'avoir le même problème de tension négative, ...).
J'ai en sortie de l'AOP une tension qui varie de 0 à 1,4V. C'est parfait pour mon application.

Merci à tous pour votre aide.

[monnoliv]

Ton ampli est un "true rail-to-rail", tu peux donc connecter directement la diode à la masse. Ca a les avantages de polariser la diode à 0, ce qui élimine l'effet du courant de fuite et de la capacité, de donner une relation linéaire éclairement/tension de sortie, d'avoir une dynamique de sortie maximum, et d'être simple.

Juste de passage,
La capacité est bien là et est importante en petits signaux lorsque la polarisation est à 0. En fait l'avantage de polariser en inverse la photodiode c'est de diminuer cette capacité et donc d'augmenter la bande passante qu'aura finalement le système.

[DAUDET78]

La capacité est bien là et est importante en petits signaux lorsque la polarisation est à 0.

Sur quelle est plus grande. Mais comme il n'y a pas de variation de tension aux bornes de la diode, ça se compense. Et ici, il fait une mesure de luminance, la vitesse n'est pas son problème

[monnoliv]

Mais comme il n'y a pas de variation de tension aux bornes de la diode, ça se compense.

???
Que ce soit à 0V ou -10V, on impose la tension sur la diode, donc à première vue on dirait: pas de variation. Sauf qu'ici on a affaire à une entrée d'amplificateur opérationnel virtuellement à 0V et cette capa a donc de l'importance.

[Tropique]

En gros, il y a deux groupes d'applications: celles de type télécom, où on recherche avant tout la vitesse, et où le courant inverse est sans importance, et celles de type photomètre, où la vitesse est secondaire, mais où le courant d'obscurité est crucial.
Dans le premier cas, on travaille avec une polarisation, parfois même jusqu'à la limite de l'avalanche, et dans le second, on fait tout pour éliminer la moindre tension parasite résiduelle.

Bien sûr, il y a des cas, comme les entrées d'oscilloscopes optiques, où il faut les deux... mais là, c'est nettement plus compliqué.

[invite82a20fdd]

Bonjour,
Je possede une photodiode OSD50-E
http://fr.farnell.com/centronic/osd5...iode/dp/548753
je dois construire un système qui me permettra de tracer la courbe Ipdiode=f(Vpdiode).
Je pense que le montage de Tropic doit faire l'affaire, mais n'étant pas un crak des AOP, je ne comprend pas:
-le + et - qui "sorte" de l'AOP
-Quel.le relation lit I et U1.
-Est ce que ce montage pourrait me permettre de tracer ma courbe(afin de savoir si ma photodiode est lineaire), precisement.Le temps de reponse n'est pas important, mais le courant d'obscurité oui.Ce courant est il donc eliminé?

Merci.

[Tropique]

Je ne comprends absolument pas ce que tu veux faire: une photodiode est avant tout une diode, et a donc une caractéristique exponentielle, pas linéaire: voir exemple.
En sens inverse, la carctéristique est presque plate, au niveau du courant d'obscurité, avec une faible pente déterminée par la résistance shunt, qui est donnée dans la datasheet.

[invite82a20fdd]

Oui je ne suis peux etre pas trés clair.
Je veux obtenir cette courbe:
http://poisson.ens.fr/Collection/doc.../polys/p34.pdf (figure 2)b )
Pour cela, je pourrais effectuer un montage avec un géné de tension, la photodiode en inverse et une résistance.Je mesure la tension de la résistance pour avoir le courant et à l'oscillo je détermine Vdiode.(comme indiqué sur le doc).
Mais je pense que cette methode n'est pas optimal.
Je cherche donc a faire un systeme a base d'Aop me permettant d'amplifié le courant de ma photodiode et en meme temps recupérer Vdiode.
Si je veux avoir cette courbe, c'est pour savoir si la reponse de ma photodiode est lineaire dans un domaine d'eclairement fort (laser)(I=f(flux lumineux)).

Merci

[Tropique]

Si I est le flux lumineux (c'est un choix de symbole malheureux), tu peux utiliser le montage transimpédance, soit tel quel, pour travailler à Vbias=0, soit en connectant l'anode de la diode au négatif de la source de polarisation si tu désires en appliquer une. Ce qui dans ton cas est superflu, puisque tu travailles à un éclairement fort et que la vitesse ne t'importe pas.
Les + et - d'alimentation de l'AOP doivent aller à des tensions compatibles avec lui, le - peut éventuellement être mis à la masse si l'ampli est un rail to rail.
La tension de sortie sera égale au produit de la résistance mise en CR, par le courant dans la diode. Ce courant est égal à la "responsivity" de la datasheet x l'éclairement.

[invite82a20fdd]

Merci pour ta reponse;
mais il y a encore une chose que je ne comprend pas (malgrés mes recherche sur google), que veut dire Vbias(tension au borne de la diode?)? Y a t'il une tension au borne de ma diode et comment la connaitre?

[Tropique]

C'est toi qui impose cette tension. Si tu n'en as pas besoin (cas normal), tu reproduis le schéma tel quel.