포토 다이오드의 전압이 왜 튀는가?

아래와 같이 BPW-21 포토 다이오드를 설정했습니다.

포토 다이오드는 진동 레이저 빔에 의해 활성화됩니다. 레이저 빔이 포토 다이오드에 떨어질 때 A 지점에서 + 5V에서 0V 로의 깨끗한 전환이, 레이저가 포토 다이오드에서 떨어질 때 0V에서 + 5V 로의 전환이 예상됩니다. 그러나 실제로 오실로스코프에서 얻는 것은 예상 전압으로 안정되기 전에 수백 마이크로 초 동안 지속되는 0V ~ + 5V의 다중 전이입니다. 몇 가지 추적 예는 다음과 같습니다.

내 질문 : A 지점의 전압이 "튀는"이유는 무엇입니까? 포토 다이오드에서 예상 값을 정하기 전에 +에서 + 5V 사이에서 전압이 바운스되도록하려면 어떻게됩니까? 어떤 아이디어

아비 셰크

반도체 레이저 효과는 캐리어 밀도와 광자 밀도의 두 결합 된 부분 미분 방정식, 속도 방정식으로 설명 됩니다.

이러한 방정식의 솔루션은 비선형 전류 강도 관계로 인해 다이오드가 켜질 때 이완 진동을 유발합니다.

여기 또는 다음 이미지 참조 : (이미지 출처 : 이 문서의 45 페이지 )

그리고 당신이 보는 것은 신호의 상승 에지 근처에서 정확히이 진동입니다.

운동이 될 수 있습니다. 아마도 레이저 소스에있을 수도 있지만 포토 다이오드 끝에있을 수도 있으며 어딘가에있는 팬이라도 감도를 유발할 수 있습니다.

그러나 조리개가 없거나 잘못된 조리개가있는 경우 레이저가 센서의 금속 덮개를 가로 지르거나 배열 내부에서 반사 될 때 센서에 대한 길잃은 레이저 경로를 얻을 수도 있습니다.

다른 종류의 광학 창 레이저가있는 경우 레이저가 그 내부에서도 바운스 될 수 있습니다.

감지기 회로의 감도가 너무 높으면 슬픔을 일으킬 수도 있습니다. 최상의 결과를 얻으려면 탐지 회로가 늪이 아니라 완전히 노출되었을 때 80-90 % 스윙의 어딘가에 있어야합니다 . 이를 통해 다양한 장치 및 전원 조건에서 작동 할 수있는 충분한 허용 오차를 제공하면서도 적절한 히스테리시스를 사용하기에 충분한 신호 범위를 제공 할 수 있습니다.

일반적인 답변:

사람들은 종종 레이저가 훌륭하다고 생각하기 때문에 위치 감지를 위해 정밀 레이저를 사용해야한다고 생각합니다. 사실, 거리를두고 1mm 미만의 정확도로 무언가를 배치하려는 경우가 아니라면 레이저를 사용하면 기둥 형 광원을 사용하는 것보다 더 많은 슬픔을 유발할 수 있습니다.

레이저의 경우 양쪽 끝을 정렬하는 것이 중요합니다. 간단한 광원과 적절하게 적합한 수신기를 사용하면 수신기를 정확하게 배치하기 만하면됩니다.

레이저는 흔드는 경향이 있습니다. 레이저로 측정하려는 물체 주위를 실제로 튕겨서 센서에서 끝낼 수있는 경우가 있습니다. 실제로 센서 내에서 튀어 오를 수 있습니다.

레이저와 수신기가 미터와 떨어져 있으면 열 문제가 발생할 수 있습니다. 부착 된 물체의 열팽창으로 인해 상대적인 움직임으로 인해 레이저가 대상을 완전히 놓칠 수 있습니다. 실제로 양 끝을 기계적으로 연결하는 것이 일반적으로 문제입니다.

많은 경우에, 실제로 레이저의 초점을 흐려서 수신기 끝에 1/4 크기의 스팟으로 도달하는 것이 현명한 것으로 나타났습니다. 검출기의 조리개는 당면한 작업에 충분히 정확했지만 정렬 및 진동 문제는 사라졌습니다.

기계적인 움직임이 있습니다. 진동이있을 수 있습니다.

표시 한 포토 다이오드 출력은 레이저가 매우 강하기 때문에 레일 투 레일입니다. 레이저와 PD 사이에 필터를 배치하고 도착 에너지를 더 잘 파악하십시오.

레이저 빔이 PD 면적보다 작을 것으로 생각됩니다. 이 경우 빔이 해당 영역을 가로 질러 이동함에 따라, 일부 PD가 활성화되어 다이오드를 켤 수있을만큼 충분한 PD가 활성화 될 때까지 겉보기에 "튀는"원인이 될 수 있습니다. 나가는 동안, 빔이 PD의 모든 영역에서 벗어날 때까지 효과가 반복됩니다. 이것은 빔을 안정적으로 유지하고 PD를 가로 질러 이동하는 대신 경로를 방해하는 것을 사용하여 확인할 수 있습니다.