Medición de latencia en fotodiodo

Question

Intentando medir la latencia en un fotodiodo.

Este es el circuito que he armado: Fuente

• TS7805 para obtener 5V (de un riel de 12V)
• Onda cuadrada de 1.2kHz en el primer T1
• D1 es un BPW41
• osciloscopio en la fuente y D1
• D1 conduciendo la base en otro transistor en lugar de conducir la carga directamente

La salida es la siguiente (azul - siggen, amarillo - D1):

A medida que CH1 sube por encima de 0.7V puedes ver una ondulación en CH2 pero en este punto el LED apenas habrá encendido, ¿entonces esto se debe a T1 abriéndose -> compensación de la caída de voltaje por parte del 7805 causando esta ondulación?

Y a partir de estas mediciones, presumiblemente sigue siendo imposible medir qué tipo de latencia tiene D1, ¿ya que no he tenido en cuenta el tiempo que tarda T1 en abrirse y el LED en comenzar a emitir, cierto?

editar - gracias a u/WhatRoughBeast

De hecho lo había complicado en gran medida, decidí aislar ambos lados de la siguiente manera (fuente):

Esto da un tiempo de subida agradable ~7us a través de 3V (primer captura de pantalla, lo cual tiene sentido ahora dado el tiempo de respuesta de ~100us a través de 100V del BPW41 por hoja de datos).

Curioso acerca del tiempo de ~200us que tarda en bajar el voltaje (segunda imagen), no puedo ver dónde habría alguna capacitancia en el circuito (¿si es eso lo que es?)

Answer 1

No mida la señal base (lo que usted llama, creo, siggen). En su lugar, mida el voltaje a través de la resistencia del LED, ya que esto mostrará la corriente real a través del LED.

Sin embargo, tenga cuidado: su configuración no puede medir la latencia del fotodiodo. Lo que puede hacer es medir la latencia total del LED y el fotodiodo.

Tampoco se preocupe por la respuesta del 7805. Es demasiado lento para responder en 20 o 30 nsec.

Probablemente tenga razón acerca de la viabilidad de su medición. Vea aquí

Si realmente le preocupa este tipo de retraso, la activación y desactivación del transistor dominarán. Sinceramente, no estoy seguro de confiar en el límite implícito de 20 nsec en la activación de T1. Si su generador de señales puede conducir 50 ohmios a 5 voltios, eso está produciendo 100 mA, que debería ser más que suficiente para impulsar la mayoría de los LEDs sin necesidad de usar un transistor en absoluto. Con un pulso de este corto tiempo de subida, recomendaría conducir el LED con un cable coaxial de 50 ohmios y una carga de 50 ohmios, luego proporcionar al LED una resistencia limitadora de corriente separada y limitar la corriente del LED a algo como 10 mA. Dado que esto es el 10% de la corriente de terminación, obtendrá un acoplamiento decente y un tiempo de subida razonablemente bueno con muy poco ringing.

EDICIÓN - Dirigiéndose al nuevo circuito y trazas.

Ha preguntado sobre el tiempo de caída de retraso. Su transistor está siendo conducido a saturación, y lleva un tiempo considerable para que un BJT se recupere de esa condición. Si mira la hoja de datos de su transistor, debería ver los tiempos de activación y desactivación. Dado que no ha enumerado ningún valor de componentes o niveles de señal, es imposible decir qué tan mal está la situación.

Recomendaría comenzar una nueva pregunta. Basada en su circuito actual, haga dos variaciones. La primera versión tendrá el fotodiodo simplemente conduciendo una resistencia a tierra, preferiblemente un valor bastante bajo como 100 ohmios. Esto establecerá el tiempo de respuesta del PD en sí. Necesita una resistencia bastante baja para evitar que las capacitancias parásitas ralenticen la respuesta aparente. Cuando haga esto, necesitará colocar el PD en contacto directo con el LED para recoger la mayor cantidad de luz posible y maximizar su señal.

Una vez que conozca la respuesta real, entonces puede agregarle su transistor y ver qué sucede.