найшвидший спосіб вмикати / вимикати модуляцію світлодіода?

Мені потрібно швидко модулювати світлодіод (діапазон багато мегагерців) увімкнення / вимкнення. Це світлодіод великої потужності. У мене були проблеми з пошуку будь-яких відомих методів для цього. Просто перемикання напруги за допомогою FET швидко вмикає світлодіод, але час падіння постраждає, і щоб вирішити це, я думаю, є якісь різні рішення, наприклад, можливо, на короткий час перемкнутись у зворотний зміщення? Будь-які ідеї?

Я думаю, що основна проблема вимкнення полягає в тому, що носії заряду змушують перехід pn трохи схожий на індуктор, оскільки струм буде тривати недовго після відключення градієнта напруги, але я не знайшов будь-яку посилання на це.

Я знаю, що лазер-діод можна модулювати набагато швидше.

EDIT: оскільки це питання має багато переглядів, дозвольте додати деякий контекст - додатком для цього була 3D-камера з використанням датчика CMOS часу польоту. По суті, ви відправляєте світло, воно відскакує на сцені для зображення, і датчик зображення може помітити різницю фаз між надісланим світлом і отриманим світлом. Більш швидка і глибша модуляція означає кращу роздільну здатність і менше шуму в 3D-зображенні. У цій конкретній програмі 20 МГц була цільовою швидкістю модуляції.

Якщо ви намагаєтеся надсилати дані таким чином, не намагайтеся модулювати їх 0% -100%. Ідіть на 10% -90%, це буде набагато швидше.

Щоб швидко вимкнути його, вам потрібні 2 транзистори в конфігурації push-pull, PNP + NPN або N-MOSFET + P-MOSFET, щоб світлодіод у вимкненому стані був коротко заземлений. Досягти високої швидкості за допомогою BJT було б простіше.

Якщо вам потрібно перейти на 1-5 МГц, вам потрібно буде додати антинасичені діоди Шотткі.

Ще одна річ, яку слід спробувати - це мостовий ланцюг з 4 BJT - це ще швидше усуне залишковий заряд у світлодіоді (так як світлодіод буде зворотно зміщений у вимкненому стані), але я цього не пробував. Деякі світлодіоди можуть загинути, якщо занадто сильно змінити реверс.

Самі світлодіоди займають трохи часу, щоб вимкнутись, але я думаю, що кілька МГц все ж можливі.

Здається, що ваша проблема - час вимкнення транзистора, який використовується для перемикання світлодіода. Спробуйте ввести світлодіод із випромінювача замість колектора. Логічний вихід приводить базу NPN безпосередньо, колектор підключений до живлення, випромінювач до резистора, потім до світлодіода, потім до заземлення. Оскільки транзистор ніколи не насичується, він повинен швидко вимкнутись. База активно примушується до низької напруги, що також повинно сприяти її швидкому відключенню.

на цьому веб-сайті є проста схема швидкої комутації світлодіодів. http://www.fiber-optics.info/articles/light-emitting_diode_led Я не пробував цього, але я працюю над тією ж проблемою. потрібно найшвидший час відключення після безперервної роботи

Щоб додати відповідну інформацію із посилання, розміщеного Брайаном О'Реганом, як повну відповідь:

Документ стосується трьох поширених / популярних схем для цифрових світлодіодних приводів:

1. Серійний привід
2. Шунт
3. Шунтуйте з надмірним і недостатнім приводом

1. Серія

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

• Q1 безпосередньо перемикає світлодіод

Pro: Низький середній струм живлення
Con: Низька швидкість (<30-50 Мб / с)

2. Шунт

^{моделювати цю схему}

• Q1 відключає світлодіод - таким чином, швидкий розряд == швидкий час вимкнення

Pro: Більш висока швидкість (в кілька разів швидше, ніж 1)
Con: Більш сильне розсіювання енергії (схема притягує більше струму при світлодіоді, ніж при включенні світлодіода!)

3. Shunt з над & Under Drive

^{моделювати цю схему}

розширюється 2.

• C1 зменшує час перемикання Q1
• R3, R4 і C2 забезпечують надмірний привід при увімкненні і недоступний привід при відключенні
• типова константа часу RC для R3 + C2 == час підйому / падіння світлодіода

Pro: вища швидкість, що виходить, ніж 2.
Con: ретельно підібрані значення - інакше руйнівні

резюме:

• Для високоефективних світлодіодів та дизайну драйверів оптичний час підйому може становити лише 1,5 секунди.
• Більшість світлодіодів мають повільніше час вимкнення.
• Тут при ретельному дизайні можна досягти часу оптичного відключення 2,5 с.
• Часто хорошою ідеєю є невеликий (кілька відсотків пікового струму приводу) попереднього зміщення струму для поліпшення динамічної реакції, і таким чином світлодіод ніколи не отримує зворотного зміщення.

З урахуванням усіх цих концепцій можна досягти швидкості роботи приблизно до 270 Мб / с для готових виробничих налаштувань.

Всю цю інформацію отримують лише із пов'язаного документа. Ніяких само експериментів не робилося.

Я відчував, що це занадто велика редакція оригінальної відповіді; якщо це неправильно, я радий перенести інформацію в редагування.

Чи обдумали ви використовувати "драйвер транзистора" для управління світлодіодом? (Чи, можливо, розглянути можливість використання "драйвера транзистора" таким чином, яким він був призначений для керування транзистором, - який потім керує вашим світлодіодом?)

Я говорю про такі пристрої, як Microchip MCP14628, Texas Instruments TPS28226 та ін., Доступні на моїх улюблених веб-сайтах електронних постачальників , усі з яких у заявках на лист даних можуть перемикати сильно ємнісний навантаження за 10 нс. (Сподіваємось, ваш світлодіод набагато менш ємнісний, і ці мікросхеми можуть перемикати його швидше).

ps: таблиця даних для кожного драйвера транзистора дає велике звучання для "пікової потужності". Це число справедливе лише для дуже коротких імпульсів. Часто світлодіоди мають подібний показник "пікової потужності", що приблизно в 4 рази перевищує показник постійної потужності. Я чую, що більшість систем оптичного зв’язку ретельно розроблені, і система вмикає світлодіод або лазер щонайбільше один-два бітні рази, перш ніж вимкнути його і дати йому охолонути - наприклад, кодування одного з двох ака- код Манчестера , і один з чотирьох кодування ака PPM .

Я чую чутки, що деякі пристрої IrDA можуть спілкуватися зі швидкістю 16 Мбіт / с, 96 Мбіт / с або 1 Гбіт / с. Це досить близько до того, що ви хочете зробити, що ви можете купити щось з полиці? Чи, можливо, придбати щось з полиці, зламати його та зробити відносно незначні зміни?

Я зробив ланцюговий транзисторний ланцюг із Zetex FMMT 413, 415 або 417 TA. Замість конденсатора я використав коаксіальний кабель 50 Ом, як у ланцюзі Blumlein. З цим я ввів невеликий зелений світлодіод SMT і отримав ~ 7 нс час підйому та ширину імпульсу ~ 10 нс (визначається довжиною коаксіального кабелю для ланцюга Blumlein). Для лавинного транзистора вам потрібен джерело високого струму.

Я хотів додати цю схему, яку я побачив у статті. У нього є як над приводом, так і під приводом, але я не знаю, як він порівнюється з 3. Шунтом із над & Under Drive у відповіді Стефана Крюгера. Здається, вона повинна бути меншою потужністю ... принаймні при відключенні. Знову ж таки, значення повинні бути обережними, щоб позитивний струм, що прийшов до заряду, і від'ємний струм, що припадає на розряд (і пов'язаний з ним спайк напруги, що застосовується до діода), не обсмажували його, хоча ви, можливо, зможете розмістити телевізор у паралельно захищати світлодіод і робити вибір компонентів критичним, не жертвуючи швидкістю.

Мені ще доводиться використовувати цю схему, але ви, можливо, зможете покращити швидкість включення за допомогою великого резистора зсуву паралельно MOSFET, щоб світлодіод був упередженим при вимкненому стані. Однак струму витоку MOSFET може бути достатньо для цього або це може бути непотрібним при максимумі струму. Я припускаю, що ви також можете змінити його на випромінювач або джерело джерела, щоб запобігти насиченню, якщо швидкість транзистора закінчиться якось обмежуючим фактором.

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Я не знаю, що це за ваша програма, але чи може цей діапазон світлодіодних драйверів високої яскравості представляти інтерес / використання?

http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/5274

Є й інші подібні.

Раніше я вивчав швидкі імпульси , і в кінцевому підсумку ми реалізували щось подібне до схеми в цій статті (показники кращої якості у відповідній точці мовлення ). Це ефективно схема формування струму імпульсу, і ви знайдете більше, якщо шукати на "наносекундних імпульсних світлодіодах"