Чому напруга фотодіоду "підстрибує"?

У мене встановлено фотодіод BPW-21, як показано нижче:

Фотодіод активується коливальним лазерним променем. Я очікував отримання чистого + 5 В до 0 В переходу в точці А, коли лазерний промінь падає на фотодіод і 0 В до + 5 В переходу, коли лазер відходить від фотодіоду. Однак те, що я насправді отримую на осцилограмі, - це декілька переходів 0 В до 5 В, що тривають протягом декількох сотень мікросекунд, перш ніж приєднатися до очікуваних напруг. Нижче наведено кілька прикладів слідів:

Моє запитання: Чому напруга в точці A "підстрибує"? Що відбувається у фото-діоді, щоб змусити відскакувати напругу між + до + 5В, перш ніж встановити очікуване значення? Будь-які ідеї

Абхішек

Напівпровідниковий лазерний ефект описується двома сполученими частковими диференціальними рівняннями щільності носія та щільності фотона, рівняння швидкості .

Рішення цих рівнянь призводить до нелінійного співвідношення інтенсивності струму, що викликає коливання релаксації при включенні діода.

Дивіться тут або наступне зображення: (джерело зображення: стор. 45 цього документа)

І те, що ви бачите, саме це коливання біля висхідного краю сигналу.

Це може бути рух. Можливо, у джерела лазера, але це може бути і на кінці фотодіоду, навіть вентилятор десь може викликати чутливість.

Однак якщо у вас немає діафрагми або неправильної діафрагми, також можна отримати відбиті лазерні доріжки до датчика, коли лазер перетинає металевий каркас датчика або відбивається всередині розташування.

Якщо у вас є будь-які інші види оптичних вікон, лазери також можуть підстрибувати всередині них.

Надмірна чутливість ланцюга детектора також спричинить вам горе. Для найкращих результатів ви хочете, щоб схема детектора давала вам десь 80-90% розмаху, коли повністю оголена, а не затоптана . Це дасть вам достатню толерантність до роботи над різними пристроями та умовами живлення, одночасно надаючи достатній діапазон сигналу для використання відповідного гістерезису.

ЗАГАЛЬНІ КОМЕНТАРИ:

Часто люди думають, що їм потрібно використовувати точні лазери для виявлення положення, оскільки вони вважають, що лазери чудові. Правда полягає в тому, що якщо ви не хочете розташувати щось на відстані до точності <1 мм, використання лазера насправді може заподіяти вам більше горя, ніж використання менш стовпчастого джерела світла.

За допомогою лазерів важливо вирівняти обидва кінці. За допомогою простого джерела світла та відповідного налаштування приймача вам потрібно лише точно розмістити приймач.

Лазери схильні до рикошету. Бувають випадки, коли лазер може насправді підстрибувати навколо об'єкта, який ви пов'язуєте, щоб виміряти і все ще опинитися на датчику. Гірше, що вони можуть насправді відскакувати всередині вашого датчика.

Якщо лазер і приймач розташовані метрів один від одного, у вас можуть виникнути проблеми з теплом. Відносний рух між ними внаслідок теплового розширення того, до чого вони прикріплені, може змусити лазер повністю пропустити ціль. Фактично, утримувати обидва кінці механічно з’єднаними - це загалом проблема.

У багатьох випадках я вважаю за доцільне розфокусувати лазер, щоб він потрапив як чверть розміром на кінці приймача. Діафрагма на детекторі була достатньо точною для виконання завдання, але проблеми з вирівнюванням та вібрацією відійшли.

Відбувається механічний рух. Це, ймовірно, буде мати вібрації.

Вихід фотодіоду ----, що ви показали ----, є залізничним транспортом, тому що лазер такий інтенсивний. Помістіть фільтр між лазером і PD, щоб отримати кращий вигляд енергії, що надходить.

Я підозрюю, що лазерний промінь може бути меншим за площу PD. Якщо це так, то, коли промінь рухається по всій ділянці, деякі його частини можуть проводити, а потім не проводити, викликаючи очевидне «підстрибування», поки не буде активовано достатню кількість PD для включення діода. По мірі виходу ефект повторюється, поки промінь не відключиться від усіх областей ПД. Це можна перевірити, тримаючи промінь стійким і використовуючи щось, щоб перервати його шлях, замість того, щоб переміщувати його через PD.