图 1:用于流式细胞术、光谱法或其他分析测量应用的精密宽带宽光测量框图。(图片 Devices)
图 2:LTC6268H-10 放大器的低输入偏置电流、低噪声和宽带宽使其适合用作 TIA。(图片 Devices)
图 2 框图中第三个和第四个功能的职责是将 TIA 的输出信号转换为数字表示。第三、第四和参考功能的组合创建了一个数据采集解决方案。该解决方案集成了滤波器、驱动放大器、电压基准和 ADC(图 3)。
图 3:ADAQ23876 构成数据采集解决方案,显示为增益为 1.38 的单端输入配置。(图片 Devices)
在图 3 中,Analog Devices ADAQ23876具有一个 16 位、每秒 15 兆样本 (MSPS)、逐次逼近寄存器 (SAR) ADC,可提供零延迟结果。输入的全差分放大器 (FDA) 的 R IN和 C IN分别为 1,407 Ω 和 3.3 皮法 (pF),以创建一阶低通滤波器。电路的噪声响应通常是特定原理图中各个组件的组合。LTspice 的噪声分析功能可帮助您推导出噪声响应。为了演示,本博客使用带有光电二极管、TIA 和数据采集解决方案模型的光测量电路(图 4)。
图 4:该仿真模型使用 LTC6862-10 FET 运算放大器和 ADAQ23876 数据采集解决方案来产生噪声响应。(图片 Devices)
在图 4 中,光电二极管模型代表 Optoelectronics FCI-125G-006 1.25 千兆位每秒 (Gbit/s) 硅传感器。FCI-125G-006 具有 0.66 pF 的反向偏置寄生电容。选择的 TIA 单放大器 LTC6268H-10 在高于 10 伏特/伏特 (V/V) 的闭环增益中保持稳定,并具有 –40°C 至 125°C 的宽温度范围规格。图 5:来自 ADAQ23876 16 位 ADC 和 LTC6268 TIA 的噪声,显示了两个器件的总噪声。(图片,邦妮贝克)
当用户按住 ctrl 左键单击图表顶部的曲线名称时,将显示整个仿真频谱中的总 RMS 噪声贡献(图 6)。
图 6:曲线下方区域的总噪声取决于仿真频率范围和器件的噪声生成值。一个简单的 ctrl 左键单击提供了这个 rms 值。(图片,邦妮贝克)
ADAQ23876 在整个频谱范围内的噪声产生等于 71.79 ?VRMS。在该图中,ADC 的 1 MHz 电压点噪声贡献约为 12 nV/√Hz。具有 1 Hz 带宽的点噪声出现在左下方,同时悬停在曲线上。
结论
对于基于光度测量的仪器,可以结合使用光电二极管、TIA(例如 LTC6268)和 ADAQ23876 16 位、15 MSPS μModule,以简化高精度、高速、完整数据采集系统的设计。与 LTspice 仿真工具一起,该组合使设计人员摆脱了繁琐的噪声计算、高速 PC 板布局和流式细胞仪等精密应用的芯片计数难题。免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。