Bir LED'in açık / kapalı modülasyonunu yapmanın en hızlı yolu?

Bir LED'i hızlı bir şekilde modüle etmem gerekiyor (çoklu megahertz aralığı). Yüksek güçlü bir LED. Bunu yapmak için iyi bilinen herhangi bir yöntemi bulmakta sorun yaşadım. Gerilimi bir FET ile değiştirmek basitçe LED'i hızlı bir şekilde açar, ancak düşme süresi zarar görür ve bunu çözmek için, örneğin kısa bir süre için ters bir önyargıya geçiş yapmak gibi farklı çözümler vardır. Herhangi bir fikir?

Devre dışı bırakmanın altında yatan problem, yük taşıyıcıların pn bağlantısının bir akım indükleyici gibi hareket etmesini sağlamasıdır. Bu konuda herhangi bir referans bulunamadı.

Bir lazer diyodunun çok daha hızlı bir şekilde modüle edilebileceğini biliyorum.

EDIT: Bu soru çok fazla görüşe sahip olduğundan, biraz bağlam eklememe izin verin - bunun için uygulama, uçuş zamanı CMOS sensörü kullanan bir 3D kameraydı. Esasen, ışığı gönderirsiniz, görüntülenecek olan sahnede zıplar ve görüntü sensörü gönderilen ışık ile alınan ışık arasındaki faz farkını ayırt eder. Daha hızlı ve daha derin modülasyon, 3D görüntüde daha iyi çözünürlük ve daha az gürültü anlamına gelir. Bu özel uygulamada, 20 MHz hedef modülasyon oranıydı.

Verileri bu şekilde göndermeye çalışıyorsanız, onu% 0 -% 100 olarak değiştirmeye çalışmayın. % 10 -% 90 gidin, bu daha hızlı olacaktır.

Hızlı bir şekilde kapatmak için, push-pull konfigürasyonunda 2 transistöre, PNP + NPN veya N-MOSFET + P-MOSFET'e ihtiyacınız var, böylece 'kapalı' durum LED'i toprağa kısa devre yapacaktır. BJT ile yüksek hıza ulaşmak daha kolay olacaktır.

1-5Mhz seviyesinin üzerine çıkmanız gerekiyorsa, doygunluk önleyici Schottky diyotları eklemeniz gerekir.

Denenecek bir başka şey, 4 BJT'den çıkan köprü devresidir - LED'in kalan şarjını daha da hızlı bir şekilde ortadan kaldırır (LED kapalı durumdayken ters eğilimde olacağı için), ancak bunu denemedim. Ters önyargı çok fazla olduğunda bazı LED'ler ölebilir.

LED'lerin kendilerinin kapanması biraz zaman alıyor ancak birkaç MHz'nin hala mümkün olduğunu düşünüyorum.

Sorununuz, LED'i değiştirmek için kullanılan transistörün kapalı olma süresidir. LED'i kolektör yerine vericiden sürmeyi deneyin. Lojik çıkış, doğrudan NPN'in tabanını, besleyiciye bağlı kollektörü, rezistöre yayıcıyı, ardından LED'i ve ardından toprağı sürür. Transistör asla doymadığından, hızlı bir şekilde kapanması gerekir. Baz aktif olarak düşük bir voltaja zorlanıyor, bu da hızlı bir şekilde kapanmasına yardımcı olmalı.

Bu web sitesinde hızlı LED geçişi için basit bir devre var. http://www.fiber-optics.info/articles/light-emitting_diode_led Denemedim ama aynı problem üzerinde çalışıyorum. sürekli işlemden sonra en hızlı kapanma zamanına ihtiyaç duyar

Brian O'Regan tarafından yayınlanan linke ilgili bilgileri tam cevap olarak eklemek için :

Belge, dijital LED sürücüler için üç ortak / popüler devreyi gösterir:

1. Seri sürücü
2. şönt
3. Aşırı ve az sürüş ile şönt

1. Seri

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

• Q1 LED'i doğrudan değiştirir

Pro: Düşük ortalama güç kaynağı akımı
Con: Düşük hız (<30-50 Mb / s)

2. Şant

^{bu devreyi simüle et}

• Q1 LED'i örter - yani hızlı bir boşalma == hızlı kapanma süresi

Pro: Daha yüksek hız (birkaç kez daha hızlı 1 kez)
Con: Daha yüksek güç tüketimi (LED, LED açıkken olduğundan daha fazla akım çeker!)

3. Over & Under Drive ile Şönt

^{bu devreyi simüle et}

2'ye kadar uzanır.

• C1, Q1'in anahtarlama zamanını azaltır
• R3, R4 ve C2 açıldığında aşırı sürüş ve kapanmada düşük sürüş sağlar
• R3 + C2 için tipik RC zaman sabiti = LED'in yükselme / düşme süresi

Pro: 2'den daha yüksek sonuçlanan hızlar.
Con: Dikkatlice seçilmiş değerler gerekli - aksi takdirde yıkıcı

özet:

• Yüksek performanslı LED'ler ve sürücü tasarımı için optik yükselme süreleri 1,5 ns kadar kısa olabilir.
• LED'lerin çoğu daha yavaş kapanma sürelerine sahiptir.
• Burada dikkatli bir tasarımla 2.5ns optik kapanma süresine ulaşılabilir.
• Dinamik yanıtı iyileştirmek için önyargılı bir akımın (küçük bir tepe noktası akımının yüzde birkaçı) önyargılı olması çoğu zaman iyi bir fikirdir ve böylece LED asla ters önyargılı olmaz.

Tüm bu konseptlerle, üretime hazır kurulumlar için yaklaşık 270 Mb / s hıza ulaşılabilir.

Tüm bu bilgiler yalnızca bağlantılı belgeden kaynaklanır. Kendi kendine deneme yapılmamıştır.

Bunun orijinal cevabın çok büyük bir düzenlemesi olduğunu hissettim; yanlışsa, bilgiyi bir düzenlemeye taşıdığım için mutluyum.

LED'inizi sürmek için bir "transistör sürücüsü" kullanmayı düşündünüz mü? (Ya da belki de bir transistör kullanmak için düşünülüyordu, kullanılması amaçlanan şekilde, bir transistörü sürmek - yani LED'inizi mi sürmek?)

Veri sayfasının tümü 10 ns'de oldukça kapasitif bir yük taşıyabildiği, en sevdiğim elektronik tedarik web sitelerinde bulunan Microchip MCP14628, Texas Instruments TPS28226 vb. Gibi aygıtlardan bahsediyorum . (Umarım LED'iniz çok daha az kapasitif olur ve bu yongalar onu daha hızlı değiştirebilir).

ps: her transistör sürücüleri için veri sayfası "tepe gücü" için büyük bir sondaj numarası verir. Bu sayı sadece çok kısa darbeler için geçerlidir. LED'ler, sürekli güç oranının yaklaşık 4 katı olan benzer bir "tepe güç" derecesine sahiptir. Optik iletişim sistemlerinin çoğunun dikkatlice tasarlandığını duydum; sistem kapatılmadan ve soğumaya başlamadan önce LED'i veya lazeri en fazla bir veya iki kez açacak - örneğin iki kodlu kodlama aka Manchester kodu ve dört kodlamadan biri aka PPM .

Bazı IrDA cihazlarının 16 Mbit / s, 96 Mbit / s veya 1 Gbit / s'de iletişim kurabildiğine dair söylentiler duyuyorum . Bu, raftan bir şey satın alabilmek için yapmak istediğiniz şeye yeterince yakın mı? Ya da raftan bir şey satın alabilir, açabilir ve nispeten küçük değişiklikler yapabilir?

Zetex FMMT 413, 415 veya 417 TA ile çığ transistör devresi yaptım. Kapasitör yerine, Blumlein devresinde olduğu gibi 50 Ohm'lık bir koaksiyel kablo kullandım. Bununla küçük bir SMT yeşil LED kullandım ve ~ 7 ns yükselme süresi ve ~ 10 ns darbe genişliği aldım (Blumlein devresi için koaksiyel kablonun uzunluğuyla belirlendi). Çığ transistörü için bir HV güç kaynağına ihtiyacınız var.

Bir gazetede gördüğüm bu devreyi eklemek istedim. Hem sürücüde hem de sürücüde var ama ben 3 ile nasıl karşılaştığını bilmiyorum. Stefan Kruger'ın cevabında Over & Under Drive ile Shunt. En azından kapalı olduğunda ... düşük güç olmalı gibi görünüyor. Yine, değerlerin dikkatli olması gerekir, böylece bir TVS'yi yerleştirebilmenize rağmen, şarjdaki pozitif akımın tepe noktası ve deşarjdaki negatif akımın tepe noktası (ve diyot üzerine uygulanan bağlı voltaj yükselmesi) kızarmaz. LED'i korumak ve hızdan ödün vermeden bileşen seçimini kritik hale getirmek için paraleldir.

Bu devreyi henüz kullanmam gerekiyor, ancak MOSFET ile paralel olarak büyük bir ön dirençle açılma hızını artırabilirsiniz; böylece LED kapalıyken önyargılı olur. Bununla birlikte, MOSFET kaçak akımı bunun için yeterli olabilir veya akımın tepe noktası için gereksiz olabilir. Sanırım, eğer transistör hızı bir şekilde sınırlayıcı bir faktör ise, doygunluğu önlemek için yayıcı ya da kaynak takipçisi olarak değiştirebilirsin.

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

Uygulamanızın ne olduğunu bilmiyorum, ancak bu yüksek parlaklıktaki LED sürücülerinin ilgi çekici / kullanımı olabilir mi?

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

Başka benzerler de var.

Daha önce hızlı bakliyat incelemesi yaptım ve bu yazıda devre gibi bir şey uyguladık ( ilgili bir güç noktasında daha kaliteli rakamlar ). Bu etkili bir akım darbe şekillendirici devredir ve "nanosaniye darbeli LED'ler" üzerinde arama yaparsanız daha fazlasını bulacaksınız.