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DL100-7-PCBA3

器件型号:DL100-7-PCBA3
器件类别:开发板/开发套件/开发工具   
厂商名称:First Sensor
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器件描述

Optical Sensor Development Tools duall pos sensing w/preamp circuitry

参数
产品属性属性值
产品种类:
Product Category:
Optical Sensor Development Tools
制造商:
Manufacturer:
First Sensor
RoHS:No
类型:
Type:
Position Sensors
工作电源电压:
Operating Supply Voltage:
15 V
封装:
Packaging:
Bulk
商标:
Brand:
First Sensor
Dimensions:41.9 mm x 28.7 mm x 6.3 mm
最大工作温度:
Maximum Operating Temperature:
+ 70 C
最小工作温度:
Minimum Operating Temperature:
0 C
系列:
Series:
PSD Series 7
工厂包装数量:
Factory Pack Quantity:
1
零件号别名:
Part # Aliases:
10-018 500744

DL100-7-PCBA3器件文档内容

                                                                                                                                                                                         PSD Series Data Sheet

                                                                                      Dual Axis PSD with Sum and Difference Amplifier

                                                                                                                                              Part Description DL100-7-PCBA3

                                                                                                                                                                                                       US Order # 10-018

                                                                                                                                                                                  International Order # 500744

                                                                                                                                       41.9                                                            2X 8.9

                                                                                            3.2                                        35.56                                                  2X 2.54

                                                                                                                             PSD       CL              ±0.50                                  1.57

                                                                                                                                                 19.4                                         1.00

                                                                                                                                                                                  CHIP SURFACE

                                                                                                                                                                             2X Ø2.54

                                                                                      22.3                                                                                        TOOLING HOLE

                                                                                                                                       X-

                                                                                28.7  PSD CL                                 Y-            Y+                                                                        2X 2.3

                                                                                            ±0.50                                      X+                                 

                                                                                            11.2

                                                                                                                                                                            1.9

                                                                                                                                                                                    1.9

                                                                                            3.2                                        12     3  4  5  6     7         8  9

                                                                                                                             2.54 TYP                                                         2.1

                                                                                      ACTIVE AREA = 100  mm 2                8 PL                                              14.4

                                                                                      (10 mm X 10 mm)

                                                                                                                                                    22.9                                               6.3

                                                                                                                                                                                                                          S         C

   DESCRIPTION                                                                                                                                               APPLICATIONS                                            RoH            OMPL I A NT

   The DL100-7-PCBA3 is a 10 mm X 10 mm dual axis position sensing diode on a PCB with sum                                                                     NIR & visible pulsed light

   and difference amplifiers. It also contains circuitry for applying a 14.3 V bias voltage to the                                                              positioning and tracking

   position sensing diode, or the user can externally apply a bias voltage. The board has a 9 pin                                                              Laser beam tracking

   connector attached for easy hook up.

   Outputs are bipolar voltage analogs of the X and Y position of the light spot centroid, as well as

   the total X current and the total Y current. The sum outputs may be used to externally normalize

   the X and Y difference outputs. By normalizing the X and Y signals, they become independent of

   fluctuations in light spot intensity.

ABSOLUTE MAXIMUM RATING                                                                     SPECTRAL                         RESPONSE @                                        22C

    SYMBOL          PARAMETER                   MIN  MAX                      UNITS

      TSTG          Storage Temp                -15  +100                       C                                           0.70

      TOP           Operating Temp              0    +70                        C                                           0.60

      VS            Power Supply Voltage        ±10  ±18                        V                        RESPONSIVITY (A/W)

                    Recommended ±15V                                                                                         0.50

      VR            Applied Bias Voltage*       0    ±10                        V                                            0.40

   CONNECTION                                      PIN CONNECTIONS                                                           0.30

   S                                       PIN       FUNCTION

                                           1    NEGATIVE BIAS VOLTAGE TO PSD                                                 0.20

                                           2    POSITIVE BIAS VOLTAGE TO PSD

                                           3    Y AXIS VOLTAGE OUT- BIPOLAR                                                  0.10

                                           4    X AXIS VOLTAGE OUT- BIPOLAR

                                           5    ANODE SUM (Y AXIS)- POSITIVE

                                           6    CATHODE SUM (X AXIS)- NEGATIVE                                               0.00

                                           7    +15 V SUPPLY VOLTAGE                                                                   300       400            500            600       700      800  900     1000  1100

                                           8    SIGNAL & POWER COMMON                                                                                                          WAVELENGTH (nm)

                                           9    -15 V SUPPLY VOLTAGE

   ELECTRO-OPTICAL CHARACTERISTICS @ 22 C

            SYMBOL  CHARACTERISTIC                                              TEST CONDITIONS                                                                              MIN            TYP        MAX                   UNITS

             IO     Output Current Limit                                        Vs = ± 15 V; VR = 0 V                                                                        ---            ---        25                    mA

                    Theoretical noise                                           Vs = ± 15 V; VR = 0 V                                                                        ---              15       ---                nV/√Hz

            -3dB  Bandwidth**                                                 Vs = ± 15 V; VR = 10 V;  = 880 nm                                                           ---            257        ---                   kHz

                    Resolution**                                                Vs = ± 15 V; VR = 10 V;  = 880 nm                                                           1.0            ---        ---                   µm

                    Linearity**                                                 Vs = ± 15 V; VR = 10 V;  = 880 nm                                                           ---              ±1       ---           %    of full scale

                    Maximum light intensity                                     Vs = ± 15 V; VR = 10 V;  = 880 nm                                                           ---            ---        1.5                   W/cm²

*     actual bias voltage to photodiode: pad 1 voltage times 0.95.

**    dependant on bias voltage

Disclaimer:  Due to our policy of continued development, specifications are subject to change without                                                     notice.

    8/22/2013                                                                                                                                                                                                  PAGE 1 OF 3
                             CATHODE 1             ANODE        1                        J1          - PHOTODIODE BIAS (OPTIONAL) PIN 1

                                                                               -15 V

                                                                                                     V(y) DIFFERENCE PIN 3

                                                                               DIFF

                             CATHODE 2             ANODE        2                                    V(y) SUM PIN 5

                                         DL100-7-CER                           SUM

                                                                                      +15 V          +15 V PIN 7

                                                                                      -15 V          -15 V PIN 9

                                                                                      AGND           ANALOG GROUND PIN 8

                                                                                                     V(x) DIFFERENCE PIN 4

                                                                               DIFF

                                                                                                     V(x) SUM PIN 6

                                                                               SUM

                      BLOCK DIAGRAM                                                                  + PHOTODIODE BIAS (OPTIONAL)             PIN  2

                                                                                         J2

                                                                               +15    V

                                                                   APPLICATION NOTES

Description

The  DL100-7-PCBA3    is  a  duolateral  position  sensing      module   composed        of  a  10   mm  X  10  mm    active  area  position  sensing  photodiode         and

associated circuitry. It senses the position of a light spot on the surface of the photodiode and provides the voltage analogs of the X, Y and spot

intensity.

The sensing diode is made using silicon technology and consequently responds to light wavelengths between 400 nm and 1100 nm. The output, as

a function of wavelength, follows our typical -7 process silicon photodiode responsivity curve.

PSD’s

Duolateral  position  sensing  diodes  are  photodiodes   with     electrodes  placed    at     the  edges  of  the   photodiode.   Two  resistive    sheet s  cover  the  pn

junction, with one sheet on top and one sheet on the bottom. As light impinges on the photodiode, the pn junction generates a current at the

centroid of the light power density. The current from this generator separates at the top resistive sheet according to Ohm’s law, and electrodes at

opposite ends collect the individual currents. The response at the bottom sheet layer is similar to the top sheet except that t he current is in the

opposite direction. The bottom electrodes are placed at edges orthogonal to the top electrodes.

Outputs

The  DL100-7-PCBA3    module   contains     amplifiers    that  convert  the   light  generated      currents   into  voltages.  The  voltages  are   then     processed   to

provide a bipolar signal for the X axis and a bipolar signal for the Y axis. The currents are further processed to provide a voltage for the total X

current and the total Y current. These voltages represent the light intensity. Note: the X SUM output voltage is negative, the Y SUM is positive.

PSD Biasing

Position sensing diodes of the type used in the DL100-7-PCBA3 module are more accurate if a reverse bias is applied across the diode. Installing

jumpers J1 and J2 will engage circuitry that uses the supply voltage to create and apply a reverse bias of ~95% of the supply voltage (14.3                           volts

with a +/-15 V supply). In this configuration, there should be no connection to Pins 1 and 2. For bias voltages other than 14.3 volts, remove

jumpers J1 and J2 and hook up an external bias source to Pins 1 and 2. (For zero bias operation, just remove jumpers. No conn ection is necessary

to Pins 1 and 2). Although reduced bias will degrade the linearity performance of the PSD, voltage offset and noise can be improved. Determining

the optimum bias voltage for each application is usually a “trial and error” procedure. If determining positions over a large area of the PSD is

required, the built-in 14.3 volts bias is probably the best option. If low light levels and/or small incremental movement over a small area of the PSD

are the application, then zero to low bias voltage may work best.

Effects of Light Spot Shape, Size and Intensity

Since the photodiode current appears to be generated at the centroid of the light spot power density, it is the centroid loca tion that is tracked by

the voltage outputs. If any of the light spot is off the photodiode then the centroid of the light that does fall in the photodiode is the location

tracked.

The ultimate resolution of the position sensor is signal to noise limited. Consequently, the spot intensity should be as great as possible without

causing damage to the photodiode. There is a limit to the intensity. The spot size and intensity should not concentrate the beam such that the light

power locally heats the detector surface above 110 C. In practice the light intensity should never exceed 1.5 W/cm². Many applications use an

intensity of 1 to 3 milliwatts for a spot size of 1 mm².

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The   current    outputs  of  the  photodiode  are  dependant      on  the   light  intensity   and  as   a  result  the  voltage     outputs     are  also  depen dant       on  light

intensity. If the beam source changes intensity when the spot location is being sensed, then the output should be normalized using the sum signals

available on the DL100-7-PCBA3. Normalization is accomplished externally by dividing the location voltage by the sum voltage for the layer (X or Y)

being measured. The DL100-7-PCBA3 does not normalize the location output signals.

Ambient Light Considerations

Ambient light can cause errors and reduced resolution. If the ambient light is of homogenous power density over the entire diode surface it will

appear    as  a  current  source   at  the  diode  center.  Since  this  apparent   source      adds  to     the  signal  current     the  overall     current  is  i ncreased.   The

differencing circuits will eliminate this current from the X, Y outputs but it will still be included in the sum circuit outputs.

If the beam to be tracked is monochromatic, or nearly so, a bandpass filter can be placed in front of the diode to eliminate most of the ambient

light. If the ambient light contains shadows that fall on the diode surface, the apparent current source will be off center and will contribute to an

offset in the position outputs as well as contributing to the sum outputs. Again, an optical filter can eliminate or reduce most of these undesirable

effects.

If the ambient light contains shadows that are changing with time then the position outputs and the sum circuit outputs will also show a time

varying signal that is related to the shifting ambient light.

Resolution

Best  resolution  is  obtained     with  the  maximum       allowable    light  intensity  and      optimum  wavelength.         The  temperature      should       be  held  within

specification. Resolution obtainable under specified conditions is 0.5 µm or less.

Speed of Response

Increasing the PSD bias voltage will increase the speed of the DL100-7-PCBA3. The internally created reverse bias of 14.3 volts is sufficient for

most applications. As noted above, Pins 1 and 2 are provided to reduce the 14.3 V reverse bias, but biasing above 14.3 volts provides only a small

increase of speed. Care should be taken not to exceed the circuit common mode values and the breakdown voltage of the diode. See Absolute

Maximum Ratings on page one.

The rise and fall time of the DL100-7-PCBA3 module with the 1 cm² DL100-7-CER diode is better than 5 µs.

Linearity

Linearity improves with increased reverse bias. The 14.3 V bias provided by the DL100-7-PCBA3 module gives a linearity of ± 1 percent of full

scale or better.

Temperature Considerations

The operation temperature must be between 0 to 70 C. For best resolution the temperature should be kept at or below 25 C. Thermal gradients

across the detector will cause position errors and should be avoided.

Offsets

Precision components are used in the circuitry but          as  much     as  250    millivolts  of  dark  offset  may     still  be  present  in  the  outputs.     If  this  causes  a

problem the offsets should be removed externally.

                                                                                USA                                                  International sales

                                                                                First Sensor Inc.                                    First Sensor AG

                                                                                5700 Corsa Avenue, #105                              Peter-Behrens-Str. 15

                                                                                Westlake Village, CA 91362 USA                       12459 Berlin, Germany

                                                                                T + 818 706-3400                                     T + 49 30 6399 2399

                                                                                F + 818 889-7053                                     F + 49 30 639923-752

                                                                                contact.us@first-sensor.com                          sales.opto@first-sensor.com

                                                                                www.first-sensor.com                                 www.first-sensor.com

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