独り言1

シグナル(受光パワー)        
  M=1の受光感度 ※905ns 0.416 A/W APD仕様書800ns&905ns減衰
  反射率 γ 0.5 - 任意の値を入力
  受光径 r 3.66E-03 m MEMS仕様(入射角による楕円)
  測距距離 R 50 m 任意の値を入力
  LDピークパワー P 29.7 W LiDAR仕様
  送信効率 0.605 光学モジュール仕様
  受信効率 0.609 光学モジュール仕様
  送信ビームパワー 18.0 W 計算
  受信パワーPt 10.9 W 計算
  受信強度 Pr '=D4/PI()*D$11*PI()*POWER(D$5,2)/4/POWER(D6,2) W 計算
         
ノイズ        
  帯域幅 B 5.00E+07 Hz RX設計値
         
景光 受信レンズ焦点距離f_RX 5.73E-02 m 光学モジュール仕様
  APD径D_APD 5.0E-04 m APD仕様
  バックグラウンド光密度Eb 32.5 W/m^2 LiDAR仕様
  景光強度Pb '=$D$4/PI()*$D$19*PI()*POWER($D$5,2)/4*PI()*POWER($D$18,2)/4/POWER($D$17,2) W 計算
  パルス幅 tw 5.00E-09 ns RX半値幅
  景光ノイズIbn '=SQRT(2*D27*$D$3*D20/D21) A 計算
  景光ノイズ実効値Vbn '=D22*D51 Vrms 計算
  景光ノイズピーク値Vbn '=D23*2*3.3 Vpp 計算
         
  浜松ホトニクス資料より      
APD 1電子当たりの電荷量 q '=1.60218*10^-19 C 定数
  M=1のときの光電流 IL '=D3*D12 A 計算
  増幅される内部暗電流 Idg 5.00E-11 A APD仕様書 (M=1、25℃)
  APD温度 25 任意の値を入力
  暗電流温度係数 1.1 倍/℃ APD仕様書 (M=100、25℃)
  増倍率 M 100 任意の値を入力
  過剰雑音指数 F 0.3 - APD仕様書 (M=100、25℃)
  増幅されない表面暗電流 Ids 0.00E+00 A 不明なので今は0
  APDショットノイズ Isn '=SQRT(2*D27*(D28+D29**1*D15*D32^2*D33+2*D27*D34*D34) A 計算
  APDショットノイズ実効値 Vsn '=D35*D51 Vrms 計算
  APDショットノイズピーク値 Vsn '=D36*2*3.3 Vpp 計算
         
  APDのみのS/N '=20*LOG(D28*D32/(D35*2*3.3/2)) dB 計算 二乗平均後pp/2で算出
         
ICノイズ1 TIAアンプ OPA859 Vni 3.3 nV/√Hz オペアンプ仕様
  帰還容量 0.3 pF RX設計値
  APD寄生容量 1.6 pF APD仕様
  アンプ入力容量 0.2 pF オペアンプ仕様
  ノイズゲイン '=1+(D43+D44)/D42 計算
  出力ノイズ '=D41*D45 nV/√Hz 計算
  出力ノイズ実効値 vn '=(D46*SQRT(D15)/1000000000) Vrms 計算
  出力ノイズピーク値 vn '=D47*2*3.3 Vpp 計算
TIA帰還抵抗 ボルツマン定数 k '=1.38064852*10^-23 m^2*kg/s^2/K 定数
  絶対温度 T 273 K 任意の値を入力
  帰還抵抗 RL 10000 Ω RX設計値
  帰還抵抗熱雑音実効値 Vtn '=SQRT(4*D49*D50*D15*D51) Vrms 計算
  帰還抵抗熱雑音ピーク値 Vtn '=D52*2*3.3 Vpp 計算
         
ICノイズ2 アンプ LTC6253 Vni 2.8 nV/√Hz オペアンプ仕様
  帰還容量 5.0 pF RX設計値
  アンプ入力容量 2.5 pF オペアンプ仕様
  ノイズゲイン '=1+(D57)/D56 計算
  出力ノイズ '=D55*D58 nV/√Hz 計算
  出力ノイズ実効値 vn '=(D59*SQRT(D15)/1000000000) Vrms 計算
  出力ノイズピーク値 vn '=D60*2*3.3 Vpp 計算
帰還抵抗2 ボルツマン定数 k '=1.38064852*10^-23 m^2*kg/s^2/K 定数
  絶対温度 T 273 K 任意の値を入力
  帰還抵抗 RL 5100 Ω RX設計値
  帰還抵抗熱雑音実効値 Vtn '=SQRT(4*D62*D63*D15*D64) Vrms 計算
  帰還抵抗熱雑音ピーク値 Vtn '=D65*2*3.3 Vpp 計算
         
ICノイズ3 アンプ LTC6404 Vni 1.5 nV/√Hz オペアンプ仕様
  帰還容量 1.0 pF RX設計値
  アンプ入力容量 1.0 pF オペアンプ仕様
  ノイズゲイン '=1+(D70)/D69 計算
  出力ノイズ '=D68*D71 nV/√Hz 計算
  出力ノイズ実効値 vn '=(D72*SQRT(D15)/1000000000) Vrms 計算
  出力ノイズピーク値 vn '=D73*2*3.3 Vpp 定数
帰還抵抗3 ボルツマン定数 k '=1.38064852*10^-23 m^2*kg/s^2/K 定数
  絶対温度 T 273 K 任意の値を入力
  帰還抵抗 RL 2000 Ω RX設計値
  帰還抵抗熱雑音実効値 Vtn '=SQRT(4*D75*D76*D15*D77) Vrms 計算
  帰還抵抗熱雑音ピーク値 Vtn '=D78*2*3.3 Vpp 計算
         
         
理論S/N TI電流信号レベル Is '=D28*D32 A 計算
  TIA電圧信号レベル Vs '=D28*D32*D51 Vpp 計算
  TIA電圧ノイズレベル Vn      
  50終端ゲイン 0.5000  
  バッファ出力 Vs1 '=D83*D85    
  バッファ出力ノイズ Vn1      
    5.0000  
  AD前レベル '=D83*2.5 Vpp  
  AD後digit値 '=D89/0.0007263 digit 計算
  差動前ノイズ '=SQRT(D53^2+D37^2+D48^2+D24^2+D61^2+D66^2)    
  AD前電圧ノイズVn_total '=SQRT((D91*2.5)^2+D74^2+D79^2) Vpp 計算
  S/N '=20*LOG(D89/D92) dB ここでジャッジできるようにする
  ノイズ固定 S/N '=20*LOG(D83/$D$92) dB 計算
         
フォトン プランク定数h 6.63E-34 J・s 定数
  真空中の光速c 3.00E+08 m/s 定数
  波長λ 9.05E-07 m 定数
  フォトン数N '=D12*D98/D96/D97*(0.000000005) 計算

*1:D30-25)*D31