|
|
  |
Высокочастотный OpAmp для трнасимпедансного усилителя. |
|
|
|
Feb 14 2017, 13:04
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 2-02-17
Пользователь №: 95 274

|
Цитата(yakub_EZ @ Feb 14 2017, 11:26)  Не попадался, спасибо посмотрю, выглядит интересно.
|
|
|
|
|
Feb 14 2017, 13:19
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 2-02-17
Пользователь №: 95 274

|
Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 12:35)  Условно "однополярные" усилители нельзя подключить к двухполярному источнику? Не корпуса ли определяют основной вклад в емкость? Зачем ФД и резисторы обратной связи на высоких частотах стараются ставить на одном кристалле или в бескорпусном исполнении? Уверены, что с внешним резистором на 500 МГц получится не менее 150-200 Ом входного сопротивления? Какая должна быть геометрия печатных проводников, чтобы получить волновое сопротивление около 200 Ом? Уверены, что расчетная геометрия будет давать нужное сопротивление? Чем Роджер более высокочастотнее FR4, за исключением потерь и стабильности, важность которых в данном случае сомнительна? Усилители думаю можно, диоды нельзя, в средней точке диодов при одинаковой засветке должно быть около 0VDC. Емкость определяет размер кристалла фотодиода. Засунуть все в корпус диаода было бы хорошо, но на данном этапе это не реально так как нужно два диода которые засвечиваются разными лучами сходящимися под углом 90 градусов или приходящими от разных световодов как то так: http://www.squeezed-light.de/popbild10.htmlС волновым сопротивлением сейчас разбираюсь. Почему именно 150-200 Ом? Роджер, как вы заметили, более стабилен во всей полосе частот, ну и это не серийный продукт, опимизировать цену нет надобности, сэмплы примерно с лист А4, Роджер присылает бесплатно.
|
|
|
|
|
Feb 14 2017, 14:45
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 16:19)  Усилители думаю можно, диоды нельзя, в средней точке диодов при одинаковой засветке должно быть около 0VDC. По вашей схеме не вижу привязки диодов к нулевому потенциалу. Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 16:19)  Почему именно 150-200 Ом? В идеальном случае нужно больше, но геометрически сложно. Землю можно отодвинуть подальше, но как быть с влиянием соседних проводников? А зачем нужно большое сопротивление - это вы должны были ответить - источник сигнала (фотодиод) имеет высокое сопротивление, а для минимизации шумов (коэффициента шума) нужно согласовывать сопротивление источника и приемника, это касается и волнового сопротивления. С увеличением волнового сопротивления уменьшается и погонная емкость, известная формула. Поэтому ваши рассуждения по поводу обычных усилителей с внешними обратными связями кажутся легкомысленными. Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 16:19)  Роджер, как вы заметили, более стабилен во всей полосе частот, ну и это не серийный продукт, опимизировать цену нет надобности, сэмплы примерно с лист А4, Роджер присылает бесплатно. Нельзя сказать, что FR4 сильно меняет свою проницаемость с частотой и температурой. Медленный спад епсилон с 4.3 до 3.7 (примерно) в диапазоне 100-3000 МГц не сильно повлияет на характеристики, на фоне более существенного влияния емкостей полупроводниковых элементов. А материалы типа 4003/4350 по своей структуре мало отличаются от FR4. Другие типы Роджерсов на этапе опытного конструирования затруднят настройку: керамику вы не просверлите, а материалы типа флана "поплывут" под жалом паяльника. Стабильность материала важна в частотно-селектирующих цепях, а из ТЗ этого не следует.
|
|
|
|
|
Feb 14 2017, 15:41
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 2-02-17
Пользователь №: 95 274

|
Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 15:45)  По вашей схеме не вижу привязки диодов к нулевому потенциалу. При одинаковой засветке получается около нуля, плюс и минус напряжение регулируется, можно выставить ноль для конкретной пары диодов. Насколько я понял, чем ближе к нулю напряжени в этой точке тем меньше суммарный шум диодов. Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 15:45)  В идеальном случае нужно больше, но геометрически сложно. Землю можно отодвинуть подальше, но как быть с влиянием соседних проводников? А зачем нужно большое сопротивление - это вы должны были ответить - источник сигнала (фотодиод) имеет высокое сопротивление, а для минимизации шумов (коэффициента шума) нужно согласовывать сопротивление источника и приемника, это касается и волнового сопротивления. С увеличением волнового сопротивления уменьшается и погонная емкость, известная формула. Поэтому ваши рассуждения по поводу обычных усилителей с внешними обратными связями кажутся легкомысленными. Да вы правы, сопротивления должны быть согласованы для минимизации шумов, но как я понимаю входное сопротивление трансимпедансного усилителя весьма мало, около нуля и с этим ничего не сделать, нам нужно как можно меньшее входное сопротивления, чтобы диоды могли работать быстро или я ошибаюсь? Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 15:45)  Нельзя сказать, что FR4 сильно меняет свою проницаемость с частотой и температурой. Медленный спад епсилон с 4.3 до 3.7 (примерно) в диапазоне 100-3000 МГц не сильно повлияет на характеристики, на фоне более существенного влияния емкостей полупроводниковых элементов. А материалы типа 4003/4350 по своей структуре мало отличаются от FR4. Другие типы Роджерсов на этапе опытного конструирования затруднят настройку: керамику вы не просверлите, а материалы типа флана "поплывут" под жалом паяльника. Стабильность материала важна в частотно-селектирующих цепях, а из ТЗ этого не следует. у меня мало опыта работы с роджером, если можно будет использовать FR4 я буду только рад. RO4003C я только сейчас для пробы просверлил твердосплавным сверлом, ну буду сверла менять чаще. Схема простач, много отверстий думаю не надо будет, а может получится на одной стороне все развести.
|
|
|
|
|
Feb 14 2017, 17:02
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 18:41)  При одинаковой засветке получается около нуля, плюс и минус напряжение регулируется, можно выставить ноль для конкретной пары диодов. Точно также можно выставить любое другое напряжение. Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 18:41)  Насколько я понял, чем ближе к нулю напряжени в этой точке тем меньше суммарный шум диодов. Нет. Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 18:41)  Да вы правы, сопротивления должны быть согласованы для минимизации шумов, но как я понимаю входное сопротивление трансимпедансного усилителя весьма мало, около нуля и с этим ничего не сделать, нам нужно как можно меньшее входное сопротивления, чтобы диоды могли работать быстро или я ошибаюсь? Большое входное сопротивление - это ключевая особенность трансимпедансных усилителей. И как вам приводили ссылки, высокочастотные усилители есть (до 43 ГГц). Выше 500 МГц - это бескорпусные микросхемы, потому как любой корпус угробит входное сопротивление своей емкостью. Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 18:41)  RO4003C я только сейчас для пробы просверлил твердосплавным сверлом О нем я писал выше, материал нормальный с точки зрения обработки. Но для данной задачи - как из пушки по воробьям (по цене), но коль халявный, пользуйте. P.S. Не знаю почему, но на нашем форуме вижу "серьезные" знания по схемотехнике фотодиодных преобразователей. Что лазерные дальномеры, что оптико-волоконные преобразователи.
|
|
|
|
|
Feb 15 2017, 06:04
|

Профессионал
    
Группа: Участник
Сообщений: 1 220
Регистрация: 10-10-06
Из: Петербург
Пользователь №: 21 169

|
Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 20:02)  Цитата(ytyt @ Feb 14 2017, 18:41)  Насколько я понял, чем ближе к нулю напряжение в этой точке тем меньше суммарный шум диодов.
Нет. Шум меньше, но не диодов. Их ставят в такую схему вычитания для подавления шумов источника света. Ёмкость входа усилителя должна быть подобна суммарной ёмкости фотодиодов. Малосигнальная полоса LMH6629 при усилении 10 - 1ГГц. Ещё есть возможность разделения сигнала на 2 ветви - постоянный ток и НЧ, высокочастотный малошумящий усилитель. В усилителе важен низкий шум напряжения, превращающийся на ёмкости фотодиодов в трансимпедансном усилителе в зло.
Сообщение отредактировал НЕХ - Feb 15 2017, 06:16
--------------------
Когда едешь на поезде - переезд всегда закрыт...
|
|
|
|
|
Feb 15 2017, 11:46
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 2-02-17
Пользователь №: 95 274

|
Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 18:02)  Точно также можно выставить любое другое напряжение. Этот момент не очень понял. Чтов диоды работали одинаково на них должно быть одинаково напряжение разной полярность, в средней точке получается около нуля, при двуополярном питании или 1/2 напряжения при однополярном. Однополярное питание, как я понял, в этой конторе не променяли, ползовались двуполярным всегда. Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 18:02)  Нет. Так мне сказали люди которые собственно будут проводить эксперимент, при одинаковой засветки ращепленым пучком от одного источника суммарные шумы меньше если в средней точке выествлен ноль. Можно проверить, так ли это, но возможность выставить ноль в средней точке это одно из требований. Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 18:02)  Большое входное сопротивление - это ключевая особенность трансимпедансных усилителей. И как вам приводили ссылки, высокочастотные усилители есть (до 43 ГГц). Выше 500 МГц - это бескорпусные микросхемы, потому как любой корпус угробит входное сопротивление своей емкостью. Как я понимаю, если рассматривать DC сигнал, входное сопротивление около нуля, виртуальная земля, если расматривать высокие частоты, усилитель можно представить как индуктивность, вот здесь это хорошо описано: http://www.edn.com/electronics-blogs/the-s...-is-it--really- Но я не понимаю, как это знание может мне помочь практически? Для того чтоб диод мог работать на высоких частотай я должен подключить его прямо ко входу. Или у вас есть другие предложения? Я готов попробовать безкорпусные но пока не нашел где я могу их быстро купить, их нет на складах, поставки на заказ это многомесячное ожидание. Ну и они все для однополярного питания, переводить весь тракт на однополярное питание или комбинровать? Что будет с зшмлей, шумами.... ? Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 18:02)  О нем я писал выше, материал нормальный с точки зрения обработки. Но для данной задачи - как из пушки по воробьям (по цене), но коль халявный, пользуйте. Любой физических эксперимет это из пушки по воробъям, хватает проблем и кроме плат, кабелей и пр. Цитата(rloc @ Feb 14 2017, 18:02)  P.S. Не знаю почему, но на нашем форуме вижу "серьезные" знания по схемотехнике фотодиодных преобразователей. Что лазерные дальномеры, что оптико-волоконные преобразователи. Я никогда раньше не сталкивался с этой областью электроники, поэтому и спрашиваю здесь, если у вас есть какие то практические рекомендации, буду рад их услышать. Цитата(НЕХ @ Feb 15 2017, 07:04)  Нет. Шум меньше, но не диодов. Их ставят в такую схему вычитания для подавления шумов источника света. С шумами да, как то так. Про емкость понятно, это приходится подбирать для каждой конкретной платы. Про разделение не очень понял, можно подробней? Если разные тракты усиления то это к сожалению не приемлемо, любое рассогласование фазы убъет полезный сигнал. Шум да, это основаная проблема после полосы пропускания, но сейчас даже по полосе пока нет подходящей практической реализации. Фактически удовлетворительные результаты по сигнал/шум до 20 MHz примерно, на 100 MHz есть результаты, но слишком много ошибок, а надо как можно скорее получить результаты хотя бы на 500MHz.
Сообщение отредактировал Herz - Feb 15 2017, 13:11
|
|
|
|
|
Feb 15 2017, 12:03
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(НЕХ @ Feb 15 2017, 09:04)  Малосигнальная полоса LMH6629 при усилении 10 - 1ГГц. Это все для низких сопротивлений. По графикам из даташита видно, при сопротивлении резистора обратной связи 1.5 кОм появляется большой фазовый набег в обратной связи, который необходимо компенсировать различными способами, иначе будет возбуждение, не говоря уже о потери равномерности АЧХ/ФЧХ. Номиналы компенсационных емкостей могут доходить до физически не реализуемых значений (десятые пФ), начинают сильно влиять монтажные паразитные составляющие. Что будет при сопротивлении обратной связи более 1.5 кОм, страшно подумать, а реально оно нужно больше, если мы хотим получить усиление при высоком сопротивлении источника. В итоге приходим к выбору: либо широкая полоса, либо низкие шумы. Избежать компромисса в диапазоне 500 МГц поможет интеграция (резистор внутри чипа), емкость диода менее 1 пФ, минимальные монтажные размеры или в идеальном случае бескорпусное исполнение, чтобы по-возможности обойтись без компенсации. Цитата(ytyt @ Feb 15 2017, 14:46)  Этот момент не очень понял. Чтов диоды работали одинаково на них должно быть одинаково напряжение разной полярность, в средней точке получается около нуля, при двуополярном питании или 1/2 напряжения при однополярном. Однополярное питание, как я понял, в этой конторе не променяли, ползовались двуполярным всегда. Если сделаем напряжения +11 В, -9 В, и среднюю точку выберем +1 В, что изменится? Как в общем и наоборот, что мешает рабочую точку усилителя сдвинуть в нужную сторону? Цитата(ytyt @ Feb 15 2017, 14:46)  Я готов попробовать безкорпусные но пока не нашел где я могу их быстро купить, их нет на складах, поставки на заказ это многомесячное ожидание. Для бескорпусного монтажа нужно еще иметь соответствующее оборудование и опыт работы. Про поставки не могу сказать.
|
|
|
|
|
Feb 15 2017, 12:29
|
Гуру
     
Группа: Участник
Сообщений: 6 776
Регистрация: 5-03-09
Из: Москва
Пользователь №: 45 710

|
Цитата(ytyt @ Feb 15 2017, 14:46)  Этот момент не очень понял. Чтоб диоды работали одинаково на них должно быть одинаково напряжение разной полярность, в средней точке получается около нуля Т.е. Вы ещё не знаете, как фотодиоды работают в фотодиодном режиме, а именно, что это источники тока, поэтому ноль напряжения в точке суммы возможен в единственном случае нуля разности этих токов и входного тока совокупно усилителя, т.е. суммы токов лично его и цепи его ОС, а два этих напряжения смещения диодов упрощённо определяют лишь величины уменьшения их емкостей. Соответственно, не ноль на выходе предварительного усилителя проще игнорировать и компенсировать последующими схемами.
|
|
|
|
|
Feb 15 2017, 13:05
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 2-02-17
Пользователь №: 95 274

|
Цитата(rloc @ Feb 15 2017, 13:03)  Если сделаем напряжения +11 В, -9 В, и среднюю точку выберем +1 В, что изменится? Как в общем и наоборот, что мешает рабочую точку усилителя сдвинуть в нужную сторону? Изменится режим работы диодов, темновой ток, скорость работы все парамтры которые зависят от приложенного напяжения, сигнал исказится так как будет несимметричен. Сдвинуть рабочую точку усилителя можно, но тогда обязательно нужен конденсатор. Цитата(rloc @ Feb 15 2017, 13:03)  Для бескорпусного монтажа нужно еще иметь соответствующее оборудование и опыт работы. Про поставки не могу сказать. Оборудование нужно: нормальный микроскоп чтоб глаза не ломать, маленький острый паяльник, микроскоп один есть для второго, получше, сейчас делаестя человечяеский штатив, сделать паяльник не проблема, керамическую трубку найду, или обточу тонкое жало на metcal станции, опыт пайли выводов к кристаллам лазеров в корпусах TO-46 имеется, золотая проволка для этого дела уже припасена, это план B если не получится с корпусными усилителями. Цитата(Herz @ Feb 15 2017, 13:56)  ytyt, ну неужели каждого персонально нужно попросить не злоупотреблять цитированием и не растягивать сообщения пустыми строками?! Посмотрите, как выглядит Ваше сообщение №23. Оно может быть в два раза короче! Ради чего это "размазывание"? Устал уже редактировать и повторять одно и то же. Постараюсь исправится. От цитаты ставил один пробел.
Сообщение отредактировал ytyt - Feb 15 2017, 13:07
|
|
|
|
|
Feb 15 2017, 13:10
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 220
Регистрация: 15-05-09
Пользователь №: 49 132

|
Собственно LTC6268-10, я так понимаю как раз применение по вашему назнючению. от себя добавлю, мы ставили у себя LTC6268, он до 500мгц, и к нему ФД Si PIN photodiode S5972 Hamamatsu Photonics, раскочегаривалось все где то на частоты порядка 100 мегабит, но это максимум и многовато ошибок начиналось, тут тоже и обратные смещения делались вольт до 12 и всяческие иные заморочки, с целью ускорить ФД и тд.
был даже этап расковыривания финисаровских модулей. =) благо их много (пол ведра, ибо на выкид, ибо на 950нм)
в итоге остановились на сборке photodiode S5972 Hamamatsu + MAX3665EUA (tia preamp) + MAX3969ETP (lim.amp) - работает изумительно и всё от 3,3В
|
|
|
|
|
Feb 15 2017, 13:26
|
Участник

Группа: Участник
Сообщений: 17
Регистрация: 2-02-17
Пользователь №: 95 274

|
Цитата(Herz @ Feb 15 2017, 14:13)  Не надо пробелов, автоматическое форматирование оставляет достаточно места. Отредактировал пост. Надеюсь на понимание. А как сделать чтоб не добавляло все ответы в одно сообщение? Цитата(bloody-wolf @ Feb 15 2017, 14:10)  Собственно LTC6268-10, я так понимаю как раз применение по вашему назнючению. от себя добавлю, мы ставили у себя LTC6268, он до 500мгц, и к нему ФД Si PIN photodiode S5972 Hamamatsu Photonics, раскочегаривалось все где то на частоты порядка 100 мегабит, но это максимум и многовато ошибок начиналось, тут тоже и обратные смещения делались вольт до 12 и всяческие иные заморочки, с целью ускорить ФД и тд.
был даже этап расковыривания финисаровских модулей. =) благо их много (пол ведра, ибо на выкид, ибо на 950нм)
в итоге остановились на сборке photodiode S5972 Hamamatsu + MAX3665EUA (tia preamp) + MAX3969ETP (lim.amp) - работает изумительно и всё от 3,3В Очень интересно, как раз сейчас изучаю решения от максима, до каких частот работает ваша связка? Смещения сейчас делают 12 в в надежде разогнать диоды, в общем все как у вас. Предпологается испльзовать Hamamtsu G6854-1 или FCI InGaAs -75
Сообщение отредактировал ytyt - Feb 15 2017, 13:24
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|