формирователь наносекундных импульсов Опции

[wjs]

Нужно генерить очень короткие импульсы длительностью 1..2 наносекунды с частотой повторения 5 МГц. Кто знает как реализовать такой формирователь?

[Electrovoicer]

масса вариантов. зависит от необходимых параметров пульса

например:
-генератор пилы или синуса на 2.5 МГц и оконный компаратор
-на однопереходном транзисторе
-на диоде ганна (хотя там скорее десятки пикосекунд)
-на элементе исключающее или и небольшой линии задержки
и т.д.

сформулируйте требования к амплитуде, стабильности, диапазоне регулирования, дифф/не дифф выход и т.д.

[HardJoker]

масса вариантов. зависит от необходимых параметров пульса

например:
-генератор пилы или синуса на 2.5 МГц и оконный компаратор
-на однопереходном транзисторе
-на диоде ганна (хотя там скорее десятки пикосекунд)
-на элементе исключающее или и небольшой линии задержки
и т.д.

сформулируйте требования к амплитуде, стабильности, диапазоне регулирования, дифф/не дифф выход и т.д.

На лавинном транзисторе, а если серьезно, у Advance Power Tech... (сейчас http://www.microsemi.com/) были весьма скоростные полевики с малым временем (единицы ns) открывания канала.

[Andy-L]

Нужно генерить очень короткие импульсы длительностью 1..2 наносекунды с частотой повторения 5 МГц. Кто знает как реализовать такой формирователь?

http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...ost&id=6921

[wjs]

масса вариантов. зависит от необходимых параметров пульса

например:
-генератор пилы или синуса на 2.5 МГц и оконный компаратор
-на однопереходном транзисторе
-на диоде ганна (хотя там скорее десятки пикосекунд)
-на элементе исключающее или и небольшой линии задержки
и т.д.

сформулируйте требования к амплитуде, стабильности, диапазоне регулирования, дифф/не дифф выход и т.д.

амплитуда небольшая 3...5 вольт (дифф/не дифф не принципиально), а вот стабильность должна быть очень хорошей т. к. этот формирователь работает с очень стабильным опорным сигналом и не должен портить его стабильность по моим оценкам jitter не должен превышать 0.3 пс, и еще надо сделать регулировку длительности в пределах 1..3 нс плюс регулировку фазы импульсов -22.5...22.5 град короче полный улет ... мне пока понравился первый вариант с компаратором и последний с исключающеим или... а еще нашел вот такую простенькую схемку тоже а-ля исключающее или



в общем уже почти все понятно остается придумать регулировку фазы, если у кого есть еще какая идея, выкладывайте...

также спасибо за идею с диодами я про такое не знал они похоже генерят импульсы с большой амплитудой примем к сведению.

[zzzzzzzz]

Ищите по ключевым словам пико-таймер, pico-timer для UWB applications.
Может, и найдете. Чипсеты такие точно есть. Почитайте также про ZigBee.
А лепить такое на аналоговых "примочках" - занятие серьезнее, чем Вы себе сейчас представляете. Особенно, с указанным джиттером 300fs!
Удачи!

[Lonesome Wolf]

Ищите по ключевым словам пико-таймер, pico-timer для UWB applications.
Может, и найдете. Чипсеты такие точно есть. Почитайте также про ZigBee.
А лепить такое на аналоговых "примочках" - занятие серьезнее, чем Вы себе сейчас представляете. Особенно, с указанным джиттером 300fs!
Удачи!

Ага, помню как в аспирантуре возился с субнаносекундами. Отличная школа молодого бойца .
Я бы поставил формирователь на PECL, а потом усилитель.

[zzzzzzzz]

Ага, помню как в аспирантуре возился с субнаносекундами. Отличная школа молодого бойца .
Я бы поставил формирователь на PECL, а потом усилитель.

Не получиться. Достаточно посчитать точность компарирования после формирователя, например, "пилы". И временную точность самой этой "пилы".
Нет в природе таких компараторов, чтобы в таком аналоговом хозяйстве получать 300фс джиттер. Нет в природе столь точных "пил". Увы. Одиночные импульсы генерить-то еще не проблема, а вот повторяемые с высокой временной стабильностью .....

Еще ключевые слова - TimeDomain
Однако, все это не дешево.

Просто, я сейчас как раз в этой тематике исполняю проект. Очень там все сурово.....

Ну а насчет "школы молодого бойца" - скорее это "университет старого схемотехника" :-) Как, кстати, защитились по этому вопросу?

[wjs]

Ищите по ключевым словам пико-таймер, pico-timer для UWB applications.
Может, и найдете. Чипсеты такие точно есть. Почитайте также про ZigBee.
А лепить такое на аналоговых "примочках" - занятие серьезнее, чем Вы себе сейчас представляете. Особенно, с указанным джиттером 300fs!
Удачи!

а схемку каторую я привел как-раз из статьи про генератор для IR-UWB там ее конечно не на дискретных элементах делали но уже ясно что такая конфигурация имеет право на жизнь, буду еще искать, да пико-таймер мне бы наверно подошел спасибо за наводку

[Lonesome Wolf]

Не получиться. Достаточно посчитать точность компарирования после формирователя, например, "пилы". И временную точность самой этой "пилы".
Нет в природе таких компараторов, чтобы в таком аналоговом хозяйстве получать 300фс джиттер. Нет в природе столь точных "пил". Увы. Одиночные импульсы генерить-то еще не проблема, а вот повторяемые с высокой временной стабильностью .....

Еще ключевые слова - TimeDomain
Однако, все это не дешево.

Просто, я сейчас как раз в этой тематике исполняю проект. Очень там все сурово.....

Ну а насчет "школы молодого бойца" - скорее это "университет старого схемотехника" :-) Как, кстати, защитились по этому вопросу?

Я имел в виду не это - поставьте две управляемые цифровые линии задержки и разностную схему. У MC100EP195 шаг - 10 пс. Калибровка потребуется есно. А стабильности (долговременной) можно достичь и другими способами - на системном уровне, к примеру. А jittter - все на уровне 3ps.
Если бы не нужно было длительность регулировать - все было бы легче все намного.

Мой наносекундный генератор был мощный - достигнутый уровень - 2.2 кВ на 50 Омах, half-amplitude duration - 0.7 нс, PRF - 20 кГц- был достаточен для статьи в Electronic Letters . И части моей диссертации, правда, не очень значительной. Я просто применил разработанный простой simulation method для анализа процессов в таком генераторе с достаточно большой степенью правдоподобия.

[zzzzzzzz]

Я имел в виду не это - поставьте две управляемые цифровые линии задержки и разностную схему. У MC100EP195 шаг - 10 пс. Калибровка потребуется есно. А стабильности (долговременной) можно достичь и другими способами - на системном уровне, к примеру. А jittter - все на уровне 3ps.
Если бы не нужно было длительность регулировать - все было бы легче все намного.

Мой наносекундный генератор был мощный - достигнутый уровень - 2.2 кВ на 50 Омах, half-amplitude duration - 0.7 нс, PRF - 20 кГц- был достаточен для статьи в Electronic Letters . И части моей диссертации, правда, не очень значительной. Я просто применил разработанный простой simulation method для анализа процессов в таком генераторе с достаточно большой степенью правдоподобия.

Понятно. Вероятно, это было относительно давно, во времена, когда шло активное соревнование,- кто сделает самый короткий и мощный импульс. Сейчас, если не ошибаюсь, мегавольты уже за сотню пс достигли. И это соревнование продолжается в "фоновом" режиме.
А вообще, это одна из самых бурно развивающихся тем, так как результаты применения фантастичны. Это и супер-пупер радары, и сверхсекретная связь, и даже новое оружие.
Тем, кто ищет точку приложения своих творческих замыслов - рекомендую. Тут работы хватит на долго. Причем, довольно интересной работы. Можно сказать, разработки сегодняшнего дня только в начале этого пути. Правда, изготавливать подобной функциональности чипы у нас в России пока нет возможности, только "за бугром", по серьезным РФ-процесам.

[Lonesome Wolf]

Понятно. Вероятно, это было относительно давно, во времена, когда шло активное соревнование,- кто сделает самый короткий и мощный импульс. Сейчас, если не ошибаюсь, мегавольты уже за сотню пс достигли. И это соревнование продолжается в "фоновом" режиме.
А вообще, это одна из самых бурно развивающихся тем, так как результаты применения фантастичны. Это и супер-пупер радары, и сверхсекретная связь, и даже новое оружие.
Тем, кто ищет точку приложения своих творческих замыслов - рекомендую. Тут работы хватит на долго. Причем, довольно интересной работы. Можно сказать, разработки сегодняшнего дня только в начале этого пути. Правда, изготавливать подобной функциональности чипы у нас в России пока нет возможности, только "за бугром", по серьезным РФ-процесам.

Это было отностительно недавно . А мегавольты генерируются совсем иначе и совершенно для других целей.

Я радарами занимаюсь - так вот, в этой области все не столь радужно для short pulse UWB applications как раз. Да это и понятно, в общем-то.

[wjs]

мне всего пару вольт надо было а вы на мегавольты переключились

сегодня выяснилось что формирователь в добавок должен работать от синусоидального сигнала и после этого меня и осенило а ведь есть частотно-фазовые детекторы (PFD) которые и работают по принципу исключающего или и их задача как раз генерить импульсы там где два сравниваемых сигнала не совпадают и фазовые шумы у них низкие порядка -150...-155 дбс/Гц при таком шуме получается jitter порядка 0.1 пс просто на один из входов PFD добавить обычный аналоговый фазовращатеь и все, обычная RC цепь плюс варикап для подстройки длительности ипульсов...как думайте прокатит такое решение?

[Stanislav]

мне всего пару вольт надо было а вы на мегавольты переключились

сегодня выяснилось что формирователь в добавок должен работать от синусоидального сигнала и после этого меня и осенило а ведь есть частотно-фазовые детекторы (PFD) которые и работают по принципу исключающего или и их задача как раз генерить импульсы там где два сравниваемых сигнала не совпадают и фазовые шумы у них низкие порядка -150...-155 дбс/Гц при таком шуме получается jitter порядка 0.1 пс просто на один из входов PFD добавить обычный аналоговый фазовращатеь и все, обычная RC цепь плюс варикап для подстройки длительности ипульсов...как думайте прокатит такое решение?

А что использовать в качестве PFD - вот вопрос... И как он будет работать с синусом...
Может быть, вот это поможет:
http://www.analog.com/en/subCat/0,2879,107...F0%255F,00.html
Там есть приборы с регулируемой задержкой (см.AD9515, например). Если к обоим выходам подключить малошумный PECL элемент "исключающее или", можно получить джыттер <1 пС.

[zzzzzzzz]

мне всего пару вольт надо было а вы на мегавольты переключились

сегодня выяснилось что формирователь в добавок должен работать от синусоидального сигнала и после этого меня и осенило а ведь есть частотно-фазовые детекторы (PFD) которые и работают по принципу исключающего или и их задача как раз генерить импульсы там где два сравниваемых сигнала не совпадают и фазовые шумы у них низкие порядка -150...-155 дбс/Гц при таком шуме получается jitter порядка 0.1 пс просто на один из входов PFD добавить обычный аналоговый фазовращатеь и все, обычная RC цепь плюс варикап для подстройки длительности ипульсов...как думайте прокатит такое решение?

Если ЧФД у Вас имеют идеальную переключательную характеристику (идеально компарируют вх сигнал), а синус "волшебной" чистоты, то прокатит...... Хотя, это не есть начальная задача, которую Вы поставили.
Я бы посоветовал уточнить у заказчика параметры этого синуса. Лучше, под его роспись. Чтобы потом не сожалеть.
Фазовый шум - далеко не единственный фактор джиттера.

"Предсказание". Если у Вас действительно такой красивый и стабильный синус, то после использования в качестве компараторов двух вх. сигналов самую крутую XOR2 ECL IC, джиттер будет не менее 10пс.
А если еще посчитать скорость распространения сигнала, то получится, что 1.5 мм он проходит примерно за 10пс. Это тоже придется учитывать, если Вы собираетесь использовать "рассыпуху". Ну, и не стоит забывать при этом о температуре, влажности, наведенных и собственных шумах, неидеальности питания и т.п.
Такое стремление к сверхмалому джиттеру реализуемо только интегрально, моё скромное имхо....

Хотя, ничто не мешает Вам взять все это хозяйство, да и спаять. Все и встанет сразу "на места свои". Чем, кстати, мерить 1пс собрались?
Удачи.

[wjs]

А что использовать в качестве PFD - вот вопрос... И как он будет работать с синусом...
Может быть, вот это поможет:
http://www.analog.com/en/subCat/0,2879,107...F0%255F,00.html
Там есть приборы с регулируемой задержкой (см.AD9515, например). Если к обоим выходам подключить малошумный PECL элемент "исключающее или", можно получить джыттер <1 пС.

64-LFCSP Package для меня это слишком сурово
хочу попробовать HMC439 это готовый чфд с джыттер 0.1 пС и работает с синусом от 10 мгц правда, но уж очень хочется попробовать...

Если ЧФД у Вас имеют идеальную переключательную характеристику (идеально компарируют вх сигнал), а синус "волшебной" чистоты, то прокатит...... Хотя, это не есть начальная задача, которую Вы поставили.
Я бы посоветовал уточнить у заказчика параметры этого синуса. Лучше, под его роспись. Чтобы потом не сожалеть.
Фазовый шум - далеко не единственный фактор джиттера.

"Предсказание". Если у Вас действительно такой красивый и стабильный синус, то после использования в качестве компараторов двух вх. сигналов самую крутую XOR2 ECL IC, джиттер будет не менее 10пс.
А если еще посчитать скорость распространения сигнала, то получится, что 1.5 мм он проходит примерно за 10пс. Это тоже придется учитывать, если Вы собираетесь использовать "рассыпуху". Ну, и не стоит забывать при этом о температуре, влажности, наведенных и собственных шумах, неидеальности питания и т.п.
Такое стремление к сверхмалому джиттеру реализуемо только интегрально, моё скромное имхо....

Хотя, ничто не мешает Вам взять все это хозяйство, да и спаять. Все и встанет сразу "на места свои". Чем, кстати, мерить 1пс собрались?
Удачи.

хороший вопрос чем мерить вобще я хочу измерять именно фазовый шум для оценки кратковременного джиттера а для долговременной стабильности еще пока не думал хотя меня спасает то, что все это будет работать в лабораторных условияих.

[Lonesome Wolf]

Вообще-то я не уверен, что можно ориентироваться на приведенную величину фазового шума, как на гарантию малого джиттера... Она меряется несколько не так, а именно в петле обратной связи.
И где указан jitter в 0.1 пс?

[wjs]

Вообще-то я не уверен, что можно ориентироваться на приведенную величину фазового шума, как на гарантию малого джиттера... Она меряется несколько не так, а именно в петле обратной связи.
И где указан jitter в 0.1 пс?

но ведь фазовый шум однозначно пересчитывается в джиттер и, что в петле обратной связи, что без петли шум чфд один и тот же и если скажем есть спектр шума в полосе 10 Гц...1 МГц я без проблем могу поссчитать RMS джиттера для времени наблюдения 0.1 сек что я и сделал и получил 0.1 пс, а шум у выбранного чфд такой



на 10 гц принял шум -140 дбс/Гц

[Lonesome Wolf]

но ведь фазовый шум однозначно пересчитывается в джиттер и, что в петле обратной связи, что без петли шум чфд один и тот же и если скажем есть спектр шума в полосе 10 Гц...1 МГц я без проблем могу поссчитать RMS джиттера для времени наблюдения 0.1 сек что я и сделал и получил 0.1 пс, а шум у выбранного чфд такой

...
на 10 гц принял шум -140 дбс/Гц

Это значение пересчитывается в jitter yна выходе VCO!!! Т.е при определенном фиксированном соотношении фаз на входе PHD, прежде всего. Я не вижу физических причин, по которым значение jitter микросхемы фазового детектора может быть сделано меньше существенно, чем для аналогичных по быстродействию логических схем, или компараторов. Особенно при работе на низкочастотном синусоидальном сигнале.

[wjs]

Это значение пересчитывается в jitteryна выходе VCO!!! Т.е при определенном фиксированном соотношении фаз на входе PHD, прежде всего. Я не вижу физических причин, по которым значение jitter микросхемы фазового детектора может быть сделано меньше существенно, чем для аналогичных по быстродействию логических схем, или компараторов. Особенно при работе на низкочастотном синусоидальном сигнале.

да почему обязательно на выходе VCO, я так думаю что спектр шума PFD меряли вобще без петли, просто взяли первую гармонику с его выхода да и сравнили фазу этого сигнала с фазой сигнала на его входах и получили этот спектр, теперь нам только остается пересчитать его в jitter по известным формулам и получим те самые 0.1 пс, это лично мое мнение

а физических причин почему у этого PFD jitter меньше может быть несколько

воперых hbt технология более малошумящая, а вовторых использовали правильные схемные решения
скажем тот же преобразователь синуса в импульсы можно сделать обычный а можно малошумящий просто минимизировать в нем нелинейные эффекты, которые порождают jitter и т. д.

вобще решил я делать две схемы одну на PFD и другую а-ля искл. или и если дело дойдет до измерений jitterа сообщу чего всеж получилось.

[anton]

Это было отностительно недавно . А мегавольты генерируются совсем иначе и совершенно для других целей.

А на статеечку не дадите ссылку (просто любопатно до чего как и зачем добрались).

[Lonesome Wolf]

да почему обязательно на выходе VCO, я так думаю что спектр шума PFD меряли вобще без петли, просто взяли первую гармонику с его выхода да и сравнили фазу этого сигнала с фазой сигнала на его входах и получили этот спектр, теперь нам только остается пересчитать его в jitter по известным формулам и получим те самые 0.1 пс, это лично мое мнение

а физических причин почему у этого PFD jitter меньше может быть несколько

воперых hbt технология более малошумящая, а вовторых использовали правильные схемные решения
скажем тот же преобразователь синуса в импульсы можно сделать обычный а можно малошумящий просто минимизировать в нем нелинейные эффекты, которые порождают jitter и т. д.

вобще решил я делать две схемы одну на PFD и другую а-ля искл. или и если дело дойдет до измерений jitterа сообщу чего всеж получилось.

Чем сравнивать то прикажете, фазы эти самые? Еще один детектор ставить? Смеситель аналоговый - да, этот шумит поменьше. Но...

1/f шум у гетеропереходных транзисторов больше. Ну не делают на них малошумящие ГУНы, к примеру. Это насколько я знаю.

Что значнит "взять обычный" - он что не шумит, по Вашему?
И т.д. и т.п.

[wjs]

Чем сравнивать то прикажете, фазы эти самые? Еще один детектор ставить? Смеситель аналоговый - да, этот шумит поменьше. Но...

1/f шум у гетеропереходных транзисторов больше. Ну не делают на них малошумящие ГУНы, к примеру. Это насколько я знаю.

Что значнит "взять обычный" - он что не шумит, по Вашему?
И т.д. и т.п.

правильно смесителем, а лучше двумя, шумы в -155 на 10 мгц измерить очень просто

1/f шума у этой м/с вобще на картинке не видна есть пичек от сети на 120 гц и все...гетеропереходные транзисторы могут иметь шумы меньше чем обычные это связано с их более высоким усилением по току
и в гуны их тожа ставят

[Lonesome Wolf]

правильно смесителем, а лучше двумя, шумы в -155 на 10 мгц измерить очень просто

1/f шума у этой м/с вобще на картинке не видна есть пичек от сети на 120 гц и все...гетеропереходные транзисторы могут иметь шумы меньше чем обычные это связано с их более высоким усилением по току
и в гуны их тожа ставят

Конечно ставят. Туда и MESFET-ы и HEMT-ы идут на ура. Загвоздка - то, как раз в шумах. Я же упоминал только малошумящие ГУН-ы.