Высокочастотный OpAmp для трнасимпедансного усилителя. Опции

[ytyt]

Выбираю возможных кандидатов для широкополсного трансимпеданного усилителя, самое лучшее, что нашел это LTC6409 но возможно я что-то проглядел и есть другие опереционники работающие на частотах выше 500MHz? До 100MHz работал приемлемо OPA847 но сейчас понадобились более высокие частоты. Усилитель диференциальнохо фотоприемника.

[Alex11]

Есть же специализированные чипы под это дело. По крайней мере были раньше. У меня старая подборка, но может есть что посвежее: MAX3260, MAX3664, TZA3023, TZA3043, HMC799

[ytyt]

Есть же специализированные чипы под это дело. По крайней мере были раньше. У меня старая подборка, но может есть что посвежее: MAX3260, MAX3664, TZA3023, TZA3043, HMC799

Спациальных к сожалению нет. Те специальные что есть предусматривают подключение одного диода и как правило имеют встроенные сопротивления, однополярное питание. У меня сигнал с диода будет плюс/минус и желательно двуполярное питание.

Лучшие ОУ - у Analog Devices.

Сейчас проверяю как раз AD. из высокочастотных только AD8000 имеет более или мнее прямой график до 500 MHz при усиление 2, в трансимпедансном включении пока не пробовал, подгодящие фотодиоды еще не доехали. Ниже картинка АЧХ для AD8000

Если уж усилители, подобные LMH6629, не устраивают - тогда дискретные транзисторы HEMT да BJT SiGe, либо MMIC...
Двухкаскадный неинвертирующий SGL-0622Z смотрится неплохо.
http://electrooptical.net/www/sed/sed.html#Calibrator

SGL-0622Z к сожалению не для низких частот, а они тоже нужны. LMH6629 попробую, спасибо, но судя по графикам, после 100MHz усиление у нее резко падает.

Сообщение отредактировал Herz - Feb 13 2017, 19:55

Эскизы прикрепленных изображений

 

[rloc]

Спациальных к сожалению нет. Те специальные что есть предусматривают подключение одного диода и как правило имеют встроенные сопротивления, однополярное питание. У меня сигнал с диода будет плюс/минус и желательно двуполярное питание.

Условно "однополярные" усилители нельзя подключить к двухполярному источнику?

Я хочу уменьшить емкость диодов (120-2pF, 75-1,5pF) и применить более высокочастотный опереционник, на сегодя наиболее вероятный кандидат LTC6409, соберу все на на плате из Роджер, так как для стеклотекстолита частоты великоваты.

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?

[ytyt]

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.html

С 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.

[rloc]

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.

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.

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.

[ytyt]

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.

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?

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.

[rloc]

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.

Насколько я понял, чем ближе к нулю напряжени в этой точке тем меньше суммарный шум диодов.

Нет.

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.

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.

[ytyt]

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.

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.

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.... ?

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.

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.

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

[Plain]

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.