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.

[НЕХ]

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

[rloc]

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.

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?

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.

[ytyt]

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.

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.

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

[Herz]

Постараюсь исправится. От цитаты ставил один пробел.

Не надо пробелов, автоматическое форматирование оставляет достаточно места. Отредактировал пост. Надеюсь на понимание.