Аналоговая высоковольтная высокоскоростная развязка Опции

[Stepanich]

Здравствуйте.

С выхода зарядо-чувствительного усилителя требуется c развязкой в 3000 кВ передать 5 аналоговых сигналов со следующими параметрами:
время нарастания 15 нс;
время спада 100 нс;
длительность 250 нс;
частота 100 кГц;
амплитуда 1 В (может быть и больше в случае применения доп. усилителя).
В дальнейшем сигналы проходят ряд аналоговых трактов (ФНЧ, ФВ, ЛЗ, VGA, интегратор), а затем поступают на 12...14-битный АЦП.

Диапазон температур в устройстве, где будет производится работа, -65...+85 С.

Основные варианты, рассмотренные мною (поиск комплектующих выполнялся на Globalspec, Digikey и Google).

1. Трансформаторная развязка. Подходящего варианта найдено не было. Все высокочастотные трансформаторы не обеспечивают достаточной изоляции (лишь до 2000 кВ), все трансформаторы с прочной изоляцией не обеспечивают достаточные времена.
Более того, трансформаторы относительно громоздки и их параметры зависят от температуры.

2. Конденсаторная развязка.
Недостатки:
- сложность подбора необходимого номинала, не искажающего сигнал и обеспечивающего невозможность высоковольтного выброса при переходных процессах;
- передача пульсаций.

3. Подвешивание всей аналоговой части под высокий потенциал с развязкой цифровых сигналов с АЦП.
Недостатки:
- необходимость применять большое число оптронов для передачи управляющих сигналов на аналоговую часть;
- усложнение коммутации и заземления.

4. Использование линейного оптрона. Наиболее оптимальный вариант - это IL300 фирмы Vishay. Но этот оптрон недостаточно быстродействующий.

5. Развязка по оптоволокну.
Собственно вопрос. Существуют ли оптоволоконные системы для передачи аналоговых сигналов с хорошей линейностью и малой температурной зависимостью?
Или существует иной способ решения описанной задачи?

Большое спасибо. Всего хорошего.

[Stepanich]

Уважаемый DS, Вы зря усмехаетесь над "нашими".
Дело в том, что подвешивание коллекторов (анодов) под высокий потенциал вызвано необходимостью соединения фотокатода с землёй.
Мировой опыт, как Вы выражаетесь, как раз говорит о том, что системы, спроектированные с позитивной системой питания ФЭУ, получаются существенно менее шумящие, и, что самое главное, гораздо более надёжные.
Нахождение фотокатода под высоким потенциалом приводит к его чувствительности к разного рода полям (следствием чего являются шумы) и сокращает время жизни. Есть и другие недостатки работы фотокатода в этом режиме, обсуждать их, думаю, не стоит - это дело физиков.
Работа с разного рода ФЭУ идёт второй десяток лет, и принятое решение о переводе на позитивное питание - обосновано и аргументировано.
Stanislav, благодарю за ссылки. С оптикой AVAGO знакомы. Если всё-таки развязка будет происходить по цифре, скорей всего применим их оптроны. Ну а полоса пропукания... десятки мегагерц (фронты - десятки наносекунд), в жизни получается меньше.
На данный момент с использованием развязывающего трансформатора от Bourns SMLP удалось передать некоторый растянутый сигнал с урезанной амплитудой. Его включение, с конденсатором и резистором, напоминает фильтр Баттерворта, который превращает импульс в колокообразный. В связи со своей "низкочастотностью" он в три раза режет амплитуду и фронты... а ведь ещё нужна и стабильность во всём диапазоне температур...

[DS]

Уважаемый DS, Вы зря усмехаетесь над "нашими".
Дело в том, что подвешивание коллекторов (анодов) под высокий потенциал вызвано необходимостью соединения фотокатода с землёй.
Мировой опыт, как Вы выражаетесь, как раз говорит о том, что системы, спроектированные с позитивной системой питания ФЭУ, получаются существенно менее шумящие, и, что самое главное, гораздо более надёжные.

Выкладки по шумам и надежности приведите, пожалуйста. Очень интересно взглянуть на повышение надежности путем подвешивания точных схем на 3 Кв. Ну и с шумами тоже.
И ссылочку на мировой опыт.