Пиковый детектор, Кто делал - помогите советом Опции

[TheMad]

Приветствую всех!
Столкнулся с необходимостью сделать пиковый детектор для импульсных сигналов. Форма входного импульса-колоколообразная, длительность - единицы микросекунд, амплитуда от единиц мВ до 5В. Необходимо чтобы на выходе моего детектора пиковое значение держалось с точностью хотя бы 1% в течение 250мкс. "классическая" схема на операционнике и диоде с конденсатором была отметена сразу - когда диод закрывается, через его емкость часть заряда конденсатора (3,3 нф) "стекала" обратно, это особенно заметно было при низких уровнях сигналов (до вольта).
Далее было предпринята попытка улучшить ситуацию: ставим 2 диода последовательно, на точку их соединения даем через резистор на 20ком (не принципиально) сигнал с выходного повторителя. Ситуация меняется на противоположную - появляется ошибка "вверх" из-за того что операционники не успевают отрабатывать. Операционники - все AD8610, довольно шустрые и с высоким водным сопротивлением. По величине ошибки (примерно на треть или чуть больше, зависит от уровня сигнала) понятно что заменой операционника даже (гипотетически) на в 10 раз более быстрый проблему не решить.
Внутреннее ощущение такое что проблема решается просто. Натолкните на путь истинный, кто сталкивался. Спасибо!

[stells]

Тогда бы я предложил, мерить при помощи ацп только большие амплитуды, а амплитуды маленьких сигналов получать при помощи измерения длительности сигнала с компаратора

уточнил задачу... в спектрометрическом режиме радиометр должен детектировать только высокоэнергетические гамма-кванты (K, Ra, Th, соответственно 1,46, 1,76 и 2,62МэВ), скорость счета невысокая (максимум 1000Гц). в счетном режиме нужно детектировать все, что выше 20кэВ, и скорость может быть до 20-30кГц. таким образом схемотехника входного каскада и детектора может не меняться, изменяю только Ку усилителя (два диапазона измерений 0-300кэВ и 0-3МэВ), а дискриминирование и распределение спектра осуществляю в обоих случаях программно. вроде должен все успеть измерить. надежнее конечно вместо диода в детекторе поставить аналоговый ключ и коммутировать его внешним, а не встроенным компаратором (меньше измерений придется проводить), но наверное пока так попробую
jam, спасибо!

[Waso]

Здравствуйте. Задам вопрос здесь, чтобы не плодить темы.

Проблема с температурной стабилизацией пикового детектора. Собрал детектор по схеме на прикрепленной картинке.
Сигнал - импульсы: от 0 до 100мВ, длительность 1мкс, период до 100мкс. Платка с предварительным усилителем (верхняя часть схемы) расположена непосредственно около источника (это СВЧ детектор на 35ГГц) и от нее по диф.паре сигнал поступает на плату управления, где располагается сам пиковый детектор и микроконтроллер с АЦП.

Да, я уже выяснил из этой темы, что хорошо бы добавить токоограничивающие резисторы для стабильности, но похоже у меня эту проблему решает С5, скорости хватает.
Моя проблема в другом - в температурном диапазоне (от минус 40 до +60С) напряжение на выходе детектора заметно плавает (СВЧ детектор стабилизирован по температуре, да и для проверки схемы я брал напряжение просто с генератора) - а конкретнее, при максимальном значении 2В дрейф примерно 200мВ. Если амплитуду импульсов понизить, то и дрейф уменьшается, такчто просто скорректировать по формуле на микроконтроллере нельзя, а калибровать по ряду температурных точек и одновременно по мощности - слишком затратно по времени (не вариант для серийного изделия).

Можно ли в приведенной схеме уменьшить дрейф подбором резисторов? Я так полагал, что диод VD1 включен в обратную связь первого каскада какраз для компенсации падения на VD2...

Тут ранее приводили ссылку, где на Figure2 похожая схема, но диод в ОС включен в обратной полярности и нет общей ОС от второго каскада. Там температурная стабильность будет лучше? Мою схему можно преобразовать к той, если выкинуть C5, R6 и второй каскад использовать просто как повторитель...

И еще. Я заметил что у меня первый каскад на AD8132 тоже дает дрейф, около 130мВ при амплитуде импульса на выходе 1,8В. Могу ли я уменьшить его, добавив резистор 470 Ом между входом IN+ DA1 и входом схемы (разъемом X1) ?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Plain]

длительность 1мкс, период до 100мкс

И что, C6 реально 1 мкФ?

[Tanya]

Проблема с

Попробуйте увеличить напряжение питания 8065 - у них есть неприятная особенность при приближении напряжения входа к питанию. Там на несколько вольт должно быть ниже. При этом входной ток резко увеличивается и на выходе бяка появляется. Все это написано, конечно...

[Waso]

И что, C6 реально 1 мкФ?

Я извиняюсь за качество картинки, но там в номиналах русские буквы везде. Там русская малая "П" а не аниглийская "n". Знаю что пико- принято не указывать - это у меня для монтажников сделано, чтоб не перепутали с сопротивлением. Надо было конечно к общепринятым стандартам привести перед публикацией.

Tanya, у 8065 по даташиту верхняя граница входного напряжения Vcc - 3,3В, т.е. 1,7В при 5В питания. Хм... А на выходном каскаде я этот момент проглядел. Спасибо.

И все-таки как застабилизировать в температуре AD8132 (или любой другой ОУ без специальных входов коррекции) и вообще, насколько на практике выполняется стабильность Ку если смещение выведено в ноль?

Поясните пожалуйста кто-нибудь физический смысл резистора 100 Ом в итоговой схеме топик-стартера (картинку прикрепил). И как примерно рассчитывать величины этих сопротивлений?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Guest_TSerg_*]

И все-таки как застабилизировать

Прежде всего, использовать подходящие по темп. диапазону компоненты.

насколько на практике выполняется стабильность Ку если смещение выведено в ноль?

См. выше.

Поясните пожалуйста кто-нибудь физический смысл резистора 100 Ом в итоговой схеме топик-стартера (картинку прикрепил). И как примерно рассчитывать величины этих сопротивлений?

"R=100" выравнивает усиление детектора на крайних частотах ( АЧХ становится более равномерной ).
Рассчитывать, исходя из типовой схемы усилителя на двух ОУ (у-ль + пвт):
http://savepic.ru/12847166.png
АЧХ при отсутствии резистора и при наличии:
http://savepic.ru/12906545.png

[Waso]

TSerg, спасибо!
Испытывал схему, приведенную ранее (ссылка, номиналы С5 и С6 в пикофарадах), подавая на вход постоянное напряжение. На выходе обнаружил шумок - пилу порядка 100мВ (постоянная составляющая 1.7В). На выходе DA2 (выв.1) наблюдается такая неприятная картина: (см. приложенное изображение). На входе DA2 сигнал чистый. Добавлял резисторы 91 и 47 Ом последовательно VD2 и С6 соответственно - не повлияло никак. При изменении напряжения на входе, меняется высота пиков на выходе DA2, затем этот сигнал выпрямляется на VD2-C6 и таким образом создается впечатление, что схема работает нормально.

В чем причина возбуда на DA2, и как его победить?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ASDFG123]

Может вам попробовать схему как из даташита на AD8034
и ОУ лучше в одном корпусе, детали 0603 или меньше. Паразит емкость и индуктивность могут оч сильно влиять. Может возникнуть еще прикол, что сигнал от входа уже пропал и по идее должен начаться разряд емкости накопителя, но вместо этого напряжение на выводе ПД мало по малу растет

И еще по вашей схеме не понятно куда вы подключаетесь что бы посмотреть сигнал. Если вы просто шупом , то может запросто гудеть.

И не видно какую RC цепочку вы на входе ПД поставили