Здравствуйте!
Для питания лазерного диода нужен генератор субнаносекундных импульсов.
Собрал схему на СВЧ лавинном-транзисторе. На выходе получается импульс шириной 10-15 нс.

Копал в сторону PECL-логики примерно как:
CMOS -> LVDS -> 2-канальная LVDS линия задержки -> PECL выход -> PECL компаратор.
Схема получается сложной и не совсем понятно, как от импульса в логике PECL закачать в диод мощность до 2 электрических Вт, (где-то до 900 мА тока).

Вы могли бы подсказать - на чем целесообразно делать генераторы одиночных импульсов (вход - 3,3В КМОП) субнаносекундной ширины?

Если импульс субнаносекундной длины - то или генератор на ДНЗ (гляньте патенты типа US4736380 US4995044) или дифференциальные драйверы с перехватом тока.
Только если будете делать на ДНЗ- то перед запирающим ДНЗ имупульсом подайте на лазерный диод подпороговый ток отдельным импульсным генератором- получится намного эффективнее, чем в патентах.
А перхват тока- два дифф каскада, один пускает ток на лазерный диод, а второй- его забирает(не отключая первый). Почему два- транзисторы медленно переключаются, поэтому обе схемы запускаются от одного строб-импульса, но вторая- с небольшой задержкой, равной длительности импульса.

http://www.picosecond.com/product/category.asp?pd_id=16
только цены не обрадуют.

если не нужны совсем субнаносекунды, то пожалуй можно попробовать просто кусок провода с закороткой на конце параллельно входу.

лет 30 назад получал в пределах +- наносекунды и амплитудой в сотню две вольт.
если амплитуду снизить, возможно наверняка и короче получить

Только не провод, а высокочастотный кабель с согласованием.

Спасибо за ответы )
Буду копать в сторону ДНЗ.

Только имейте ввиду- открытый лазер малой мощности (100 мвт и меньше) имеет импеданс в районе 10-15 ом. Т.е или надо на выходе формирующей линии ставить трансформатор 1к4 по сопротивлению, или делать всю ВЧ часть низкоомной. А если лазер большой мощности- то там нагрузки единицы ом, с согласованием еще большие проблемы. А без согласования или при 50 омной технике получите не один импульс, а серию с уменьщающейся амплитудой.

Вот есть такая схемка. Говорят, работает.

Если использовать схему на диоде SRD, то какой максимальный ток можно получить? Сопротивление лазера 10-15 Ом.

Зависит от диода. Иногда приходится диоды параллелить. На самом деле там проще считать не ток, а заряд, который SRD запасает в открытом состоянии.

Пиковое напряжение делите на волновое сопр., в указанной выше схемке - 0.8 А. Вместо 50-Омного тракта есть смысл использовать сразу тракт с нужным вам сопротивлением, например, 17 или 12.5 Ом (параллельно 3 или 4 кабеля одинаковой длины). Как совершенно верно отмечено, от диода зависит вых. напряжение.

Если сходу получите больше 50В на 50 Омах при 200-300 пс длительности, можете сдвигать с рынка и Трим, и Пикосеконд.

150-180 В при 0.5 нс и 220-240 В при 1 нс монополярном импульсе получаются на лавинном диоде (S-диоде) типа AД530 (НИИПП). Используем такие генераторы. Но тех диодов уже нет. Если найдете, прошу поделиться. См. лавинные диоды типа AA742, их еще можно сыскать. Схемка для S-диодов другая. В лавинном режиме много каких полупроводников работает, в т.ч. КТ315, Д7Г и пр. Единицы нс при десятках вольт старшие коллеги получали. См. книжку.

немного устаревшая, но одна из любимых книжек http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/MELESHKO_Evg...eshko_E.A..html - может что-то окажется полезным. Плюс было куча статей в Приборах и технике эксперимента в районе 88-93гг. - в основном источники наносекундных импульсных токов на кучке 3П915 как раз для накачки лазерных диодов. Когда-то даже работало.

Забыли упомянуть еще т.н. компрессию импульса. Используется длинная
линия с нелинейными элементами (обычно катушки с ферритовыми сердечниками вблизи насыщения, либо
они же +варикапы).
Например ПТЭ-1988-02/стр. 89 (генератор солитонных импульсов пикосекундного диапазона// Вегова и др.)
Нагрузка =50 Ом, максимальная амплитуда до 50В, полуширина импульса 80пс

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
варикапы 2в106г, транзисторы TESLA bsx60 (наш неполный аналог 2т630)
авторская методика расчета
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
длинная линия из ris2.png м.б. свернута в рулон.

NLTL- интересное направление, но есть проблемы- ферритовые медленные для пикосекундных импульсов и требуют достаточной мощности чтобы загнать феррит в насыщение. Для лазеров эта мощность избыточна. А варакторные- наоборот, слишком маломощные. Вернее, если найти варакторы под заказ, то можно что-то интересное сделать, но у коммерчески доступных уже корус неподходит- слишком большие паразитные емкости и индуктивности. Приходилось кристаллы из корпуса выковыривать, а это уже не очень хорошо.

To khach: "но есть проблемы- ферритовые медленные для пикосекундных импульсов" - есть некоторые ньюансы: обычно ферритовые дроссели используются для этих целей с подмагничиванем (соответственно феррит должен иметь малые потери в таком режиме - это решается подбором состава и режимом "выпечки"). Главное неудобство чисто ферритных линий - кольца должны быть с малым разбросом параметров (обычно в "давние" времена этот материал шел под заказ... ). Уровень мощности, идущей на подмагничивание, можно оценить на следующем примере: импульсный генератор (200 кВт - импульсы, 100-150 Вт непрерывного), объем всей системы дросселей с обмоткой подмагничивания 1- 1,5 литра, на подмагничивание расходуется ~5 Вт. Естественно, устройство на меньшую мощность будет иметь кпд немного похуже...

Все верно. И 150 Вт средней мощности великовато для лазеров, даже с учетом потерь. Когда-то по мотивам статей в ПТЭ соорудили ферритовую NLTL из сердечников от ферритовой памяти компьютеров. Там и мощность была маленькая, и сердечники достаточно одинаковые, и сама линия достаточно небольшая по габаритам получилась. Но вот где сейчас найти ферритовую память на сердечники- вопрос.

1. Во вложенном файле есть пример реализации генератора. Правильно ли я понял, что меняя Ibias можно изменять накапливаемый заряд и длину импульса?
2. Можно ли сделать подбную схему без расчетов в спец. софте?

А так и придется делать
См. фото. Схема срисована с покупного генератора (биполяр 0.5 нс, +/-35V, частота до 200 кГц). И подобный генератор (монополяр 0.6 нс +40В), вид на монтаж. Что за диоды - неизвестно.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А где покупают SRD диоды? На онлайн магазинах их нет в продаже.
Нужен драйвер лазера (600-900нм) на 600-900 мВт в импульсе. Ширина импульса 500 пс.
Или проще сделать на лавинном транзисторе, чем искать диод?

Для формирователя SRD=ДРВ=ДНЗ, можно начать с 2Д524, 2Д528, 2А609.
Похоже, некоторые пин-диоды могут обладать свойствами SRD. В частности, на них строят генераторы гармоник (см. AN1054 от Agilent, AN918 от Hewlett Packard) Можно попробовать их в импульсном режиме.

P.S.: На ebay продают MA4440 7

Похоже на наши КД524 или подобные. У американцев не встречал характерной розовой керамики. Но вот паять бы я их поостерегся- лучше микроцанги применять и монтировать диоды прямо в коаксиальную линию.
ЗЫ. Как при применении NLTL получить импульс с регулируемой длительностью? Если использовать формирующую линию, то надо изменять ее длину- получается прецизионный механический узел. Может имеет смысл использовать две линии c разной полярностью импульса и управляемой задержкой в драйвере (как в US7462956)?
ЗЫ2. А кто и какими приборами такие импульсы меряет? Если оптический импульс с лазера достаточно легко обмерять стрик-камерой, то с электрическими- проблема. Не каждый строб-осциллограф с ними правится.


Дык от фронтов зависит. Если устроит импульс-колокол, где фронт и спад занимают пол-импульса- то можно и лавинник раскочегарить. Вот только у лавинника приличный джиттер получится. Если лазер будет ведущим в измерительной системе по оптике (быстрый фотодиод для синхронизации)- то это без разницы. А если ведущий электрический канал- то импульсы будут случайным образом сдвинуты по времени в соответсвии с джиттером лавинника.

Стробы TRIM серии TMR81хх; очень понравился АКИП4112 (он же PicoScope 9000). Для однократных - TDS6404, TDS6604, WaveMaster 830Zi. Если важна форма импульса и фронты, то стараемся иметь полоса_осциллоскопа = верхняя_частота_спектра х2.5


Вот пример NLTL, регулируют внешним насыщающим полем.

Cпасибо, а самого дисера нет где почитать? Интересна глянуть форму импульса в самой линии, а не после СВЧ фильтра. Хотя, судя по мощности импульса это драйвер для Звездных войн, если какой полупроводниковый лазер выдержит такую накачку. :-)
А форма импульса в линии обычно имеет несимметричную форму- один фронт крутой, второй пологий. А для импульсных лазеров часто нужен короткий импульс с крутым и передним, и задним фронтом. Поэтому и применяют или формирователь на линии, или суммирование двух импульсов противоположной полярности со сдвигом во времени. Но в последенм случае нужна две одинаковые NLTL, а это достаточно сложно.

А какой джиттер можно получить на ДНЗ и лавинном транзисторе? Мне бы хотелось не хуже 20-40 пс-ско.
Фотодиод с хорошей полосой для доп. синхронизации это еще деньги (и уже не очень маленькие).
Может кто подкинет ссылку на литературы по обострителям на коаксиальной линии?
Хочу рассмотреть такой вариант генератора импульсов для лазера.

У генераторов этой фирмы джиттер (от фронта импульса синхронизации до выходного импульса) составляет единицы пс. Какие диоды - не знаю, см. картинки выше. Импульс 200 пс на осциллографе стоит как влитой при частоте повторения до 200 кГц, а форма неизменна уже несколько лет.
Другой, более мощный генератор на лавинном диоде 3А530 имеет джиттер порядка 50 пс, но там схема запуска не оптимальная.

Узкое место - канал запуска/синхронизации. Нельзя, как оказалось, использовать логику типа 74НСТхх и прочую быстродействующую, у неё джиттер ок. 20 пс. В статье, приведенной в сообщ. №16, именно такая логика стоит буфером. Только ЭСЛ или дискретные эл-ты, как у трима, см. картинки выше.

74HCT может и нельзя, а вот прочая быстродействующая вполне нормально работает буфером клоков с пикосекундным джиттером

Спасибо за информацию. Пробовал буфером sn74lvc1g08, не устроил джиттер. Закуплены NC7S14M5X, буду пробовать.

Какие программируемые линии задержки используют для импульсов? Надо сдвинуть импульс на выходе относительно импульса синхронизации на 20-30 нс. С пикосекундным джиттером. Посоветуйте.
Пока добыл PDU138-20M и пассивные линии GL2L5MS300D. Не пробовал еще.

http://micrel.com/index.php/en/products/cl...elay-lines.html
http://www.onsemi.com/PowerSolutions/parametrics.do?id=586
немного быстрые правда. но можно и последовательно пару поставить.
SY89297U например, сдвоенные в одном корпусе дадут 4-14нс.

кстати, этот самый SY89297U + какой-нибудь XOR, например MC10EP08 или NB7L86M, вполне себе генератор субнаносекундных импульсов с программируемой длительностью.

В качестве буфера можно взять NB3N551 от ONSEMI.

прекрасно идут никелевые ферриты СВЧ (то что идет на циркуляторы и т.п.) наподобие 1СЧ, 1СЧ3. Правда, в основном они выпускаются пластинками и кругляшами без отверстий.
- ссылка А3 из пдф. В автореферате , к сожалению, нет ссылок старше 2001 года, хотя по термоядерной тематике на границе 80-го года были пубикации с подобными формирователями а той же ПТЭ.

1. Можно ли в новом устройстве использовать старые 2Д528, они производятся?
2. Как сделать фронты наиболее крутыми?
3. Как регулировать длину импульса, если ли схемы?
4. какой максимальный обратный ток можно подать на ДНЗ если максимальный импульсной прямой ток 200ма? Как я понимаю максимально возможный ток на нагрузке равен максимальному обратному току на диоде.
5. Почему на многих схемах с ДНЗ применяются самодельные индуктивности? Если использовать 0402 или 0603?

еще можно просто интегральные драйверы поискать вроде LMH6525, только для не для dvd, а для пишущих blu ray, там и мощности и длительности уже более-менее похожие.

Как можно согласовать лазер и генератор на днз диоде? Если сопротивление лазера 4 Ом и примерная индуктивность выводов 10 нГн. Сейчас стоит дифференциатор.

Откровенно говоря для меня лазер-это излучение при перескоке электрона с одного атомарного уровня на другой(больше в этом вопросе про лазер я нечего не знаю).
В ветке http://electronix.ru/forum/index.php?showt...111094&st=0 косался немного работы с SDR по мотивам HP AN920. Программка для согласования и проектирования умножителей там выложена.

В этой же ветке выкладывал книгу, может полезное для Вас там и найдете.
Ilyushenko.Avdochenko.Baranov.Pikosekundnaya.impulsnaya.tehnika.1993.rar

Как я понял, схема умножителя частоты на основе ДНЗ расчитывается для появления колебаний после импульса. В случае генератора импульсов для лазера должен быть один импульс.

Пардон Вы когда схему рисовали чтото забыли про пару диодов в обострителе импульса, да и с транзисторами что то не все понятно?
А схемка интересная.

Верно заметили. Схема срисована с одного, фото - другого. Там написано. Плата у всех одна и та же, формирователи очень похожи, кроме выходного каскада. А в диодах, похоже, вся наука.

У вас получилось сделать аналог генератора? 2SB698 нарисован как npn, хотя он pnp. Неизвестный транзистор может быть СВЧ npn, только эммитер должен быть соединен с -15В. Доиды похожи на 2Д524.

У меня не было такой цели. Если интересны потрошки этих генераторов подробнее, могу зафотодокументировать, но позже.

Да диоды нодо подискивать типа 2А609А, Б, разводку и материал платы соответственно к 2-3 гГц как минимум, дергать эти SRD(ДНЗ) диоды можно и одним лавинным транзистором типа КТ315Б,В если частота повторения импульсов небольшая нужна, ну и самое интересное чем все это проглядеть каким прибором.

1. Генератор биполярных импульсов +/- 15В, 200 пс по уровню 0.1 Сверху слева разъем питания +15В, -15 В, до 100 мА. Ниже SMB разъем - вход, TTL уровень. Проволочкой соединен с левым верхним переменным резистором. Логика на входе 74AC00, SO8 это стабилизатор 78L05, транзисторы с полоской - 2Т633А, без полоски 2Т941А. Выход правого транзистора 2Т941 и желтого СВЧ-транзистора индуктивностью из 1.5-2 см отрезка МГТФ соединен с диодом (розовая керамика, обозначение: черным цветом длинная полоска и точка), который одним концом припаян к земле. Правее - резистор, под ним - две 0603 емкости. Потом к выходному разъему идет воздушная линия то ли на керамических изоляторах, то ли каких еще элементах, мне неизвестных. Ломать, чтобы узнать, не буду. Около выходного разъемы еще пара 0603 конденсаторов на землю.


2. Генератор биполярных импульсов +/- 37В, 0.5 нс по уровню 0.1 Схема (было уже) и вид на элементы. Питание +15В, -15 В, до 100 мА.

Рискну предположить.
Shockline (NLTL) на варакторах? Варакторы или варикапы таблеточные, стоят в качетсве опор, а линия- просто индуктивность.
Если стробоскопическим осциллом сначала встать шупом пассивным 1:50 сначала на начало линии, а потом на конец, должно быть видно увеличиение крутизны фронта по длине линии.

Вот насколько мог перерисовал схему.
Интересно но схема похожа на выходной тракт импульсного радара, да и транзисторы не высокочастотные те что в пластмассе, только тот что совецкай СВЧ возможно КТ 610.
Все дале по схеме в диоды уходит там импульсы и обостряются.

Тестером померил, где C9?, там два диода (варикапа?) последовательно, катодами на выход. На каждом падение в прямом направлении 0.75 В.

То есть цепочка диодов от драйвера до индуктивности - это ДНЗ. Драйвер сначала заряжает нижнюю обкладку С6 до -Uпит, потом подбрасывает до +Uпит, давая импульс тока через составной ДНЗ. После разрыва диодов накопленный в L7 ток разряжается в нагрузку. Правильно рассуждаю? Откуда появляется вторая полуволна импульса?

Это с него:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А это с генератора, где воздушная линия на выходе:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Полуволна возможно формируется в L7, можно попробовать вместо L7 R 50Om.

К сожалению, трогать не могу. Только смотреть...

Прошу прощения эти блоки с какого оборудования?. Какие только приборы не разбирал но таких не встречал.

Интересно, сильно ли отличается схема с большей амплитудой? Если судить по сайту, то есть генераторы на 130В. Пока что у меня получилось достичь амплитуды 15В на одном диоде 2Д524.
Для чего там между ДНЗ стоят резисторы и конденсатор?

[quote name='Denisnovel' date='Jul 24 2013, 13:12' post='1179815']
Интересно, сильно ли отличается схема с большей амплитудой? Если судить по сайту, то есть генераторы на 130В. Пока что у меня получилось достичь амплитуды 15В на одном диоде 2Д524....
Я так понимаю что для лазерного диода нужен ток, большие амплитуды при времени <1нс скорей для СШП(UWB) радара или георадара. У меня потолок пока на лавинах КТ315 80В ~4нс, и неизвесно на сколько точны будут измерения при малых длительнастях пульсов <1нс.

Главное конечно больший ток. Но для сравнения разных генераторов лучше использовать одинаковое значение нагрузки. Как я понял, в данной схеме с ДНЗ ток будет одинаковый для нагрузки 10 и 50 Ом.

Для питания лазера можно, наверное, не использовать фидер, а напрямую подключить лазерный диод к индуктивности, накапливающей энергию. А рядом расположить петлю связи, чтобы контролировать ток.

Это покупные генераторы. Для всяких СШП надобностей. Made in С-Пб.



Генераторы на ДНЗ бывают и помощнее: ссылка. Принцип тот же, что в обсуждаемых маломощных. В С-Пб, опять же, делают.
Довелось пользоваться питерскими генераторами 0.5 и 2 нс с амплитудой 2 и 10 кВ на 50 Ом. Частота повторения 10 кГц. Выходной разъем при 10 кВ, кстати, N-коннектор.