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.

OPA659?

Судя по графику на первой странице data sheet после 10MHz его усиление значительно уменьшается, к сожалению.

Лучшие ОУ - у Analog Devices.

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

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

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.

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

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.

Позвольте полюбопытствовать, что за фотодиоды?

Что за зверь такой? Вы бы изложили здесь задачу, потому что сейчас она похожа на изначальное заблуждение.

Буду пробовать два диода, то что смог найти из серийно производимого и доступного для более или менее быстрой покупки:

Hamamatsu G6854-01
OSI Optoelectronics FCI-INGAAS-75L

Вполне обычные фотодиоды, ничего дифференциального я в них не вижу, поэтому о каком "плюс/минус" речь? Вы собираетесь включать их парами встречно?

Так это ж с волоконным входом на 1,5 микрон. Купите лучше сразу связной с встроенным TIA. Самый дешевый, порядка 200 долл, с трансимпедансником можно взять здесь - http://www.laserscom.com/

Извините, видимо я непонятно описал задачу, будет проще со схемой, в упрощеном виде то что мне надо выглядит так как на приложеной схеме, на OPA847 работает до 100MHz с приемлемыми шумами, диоды OSI InGaAs 120. 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. Возможно полевик BF862 перед операционником как пишут китайцы http://iopscience.iop.org/article/10.1088/...0/11/114209/pdf но не уверен, что оно будет работать на частотах в районе 500MHz, ничего лучше пока придумать не могу, бду пробовать. Буду благодарен за любые дельные советы.

врсия "L" это с линзой,можно использовть как с волокном так и на открытом воздухе. С волоком больше потери переходах сред, так что для начала будет ручная юстировка без волокна, это сложно и долго но параметры лучше. Работоспособность и частотную характеристику проверю с волокном, это быстрей, а шумы и эффективность уже на открытом диоде с ручной юстировкой лазера на оптической скамье.

Готовых балансных примеников со встроеным усилителем я к сожелнию не нашел. Есть детекторы в сборе например https://www.thorlabs.com/thorproduct.cfm?pa...mber=PDB480C-AC уже попробовали, оказался слишком шумным, к сожалению. Конкретно для моих требований не подошел даже после переделки шумного блока питания.

HMC799 смотрели?

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?

Не попадался, спасибо посмотрю, выглядит интересно.

Там их целый выводок.

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.

По вашей схеме не вижу привязки диодов к нулевому потенциалу.


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.


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.

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.

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?

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.

Точно также можно выставить любое другое напряжение.


Нет.


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.


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.

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.

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.

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.

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.... ?

Любой физических эксперимет это из пушки по воробъям, хватает проблем и кроме плат, кабелей и пр.

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.

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.

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.


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?


Для бескорпусного монтажа нужно еще иметь соответствующее оборудование и опыт работы. Про поставки не могу сказать.

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.

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.

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.

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.

Постараюсь исправится. От цитаты ставил один пробел.

Собственно LTC6268-10, я так понимаю как раз применение по вашему назнючению.
от себя добавлю, мы ставили у себя LTC6268, он до 500мгц, и к нему ФД Si PIN photodiode S5972 Hamamatsu Photonics, раскочегаривалось все где то на частоты порядка 100 мегабит, но это максимум и многовато ошибок начиналось, тут тоже и обратные смещения делались вольт до 12 и всяческие иные заморочки, с целью ускорить ФД и тд.

был даже этап расковыривания финисаровских модулей. =) благо их много (пол ведра, ибо на выкид, ибо на 950нм)

в итоге остановились на сборке photodiode S5972 Hamamatsu + MAX3665EUA (tia preamp) + MAX3969ETP (lim.amp) - работает изумительно и всё от 3,3В

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

А как сделать чтоб не добавляло все ответы в одно сообщение?



Очень интересно, как раз сейчас изучаю решения от максима, до каких частот работает ваша связка? Смещения сейчас делают 12 в в надежде разогнать диоды, в общем все как у вас. Предпологается испльзовать Hamamtsu G6854-1 или FCI InGaAs -75

ну 100мегабит вообще влегкую, БЕЗ каких либо ухищретий типа смещения ФД, везде +3,3В однополярное питание. и это было на фрезерованной 2-хсторонней макетной плате с убогой металлизацией.
155 легко и, я бы сказал, идеально, на этой же макетке, но уже сделанной в Тепро с нормальной металлизацией. (200 максимум для MAX3969ETP)
200 легко в финишном проекте в 4 слойке со спартаном 6.

БЕЗ каких-либо подпорок для ФД. вобщем открестился я от ОУ, как от страшного сна =) опять же, повторяемость отменнейщай, на 10 устройствах ничегошеньки менять не пришлось. покрайней мере плисовики перестали смотреть на меня волками =)

Спасибо огромное, обнадеживает. Как я понимаю у вас один диод по типовой схеме? Попробую завтра заказать max3665 и повторить то что вы сделали. Прийдется только диоды запитать так чтоб около 1 вольта в средней точке было, надеюсь это будет приемлемо для эксперимента.

Вам же говорили - фотодиод = токовый прибор !
Нельзя/не надо менять питание диодов.
А нужно вращать поляризатор перед светоделителем для выравнивания фототоков


Достаточно взглянуть на входной ток более 15 мкА и величину его шума у LMH6629.
Но я и не предлагал его подключать напрямую. Воспользовавшись его малым шумом напряжения приартачить буфер.
На JFET с бутстреппированным стоком для уменьшения входной ёмкости.
Или даже ставят (ух !) эмиттерный повторитель на BFU910.

К сожалению дополнительные оптические элементы не приемлемы. JFET как я предпологал использовать в самом начале, примерно как здесь http://cds.linear.com/image/resized/46_circuit_1.jpg?


К сожалению не подходит мне такое решение. MAX3665 имеет неотключаемую DC компенсацию входа, входной сигнал не может уходить в минус. MAX3864 имеет отключаемую компенсацию но шумы в 10 раз выше. В лаборатории вроде есть диод со встроеным 3864, сейчас ищу, если найду проверю шумы, но скорее всего они слишком высокие будут.

ytyt, ещё раз напоминаю Вам пункт Правил:



А зачем это нужно? В чём смысл множественных сообщений, идущих подряд?

Старинная навороченная схема -
Transimpedance amp covers dc to gigahertz range
http://www.edn.com/design/analog/4397525/T...gigahertz-range

Красиво придумали с компенсацией постоянной составляющей MMIC. Но опять же низкое сопротивление по входу, потеря чувствительности на согласовании. На гиговых частотах сложно совместить два требования: высокое сопротивление и дискретный монтаж на ПП. Сказать, что невозможно, нельзя, но опыт конструирования и возможно подбор компонентов потребуется, как в одном из документов Linear рекомендовала экранировать землей обратный резистор. Но, если есть возможность, желательно делать в бескорпусном исполнении - прощаются многие ошибки, повторяемость выше.
В этой теме стоит упомянуть Lossless Feedback вариант схемы, предложенной Razavi и опробованной первоначально в дискретном варианте в полосе до 1 ГГц.

Из готовых неплохо выглядит Macom M02027, созданный для GPON. Хорошая чувствительность для высоких частот.

Секундочку. Трансимпедансные усилители по определению должны иметь низкое входное сопротивление. О каком согласовании тут речь?

Насколько низкое? На практике, не в теории. Понятно, что для преобразования из тока в напряжение желательно нулевое сопротивление, но в каком случае это возможно?

Похоже на классику жанра - сначала интегратор, затем дифференциатор. Но применимость в дискретном исполнении на ВЧ вызывает опасения...

Если линии передачи от фотодиодов нет, то согласование - это получение минимальной ёмкости в точке суммирования.
Минимальное входное сопротивление достигается усилением (резистор обратной связи/усиление) или каскадом с общей базой (но шума прибудет).
Симпатичнее e-phemt использовать. Меньше 1 пФ входная ёмкость, 200 мА/V крутизна. Шум превосходный на частоте более 30 МГц. Говорят, и шум входного тока мал при правильном смещении.

У фотодиода 2 вывода - с одного конца (зашунтированного ёмкостью) снимаем DC для калибровки, второй - на ВЧ усилитель.

K сожалению ERA 5 шумная


Спасибо, этой статьи я не видел, буду изучать, но мне кажется когда надо усиливать суммарный сигнал с двух фотодиодов все несколько иначе. С Macom сложно общатся. я запросил документацию на другой их чип в ноябре, в январе они мне ответили, что выпуск этого чипа прекращен. Данные M02027 можно получить по запросу, но не быстро. По микосхемам от максима, коллеги сказали что слишком шумные для нас, уже пробовали, но это надо будет еще проверить, возможноо пробовали несовсем правильно, пока для трернировки сделаю конструкцию по китайским мотивам, http://iopscience.iop.org/article/10.1088/...0/11/114209/pdf посмотрю что полчится на практке.

Была где-то фотография опытной платы.


Все же максимум передаваемой мощности будет при равенстве сопротивлений, согласование с линией передачи тоже важно, но там речь об отражении (обратных потерях). Разница в сопротивлениях - это потери, каким бы малошумящим усилитель не был.


С двумя или с одним - разницы нет. В статьях встречаются схемы с Capacitive Feedback и двумя диодами. Другой вопрос, что вам нужно работать от низких частот.


Анонсированы были недавно, полтора года назад, должны быть доступны. Но, как всегда, информация под NDA, и покупать либо тоннами, либо другие условия. Не сочтите за труд, пришлите тех. информацию по чипу, если удастся получить и на каких условиях поставки.
По расчетам, если переводить интегральные шумы M02027 90 nA в полосе 1.5 GHz в дифференциальные, получается в среднем 2.3 pA/sqrt(Hz). Значит в минимуме будут фемтоамперные шумовые плотности тока, очень неплохо.


BF862 слабовата для 500 MHz, и емкость 1.6 пФ добавляется. Хорошо бы заменить на какой-нибудь CE3512/CE3514 с емкостями 0.3-0.4 пФ, если обратный ток позволяет. И в обратной связи компенсирующую емкость через делитель подключать (у TI вроде был такой документ).

Насчет M02027 отетили вчера, производитель перенаправил мой запрос richardsonrfpd.com и сказал, что они должны ответить, подожду пару дней, если ответа не будет, напомню. Надеюсь конфенециальность подписывать не прийдется и я смогу поделится информацией, если конечно ее вообще получу.

Полевик сначала попробую BF862 а потом поищу что нибудь с меньшей емкостью. Сейчас задежка в изготовлении платы, техник переехал вместе со всем барахлом в соседнее здание, я хочу купить свой минимальный набор для изготовления плат, как получу сразу сделаю плату и буду пробовать. Емкость в обратной связи для LTC6409 фактически емкость монтажа, при моделироавнии 0.8-1.3p как будет на плате пока не ясно, место для конденсатора на плате предусмотрю.

Ответ производителя,вернее его представителя которому был переадресован мой запрос:

"MACOM has informed me that they will not be able to provide datasheets for you on M02027, sorry.

Regards,
Steve Jensen"

Странный производитель не желающий продавать свой продукт.

Попробуйте через ближайшего дистрибьютора обратиться, а не через форму на сайте. Должны NDA прислать.

оставьте тщетные поиски волшебных микросхем.
убедитесь - DC не нужен : https://www.thorlabs.de/drawings/ce1754c2e0...C-AC-Manual.pdf
продолжу рекламировать HEMT -
http://www.ilt.kharkov.ua/bvi/structure/d1...8_478(2015).pdf

Не работает ссылка.

https://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?o...ctgroup_id=2151
(полагаю, один лишний конденсатор нарисован по недомыслию...)

Это ответ от дистрибьютора отвечающего за мой регион.


PDB480C-AC от Торлаб был опробован в конце прошлого года, к сожалению оказался слишком шумным. Предлагаемый вами усилитель интересен, спасибо, но конкретно эта реализации имеет падение усиления после 100MHz довольно резкое, а мне требуется более или менее одинаковое усиление во всем диапазоне.

Заканчиваю разводку двух конструкций на LTC6409 и повторение схемы из data sheet LTC6268-10 посмотрю что получаестя на практике потом буду дальше думать.


О каком конденсаторе разговор?

Новый продукт от мастера жанра -
http://electrooptical.net/www/sed/ql01Manual.pdf