Добрый день, товарищи. Нужна помощь:
Возник вопрос о тактировании АЦП от оптики.
Импульсы с фотодетектора могут быть короче 100пс. частота ~80MHz
Как, не испоганив джиттера, сделать duty cycle 45-55%, ну или хотя бы 30-70% (если включить внутренний стабилизатор клоков у АЦП)
Под "не испоганить" будем считать добавить не сильно больше 0.1пс (apperture jitter АЦП).
как быть:
поделить пополам (чем? высокочастотный прескалер, но чтоб работал начиная от DC?) а потом обратно умножить, например в ad9552?
или полосовой фильтр на 80МГц а потом усилить, но боюсь из-за крайне низкой исходной скважности после фильтра усиливать уже будет нечего. джиттер утонет в шумах.
может еще какие идеи есть?

От фемтосекундника (титан-сапфира) синхронизируетесь? Ну во первых, можно расширить импульсы, применив более медленные фотодиоды. Передний фронт у них будет стоять точно (синхронно с лазерным импульсом), а задний (растянутый) позволит успеть среагировать компаратору. Имеет смысл растягивать до 1-2 нс, т.е брать PiN фотодиод с полосой 1ГГц или чуть меньше. Зато компаратор искать по-шустрее, ADCMP604, ADCMP580 (если не боитесь генерации на свч, вернее сумеете с ней справится)
По переднему фронту импульса запускаем компаратор, и ведем сигнал на обычную РЧ фапч. Если резонатор лазера стабильный- то в качестве ГУНа используем VCXO на 80 ( или 160 Мгц). Если нестабилен (плавает от времени, от шумов)- то обычный варикапный VCO. Начать с кварца, а если захват петли будет срывать- то переходить на VCO. Обычно это бывает от акустических шумов системы охлаждения кристалла титан-сапфира (вода вибрации насоса приносит) и высокодобротный кварц неуспевает за акустическими шумами перестроиться. Если же система не шумит- то значит вам повезло.
Петлю ФАПЧ строить самодельную, целочисленную (1к1, 2к1), на ЭСЛ триггерах- джиттер не пострадает. В качестве ФД что-то типа MAX9382 AD9901
ЗЫ. Приятно напругу с выхода ФД после фильтра НЧ посмотреть анализатором спектра низкочастотным- сразу видны акустические шумы на оптическом столе.
ЗЫ2. Если в лабе есть DG535 генератор задержек от SRS ( а в фемтосекундной лабе он почти всегда есть) то заведите сигнал с фотодиода на его вход внешней синхронизации. Там как раз 80 Мгц петля. И стробируйте АЦП с выхода генератора. Или посмотрите по схеме DG535 как петля сделана и повторите на макетке.

Тогда при при таких условях куда проще применить формирователь меандра, поделив частоту пополам, а затем умножитель на два, коих схем - немеренно. Самая лучшая изних DDS - минимальный джиттер, одна микросхема, минимальная ошибка при максимальной частоте синхронизации, никакого переноса частоты со всеми вытекающими последствиями и т.д. Можно и попроще и дешевле, если джиттер не жмёт! В этой ветке была подобная тема, которая сдохла в ожидании топикстартера, но все участники, может быть не зря старались. Это решение - синтез из прошлых идей ушедшей темы многих участников!

Вы представляете себе, что такое 100 пс импульс? Который вообще то нормально рассмотреть можно только стробоскопическим осциллографом. Почти любой СВЧ прескалер сойдет с ума, если ему на вход это чудо подадут без предварительного формирования (и с такой низкой частотой повторения). А задержка пропагации импульса внутри компаратора больше, чем длина импульса. Поэтому все стандартные схемы расширения "идут в сад". Работают только схемы на базе интегрирования заряда. Но они оставляют от переднего фронта (самого важного для нас) рожки да ножки. Поэтому и делают "запоминание" зарядового пакета фотогенеренных носителей на емкости PN перехода фотодиода, а потом достаточно медленное "высасывание" их наружу на согласованную нагрузку. Не забываем, что фотодиод в таком режиме имеет очень нелинейно меняющийся от времени импеданс, и согласовать его с 50 омами бывает нелегко.

Ну для этой цели ПМСМ можно применить http://www.analog.com/en/clock-and-timing/...ts/product.html - Ваши около 80 подать на REF, а ГУН на кратной частоте - на CLK2. Добавочный джиттер они гарантируют не более 0.225пс, что хуже, правда, Ваших требований но на немного.
Возможно, что-то из НСК подойдет типа http://www.national.com/pf/LM/LMK04000.html#Overview Хотя от 100пс может и не заработать
Посмотрел - хоть микросхемы и предназначены для вытягивания клоков из чего угодно - ни слова о минимальной длительности импульса по РЕФ. А макс частота - низковата. Но можно как предлагает YIG в следующем посте
ЗЫ Как раз сейчас именно - 18.50 по Киеву с такими 3 платами (AD9510 на 90МГц) и кувыркаюсь в настройке кварцевого ГУНа .

Не поверите, но представляю, это полперода частоты 5 ГГц, но частота следования таких импульсов - всего 80 МГц, поэтому и посоветовал такое решение. Зафиксировыать импульс можно логикой Hittite, затем поделить высокоскоростной или ПЛИС. Далее - по запросам автора!

Если бы полпериода синуса- это было бы очень просто. Обычно сигнал имеет очень крутой фронт- лазерный импульс сильно перегружает фотодиод. А потом следует спад с весьма длинным хвостом. Иногда на хвосте наблюдаются осцилляции. Это сильно зависит от корпусировки фотодиода, к сожалению даже у брендов он не всегда бывает вылизана с точки зрения СВЧ. Т.е в сигнале присутствует куча частот, в кабеле импульс любит "разлазится", поэтому желательно дискриминатор ставить по-ближе к диоду. Еще надо иметь уверенность, что на осцилляциях на хвосте схема обработки импульса не перезапуститься. Если это удалось, т.е триггер прескалера считает только фронт- то считайте, что повезло. Но приходиться делать разный шаманизм- перекашивать вход прескалера по постоянке. итд. А вот дальше делить ничего ненадо- получили меандр 40 Мгц- все, с ним и работаем. Но обычно делаем петлю на 80 или 160 Мгц- никаких ДДСов.
К сожалению, прямой синтез тут некатит- ведущим по частоте в системе служит лазер, а частота повторения 80 МГц определяются механически - временем пробега световой волны по резонатору (round-trip). Можнно конечно подстраивать длину пути световой волны пьезоактюаторами (двигая зеркала), но это еще тот геморрой, да и не каждый в лазер полезет. Это автора темы надо спросить, но наверно такие навороты в данном случае это лишнее.
А сама ФАПЧ примитивная весьма- в аттаче.

Скажите, а почему нельзя сделать триггер, который будет реагировать только на передний фронт? А сбрасываться принудительно, после того, как входной импульс уже гарантированно закончился?
И зачем вообще нужен компаратор, если нарастающий фронт достаточно крутой сам по себе?

Прошу прощения за ламерство.

ШУтите.
Дык самый быстрый триггер из тех, что у меня дома завалялся требует на все про все для переключения где-то 350пс минимум положительную иголку по С при тактовой до 2-х Гиг (как они в даташите получили 3 - не знаю, ибо по сбросу или установке ему нужно где-то 400пс да и задержка тоже - будь здоров). Иначе процесс переключения станет вероятностным. Типа может установится, а может подумает, но вернется в предыдущее состояние. Причем частота иголок не важна. Хоть 1 кГц. Да и добавочный джиттер у них до 1пс. Что там в скоростных делителях - фиг его знает - большинство генерят при отсутствии сигнала, типа регенеративных, ну или 193-й серии. Разве что такие http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/NBSG53A-D.PDF покатят. Разве триггер на дискретах собрать? Лет 20 назад такое делали. На 2Т682А-2 и 3А112

А триггер успеет среагировать? Фронт то быстро кончается. Сравните с задержкой распространения сигнала в структуре триггера. Вот для примера типичный сигнал со сверхбыстрого фотодиода G4176 Hamamatsu. Постройте на его фоне типичные задержки предлагаемой логики. К сожалению, посмотреть времянки в живую сложновато- на стробоскоп на соответсвующую полосу в штаты ехать надо, приходиться вслепую работать или по принципу- "работает- не трогай".
К вопросу о прескалерах. Обратите внимание на осцилляции на "хвосте" импульса. Что в этом случае скажет перскалер? Компаратор, по крайней мере, позволяет от них отстроиться по амплитуде. Про хиттайтовские триггера самому интересно- когда я с этим возился, хиттайт триггеров еще не делал. В древности были триггера- одновибраторы на туннельных диодах, но вот их вспоминать как раз наверно бессмысленно. Книга Мелешко по наносекундной электронике дает теоретическую базу, но в данном случае бесполезна- слишком далеко техника ушла вперед. Тоже хотелось бы посмотреть на современные схемные решения таких триггеров- расширителей импульса.

Нет, не шучу.
Логика работы узла должна соответствовать RS-триггеру, или одновибратору. То есть, после прохождения фронта, выход перестаёт зависеть от входа, пока триггер не будет сброшен.
Делать такой триггер, по моему разумению, надо на элементах эмиттерно-связанной логики, буде готового не найдётся. Думается, можно и на дискретах попробовать собрать, нечто вроде ячейки Джильберта.
Надёжность срабатывания триггера будет определяться количеством заряда, которое способен поставить на его вход фотодиод, а также характеристиками его элементов и ёмкостями монтажа.

..................................

Ну, Вы же сами предложили затягивать импульс на диоде.
Я лишь пытаюсь найти средство борьбы со "звоном" на заднем фронте.

Задержки здесь, думается, не при чём. Нужно лишь обеспечить приемлемый джиттер фронтов сигнала на выходе.

Дык, я же и предлагаю ставить такой триггер до прескалера (делителя), буде такой потребуется вообще.

Боюсь, более того, что написал ранее, вряд ли что-нибудь смогу предложить...
Хотя, если подумать...

Задержка ни при чем, ИМХО. Речь идет не о совсем счетном триггере, где инвертирующий заведен на D. Сбросили триггер. Установили 1 на D, ждем импульс. Получили - есть время повторить цикл. Вся прооблема только в том. чтобы успела сработать логика - а она часто на положительных связях - ей только толчок нужен. Но вот его длительность, толчка, таки важна. Осцилляции до определенного порога логике не страшны, тем более ее можно в какой-то мере считать компаратором - пороги все-таки гдето посередине между уровнями. У меня в одном изделии на старой работе 74HC164 отлично работала и компаратором с гистерезисом и регистром одновременно. Это я опять об отличии от 193-й, которая и от милливольта могла работать на частоте максимальной чувствительности.

Если решать задачу в лоб, то надо искать HMC841LC4B http://www.hittite.com/content/documents/d.../hmc841lc4b.pdf -12 ps фронты, пропагация 10 ps частота 43 ГГц. Вот на такой микросхеме защелкнуть фронт скорее всего получиться.

С этим гораздо лучше справится RS-триггер - самый простой из всех возможных триггеров. D-триггер гораздо сложнее.

Нет, сама по себе длительность не важна.
Важно лишь количество заряда, инжектируемого в базу входного транзистора триггера.

Да, блин, до чего техника дошла... Скорее всего, получится.
Но сбрасывать его будет неудобно. Лучше поискать классический RS - триггер.
Вход дифференциальный - тоже может быть не очень гут...

ЗЫ. Посмотрел на Hittite - по скорости там любой D-триггер пройдёт, с менее героическими параметрами.

Дык нету RS триггеров. Есть более шустрые T, но там грабли будут как и у прескалера. В принцпе, раньше применялось решение с latch-enable компараторами- успеть дернуть входы LE с выхода компаратора через RC цепи. Постоянная времени RC будет определять время нечувствительности- расширение импульса. Можно пропробовать на HMC674LC3C (HMC675 HMC676) но они "тормозные" -10 ГГц только, надо макетировать.

Да, уже посмотрел.
Т-триггеры не пойдут - те же бейцы, только в профиль. В прескалерах стоит нечто подобное.
Есть подозрение, что RS-триггер и самому изваять можно. Типа, на дифференциальных перемножителях, если с дискретами возиться неохота.
Только 100 пС - это 3 см расстояния в вакууме. На плате - и того меньше. Нужно учитывать, видимо...


По-моему, такие здесь не прокатят...

ЗЫ. Можете оценить количество заряда, поставляемого фотодиодом, приведённым Вами выше?


Посмотрел на Онсеми - должны подойти.
Есть вход асинхронного сброса - то, что Доктор прописал.
С джиттером только нужно разобраться, но это уже Автору темы решать.

ЗЗЫ. Кстати, там есть и другие подобные триггеры, джиттер которых нормируется гораздо меньшей величиной (NB7V52M).

http://coecxs.org/downloads/Publications/2...m_78_053715.pdf

Это самая обычная задача, которая требуется для работы pulse-pickerа. Никто не пытается получить 100 пс импульс. Используется просто хороший быстродействующий pin диод с маленькой площадкой и временем нарастания около 1 нс, и качественный компаратор. Система все равно работает в чистой комнате со стабилизированной температурой, и уходы по времени по оптическим путям куда больше нестабильности такой схемы. Да и время срабатывания ячейки Поккельса все равно около 2 нс. Сингал с фотодиода синхронизирует PLL с большой постоянной времени, от которого можно синхронизировать все оборудование, не заморачиваясь.
Уверяю Вас, что точность измерения сигналов от фемтосекундных импульсов будет такая, что о джиттере в схеме синхронизации можно будет просто забыть.

Чо-то все дико расхорохорились и нахохлились после основной драки. А между тем очередной ликбез от Hittite не повредит:
http://www.hittite.com/products/index.html/new
Среди всего - прежде всего:
http://www.hittite.com/products/index.html/category/253
http://www.hittite.com/products/index.html.../Pos1/sort/desc
http://www.hittite.com/products/index.html.../Pos1/sort/desc
http://www.hittite.com/products/index.html.../Pos1/sort/desc
...
ну и http://www.hittite.com/products/view.html/view/HMC791LC4B

Человек, задавший вопрос, похоже просто не знал специфики взаимодействия фемтосекундных импульсов с фотодетектором. А она такова, что гоняться за джиттером абсолютно бессмысленно. Важна средневременная стабильность.

Да тут-то речь о том, как этот фемтосекундный импульс поймать, как я понял. А о джиттере - вопрос отдельный, если автор возопит о нём!
Кстати, ответ на первый вопрос уже предполагает хороший джиттер!!!

Ловится он любым фотодетектором, отклик получается равный быстродействию детектора, это все без проблем. Проблемы с точностью измерений возникают из-за принципиально большой мощности импульса.

Не могли бы Вы пояснить последнее?
Подумалось - казалось бы, ответвляй кусочек луча через делитель с большим коэффициентом деления,
загуби его еще и аттенюатором, и мощность, приходящая на фотодeтектор, будет маленькая. Или в этом случае какая-то нелинейщина
или какое-то хитрое переотражение на делителе может испортить дело?
Никогда в своей практике не сталкивался с такой проблемой, а теперь думаю - может, я слона не приметил?