mi enunciado del problema:
Quería digitalizar pulsos de 10 ns de un fotodiodo que está en el rango actual de 100 uA a 1 mA (estos tenían un rango mucho mayor anteriormente, tratados aquí , pronto entendí la gravedad de la declaración del problema y los cambié con sugerencias de otros miembros)
mi enfoque de circuito:
Es posible que esto no logre el rendimiento completo, pero aún puede satisfacer los requisitos a un nivel
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Resultados:
Aporte:
TIA requiere un pulso de entrada de corriente, por lo que he creado una fuente de corriente usando un generador de pulsos generador de voltaje con una resistencia de serie 1K, por lo que para generar una entrada de corriente de 100uA, he dado una entrada de 100mV desde el generador
lo siento, no tengo un generador con tiempos de subida/bajada bruscos, estaba alimentando un pulso de 12 ns con un tiempo de subida y bajada de 6 ns
Se muestran la salida opamp de la etapa 1 (LTC6269) y la salida LVDS correspondiente, que me han satisfecho inicialmente, pero debajo de la respuesta es una que veo con frecuencia, se ve algún tipo de reflejos repetidos o ruido cerca del pulso
vista 1:
vista 2:
vista 3:
Inicialmente pensé que podrían ser ruidos, pero como se repiten, no he entendido qué son exactamente.
pronto entendí que estos ruidos repetitivos están presentes en la salida del generador de funciones a niveles bajos, pero no sé qué causó esto, ¿mi resistencia serie 1K a TIA los causó?
así que sospeché de mi configuración, ahora traté de colocar el diodo real en lugar de la fuente actual, que no ha mostrado ningún resultado, he visto ruido incluso sin ninguna fuente de luz iluminada, lo cual no es deseado, así que quité el diodo , cuando enciendo el circuito incluso sin entrada, obtengo una salida como la siguiente con una repetición
¿Es por una conexión a tierra incorrecta? o algun ruido de baja frecuencia??
por favor ayúdenme a encontrar la causa raíz del problema
EDITAR/ACTUALIZAR 1:
la fuente de alimentación se genera a bordo, usando la configuración a continuación, los 12 V provienen de una fuente de alimentación regulada, LTC6269 requeriría un suministro dual de +/- 2.5, por lo que lo siguiente se modifica ajustando las resistencias, LTC6754 requiere solo + 5 V y OPA699 requeriría + /- Alimentación dual de 5V.
Al llegar a la sonda, estoy usando una sonda de 500 Mhz y 10 Mohm con una capacitancia de 11 pF y en el alcance he configurado un acoplamiento de CA con una impedancia de 1 Mohm
No tengo ni idea de encontrar la fuente de este ruido periódico, principalmente sospeché del generador de funciones, pero ahora siento que ni siquiera hay una fuente presente, ¿puede un opmap generar ese tipo de ruido?
EDITAR / ACTUALIZAR 2:
la salida de opamp y tierra, ambos escalados automáticamente muestran un patrón de ruido similar (el verde es la tierra de la señal), puede deberse a la falta de aislamiento de la tierra de la señal analógica y la tierra de la fuente de alimentación.
EDITAR ACTUALIZACIÓN 3: resultados después de la adición de filtros pi en las salidas dcdc
con algunas sugerencias de filtros pi, he intentado crear un filtro CLC usando componentes en mi escritorio
L = 10uH y C siendo 4.7uF, 47uF, 0.1uF y 0.01uF (todos 0603 SMD)
No obtuve un 1nF pero pude ver el ruido suprimido hasta cierto punto, esta configuración está soldada y verifiqué si la salida del filtro es adecuada o no, no soldé esto en la placa real, en su lugar tomé +/- 5V de la placa y verificó la salida del filtro
Sin CLC
Después de CVX
Una interferencia tan saludable y agresiva: timbre de 200 MHz. En VDD.
Los amplificadores operacionales y los comparadores tendrán 0dB PSRR a 200MHz. La reactancia del condensador de derivación: tapa ESL interna + vías de PCB + trazas de PCB ~~ 5nH, es j6.3 ohmios.
Es posible que necesite condensadores de 4 terminales X2Y.com, ~~ 0.5nH instalados.
Prueba esto
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Las redes de PI se repitieron en el Sensor (a 2 metros de distancia). Para la amortiguación, utilice R = sqrt(L/C) 0,3 ohmios; por lo tanto, es útil algún inductor/perla R.
NOTA: La ruta GND/RTN también está interrumpida. Queremos implementar "baterías locales" en la electrónica analógica de bajo ruido.
LOS COMENTARIOS SON MUY BIENVENIDOS. ¿Es esto excesivo?
Su fuente de alimentación es un regulador de conmutación. Cada vez que su interruptor interno se apaga (o tal vez se enciende), estas oscilaciones de alta frecuencia se generan y se acoplan de alguna manera a la ruta de su señal (o posiblemente solo a la entrada de su osciloscopio).
Eliminarlos probablemente requiera un replanteamiento total de su plan de administración de energía y/o cambios en el diseño de su PCB.
Editar
salida de opamp y tierra, ambos escalados automáticamente muestran un patrón de ruido similar (el verde es señal de tierra),
El hecho de que su alcance mida (algo de) este anillo cuando prueba la red de tierra (y presumiblemente con el pin de tierra de la sonda también conectado a la misma red en su circuito) indica que parte de lo que está midiendo es señal acoplada (generalmente magnéticamente) desde su circuito hasta la sonda, no necesariamente la señal que está presente en la salida de su amplificador operacional.
Puede minimizar este efecto sondeando el circuito utilizando la conexión a tierra más corta posible entre el circuito y la sonda del osciloscopio. Una antigua respuesta mía muestra ejemplos de algunas sondas diferentes, que indican cuáles son malas y cuáles son mejores.
También preste atención a la orientación del bucle formado por la sonda y su cable de tierra; es posible que pueda girarlo de cierta manera para reducir este efecto.
¿Puede deberse a la falta de aislamiento de la tierra de la señal analógica y la tierra de la fuente de alimentación?
No puede aislar la tierra del circuito analógico de la fuente de alimentación que alimenta el circuito analógico. Debe haber un circuito completo para que la fuente de alimentación pueda entregar energía al circuito que se está alimentando.
¿Te tienta considerar esto? Los amplificadores operacionales/comparador no tienen PSRR a 200 MHz. Este circuito inherentemente tiene mucho PSRR; ambas bases del par diferencial se refieren a +5v. Para responder a los pulsos de 2nanoSecond Trise, necesitará transistores más rápidos que 2N3904/2N3906.
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Aquí hay algunas especificaciones para el paquete ONNN Semi NPN MMBT5179 SOT-23, clasificado 900MHz---2,000MHz.
Trevor_G
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Kakeh
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Kakeh
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Kakeh
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Andy alias
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Pico de voltaje