[Stanislav 0]

А какой компаратор за 100 пс хотя бы один раз переключиться успеет?

Ненадо ему за 100 пикосекунд переключаться- можно и за 3-4 нс. Главное, чтобы задержка в схеме изменялась плавно, желательно линейно, и с точностью в эти самые 10 пс.

Как это "ненадо"? :blink: Мы говорили о схеме из поста #2, верно?

Вход левого верхнего компаратора MAX961 подключен к согласованному широкополосному тракту; за 100 пс длительности входного импульса его выход и шевельнуться не успеет! Следовательно, схема абсолютно неприменима для решения данной задачи.

Ваше рассуждение было бы правильным (и то с большой натяжкой), если бы длина импульса превышала время переключения компаратора.

 

...Смотри схему (сорри за качество- скан с оригинальной доки). Даже такая тупая схема дает джиттер менее 50 пс. А если делать на ЭСЛ, ключи типа HFA3134 and HFA3135 применять, компараторы типа ADCMP580 то и до единиц пс можно дотянуть.

Скан, конечно, жуткий, но если предположить, что верхний левый терминал подключён к выходу ГЛИН, а нижний левый - это сигнал, то становится также понятно, что схема абсолютно неработоспособна при заданных длительностях входного импульса. Если есть желание, предлагаю проанализировать её совместно, т.к. тема весьма интересная.

 

...В моем случае тактовый генератор стробоскопа был ведущим для исследуемой схемы. Для этого использовался один из каналов DDS. Второй, с соответствующей фазой, запускал генератор семплирующих импульсов. С DDS меньше проблем с аналоговой частью, чем с ГЛИН. Но с другой стороны, "вылизанный" ГЛИН все таки дает лучшее качество (меньше джиттер)...

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

Простите, но какое это имеет отношение к вопросу, заданному в теме? Здесь речь идёт не о метрологии, и даже не о том, как получить малый джиттер. Вследствие умозаключения, что комп для отображения сигнала годится, от джиттера можно довольно легко отделаться путём усреднения выборок во временной и амплитудной шкале. Суть задачи заключается. как уже сказано, в наблюдении формы импульса длительностью минимум в 100 пс.

 

2 Mirabella.

 

Вчера "муза" данной проблеммы посетила. А что, если вместо УВХ использовать обычный широкополосный пассивный миксер/перемножитель aka ADL5350? На один вход подаём сам сигнал, задержанный на фиксированное время, на другой - его реплику с программируемой линии задержки (вроде как вычисляем дискретную во времени автокорреляционную функцию сигнала). На выходе - мелкий кондёр (ёмкость монтажа) и повторитель напряжения. Если априорно известна общая его форма, более-менее точную форму восстановить не составит труда.

Только данные с такого "УВХ" нужно успеть снять до прихода следующего импульса, иначе придётся запирать тракт на время оцифровки, что весьма противно.

Эту мысль ещё надо додумать (жду возражений).

Кстати, а каково минимальное время между импульсами?

[asdf 0]

Ну все, мэтры все поняли и начали разбирать частные вопросы :) , а мне остались непонятны некоторые общие.

С УВХ все более или менее понятно – пара интегральных и большое количество пассивных диодных, которые можно использовать сделав формирователь например - на ДНЗ и полосковом симметрирующем трансформаторе.

Формирователь стробимпульса – с шагом до 5пс можно как цифровой – например МС100EP196, там и аналоговый – на генераторе пилы (ГЛИН) или на ЛЗ. Если шаг нужен меньше – то в основном вариант только аналоговый. Далее МК с АЦП и т.к. это показометр, то связь с компьютером может быть любой – UART, LPT, USB.

А дальше непонятное.

Как доказал господин Гейзенберг - измерительный процесс всегда портит измеряемое оборудование . В нашем случае запускающий сигнал УВХ будет нехило пролазить на вход. Если уважаемую Мирабеллу устроит, то с помощью ЛЗ его можно сдвинуть за пределы измеряемого участка. Иначе его придется подавлять с помощью цепочки усилитель-аттенюатор, т.к. как мне кажется, из-за широкой полосы (2-20ГГц) сигнала другие средства не подойдут.

И еще, - измеряемый процесс квазипериодический (период повторения не стабилен)

и оператор вручную вряд ли сможет настраиваться, то придется делать автонастройку.

Кроме того минимальный период запуска формирователей стробимпульса составит порядка 5 нс, если периодичность импульсов меньше, то часть их придется пропускать, что должна тоже делать автонастройка,

Поэтому вопросы следующие – каковы параметры сигнала: амплитуда, минимальный и максимальный периоды между сигналами, допустимая амплитуда помехи или ее сдвиг относительно сигнала, присутствуют ли с в сигнале какие либо особенности формы (например резкие фронты).

[Stanislav 0]

...Формирователь стробимпульса – с шагом до 5пс можно как цифровой – например МС100EP196...

Простите, а что это за зверь, и с чем его едят?

...Как доказал господин Гейзенберг - измерительный процесс всегда портит измеряемое оборудование . В нашем случае запускающий сигнал УВХ будет нехило пролазить на вход.

Да, есть такое дело.

Что ж, можно буфер поставить. Кроме того, если в качестве УВХ использовать пассивный миксерна полевиках, пролезание будет небольшим.

 

 

И еще, - измеряемый процесс квазипериодический (период повторения не стабилен)

и оператор вручную вряд ли сможет настраиваться, то придется делать автонастройку.

Дык, идея в том, что сам импульс и будет являться стробом...

[khach 33]

Вход левого верхнего компаратора MAX961 подключен к согласованному широкополосному тракту; за 100 пс длительности входного импульса его выход и шевельнуться не успеет! Следовательно, схема абсолютно неприменима для решения данной задачи.

Понятное дело, что схема из поста #2 к 100 пс никакого отношения не имеет- изначально она рассчитана на 1 нс. Но с другой стороны уважаемая Mirabella говорила о СОТНЯХ пс. А при некоторых переделках данную схему удалось дотянуть до 2.5Ггц (другой первый семплирующий мост, прескалерный счетный триггер, линия задержки выкинута вообще, т.к было без разницы, каким по счету импульсом запускаться). А на 10 ГГц уже надо делать все на микрополосках, генератор строб сигнала на SRD (step recovery diode, гдеб его еще взять). Вопрос триггерования вообще отдельный-скорее всего это будет собственный генератор с ФАПЧ, следящий за исследуемым сигналом и управляемая фазовая задержка. Конечно это при условии периодичности исследуемого сигнала. Что понимается под "квазипериодичностью", то очень желательно, чтобы уважаемая Mirabella этот вопрос осветила, а то мы тут такого насоветуем...

А по поводу топологии семплирующей головки мне нравится этот дизайн

A_low_cost_uniplanar_sampling_down_converter_with_internal_local_oscillator__pulse_generator__and_IF_amplifier_1_.pdf

[Mirabella 0]

2 Mirabella.

 

Вчера "муза" данной проблеммы посетила. А что, если вместо УВХ использовать обычный широкополосный пассивный миксер/перемножитель aka ADL5350? На один вход подаём сам сигнал, задержанный на фиксированное время, на другой - его реплику с программируемой линии задержки (вроде как вычисляем дискретную во времени автокорреляционную функцию сигнала). На выходе - мелкий кондёр (ёмкость монтажа) и повторитель напряжения. Если априорно известна общая его форма, более-менее точную форму восстановить не составит труда.

Только данные с такого "УВХ" нужно успеть снять до прихода следующего импульса, иначе придётся запирать тракт на время оцифровки, что весьма противно.

Эту мысль ещё надо додумать (жду возражений).

Кстати, а каково минимальное время между импульсами?

 

Уважаемый Stanislav, но ведь на выходе смесителя длительность сигнала будет того-же порядка, что и на его входах.

А задача стробоскопа как раз и заключается в уходе от коротких времен.

 

А форма сигнала априори известна: близкая к колоколообразной, естественно.

Минимальное время между импульсами порядка единиц наносекунд.

Но Ваша мысль понравилась.

Наверное не стоит пытаться "восстановить" форму сигнала.

Необходимо узнать ширину (например по уровню 0.5) и максимальную амплитуду этого колоколообразного импульса.

Тогда устройство может выродиться в "генератор" колокообразных импульсов относительно большой длительности (а хоть мсек ), ширина которых и амплитуда пропорциональны этим параметрам исходного короткого сигнала.

 

Другими словами, необходим черный ящик, на вход которого поступают импульсы шириной от 100 до 800 пс. На одном из выходов этого черного ящика должно быть напряжение, пропорциональное ширине входных импульсов, на другом - напряжение, пропорциональное амплитуде входных импульсов.

А еще лучше не напряжение, а коды этих величин, которые подаем сразу на LPT порт компьютера.

Сам колокообразный импульс рисует компьютер.

 

Как Вы думаете, это проще или сложнее первоначальной задачи?

 

 

Поэтому вопросы следующие – каковы параметры сигнала: амплитуда, минимальный и максимальный периоды между сигналами, допустимая амплитуда помехи или ее сдвиг относительно сигнала, присутствуют ли с в сигнале какие либо особенности формы (например резкие фронты).

 

Амплитуда может изменяться в диапазоне 20...30 Дб по практически случайному закону.

Минимальный период повторения - несколько нсек, максимальный - несколько десятков нсек.

Причем изменение времени между приходом импульсов может быть от импульса к импульсу, опять таки по случайному закону.

Отношение сигнал\шум около 40 дБ (практически шума нет).

Особенность формы я уже указала: это исключительно колоколообразные импульсы.

 

А на 10 ГГц уже надо делать все на микрополосках, генератор строб сигнала на SRD (step recovery diode, гдеб его еще взять).

Нет никаких проблем: 2Д524, 527, 528, ......2А604, 605, 609.....3А530..... и т.п.

[DS 0]

Ну не знаю, мы так передаем заказчику вместе с лазером для наблюдения 1 - 2 нс импульсов, да с частотой поменьше - 1 Кгц, Tektronix, который явно поболе стоит всяких наших осциллоскопов. Так что сомнительно насчет приставки на коленке - кто нибудь выпускал бы уже на буржуйском рынке такую приставку, если б ниша была для таких показометров.

[khach 33]

Вот есть уже готовые стробоскопы http://www.eltesta.com/products/sampling-o...copes/index.htm, но цена у них тоже соответствующая. И с таким сигналом, как описала уважаемая Mirabella

стробоскоп, в лучшем случае, даст только статистическую картинку по всем импульсам, если вообще сумеет засинхронизироваться. Так что действительно система анализатора импульса без его оцифровки выглядит предпочтительнее. Если с длиной импульса особых проблем небудет (по крайней мере для импульса длиннее 150-200пс) то с аплитудой... Пиковые диодные детекторы по таким импульсам неработают (они пиковое значение набирают за несколько импульсов). Система с интеграцией заряда в импульсе... может быть, но нужны транзисторы с полосой хотя бы в 3 раза больше полосы сигнала (30ГГц). В принципе найти можно. Но целую систему сгородить.... В физике применялась такая обработка сигнала для псевдослучайных сигналов ФЭУ в ядерных экспериментах, но там максимум было 500-700пс. Осциллографические методы (труба, усилитель изображения на микроканальных пластинах,CCD)- получается streak kamera с электрическим вводом. Но цена....

[Stanislav 0]

Уважаемый Stanislav, но ведь на выходе смесителя длительность сигнала будет того-же порядка, что и на его входах.

В том-то и дело, что нет!

...А задача стробоскопа как раз и заключается в уходе от коротких времен.

Дело в том, что пассивный смеситель на HEMT-полевиках, типа того, что я привёл (есть и у других фирм подобные), является по сути ключевым устройством с встроенной цепью управления, и может с успехом использоваться в качестве УВХ. Если на выходе есть ёмкость (пусть даже в доли-единицы пикофарад), в ней по окончании цикла перемножения (выборки) останется заряд, который через буферный усилитель/повторитель напряжения должен быть подан на вход АЦП, можно даже не слишком шустрого... Только вот приход следующего импульса до окончания "захлопывания" УВХ самогО АЦП должен быть безусловно заблокирован, что при условии

Минимальное время между импульсами порядка единиц наносекунд.

реализовать весьма трудно.

 

...А форма сигнала априори известна: близкая к колоколообразной, естественно.

Минимальное время между импульсами порядка единиц наносекунд.

Но Ваша мысль понравилась.

Наверное не стоит пытаться "восстановить" форму сигнала.

Необходимо узнать ширину (например по уровню 0.5) и максимальную амплитуду этого колоколообразного импульса.

Тогда устройство может выродиться в "генератор" колокообразных импульсов относительно большой длительности (а хоть мсек ), ширина которых и амплитуда пропорциональны этим параметрам исходного короткого сигнала.

Совершенно верно! Вот теперь всё и проясняется. Как часто и бывает, решение задачи полностью вытекает из её постановки, когда она бывает обнародована и осознана. :) Если форма сигнала априори известна, нет смысла её измерять вовсе.

Я уже предлагал "рисовать картинки". Для "зелёных человечков", или каких-нибуть нефтяников сойдёт вполне. При условии, конечно, что Ваша фирма сможет подтвердить это непосредственным измерением, различий которых с нарисованной "картинкой" эти товарисчи осознать не смогут, и это обстоятельство не будет являться существенным нарушением договора и ограничивать функциональные возможности системы.

При наличии определённой удали, можно снабдить программу отрисовки изображения генератором случайных величин, имитирующих джиттер амплитуды и ширины импульса, дабы они не заподозрили неладное.

 

...Другими словами, необходим черный ящик, на вход которого поступают импульсы шириной от 100 до 800 пс. На одном из выходов этого черного ящика должно быть напряжение, пропорциональное ширине входных импульсов, на другом - напряжение, пропорциональное амплитуде входных импульсов.

А еще лучше не напряжение, а коды этих величин, которые подаем сразу на LPT порт компьютера.

Сам колокообразный импульс рисует компьютер.

Как Вы думаете, это проще или сложнее первоначальной задачи?

Я бы сказал, проще на "два порядка". :) Только за неделю всё равно не справиться... :(

Хотя, Ваша система должна же хоть что-нибудь измерять? Если, кроме времени прихода, измерения амплитуды и длительности импульсов всё-таки делаются, показать "хвокус" заказчику не составит труда.

 

...Амплитуда может изменяться в диапазоне 20...30 Дб по практически случайному закону.

Дб относительно чего? Это существенно.

 

Особенность формы я уже указала: это исключительно колоколообразные импульсы.

Это Очень существенный момент, точнее, был бы таковым, ежели б задача определения именно формы импульса, или её отклонения от идеальной, стояла бы в полный рост. Дело в том, что по автокорреляционной функции положительно определелённого моноимпульса его форму можно воссоздать аналитически абсолютно точно (нет, вру, только при его симметричности :( ) . Такую АКФ можно получить на выходе перемножителя с регулируемой задержкой сигнала на одном из входов.

ЗЫ. Честно сказать, я с такой техникой никогда не работал, и мои советы не стоит трактовать иначе, как соображения дилетанта. :)

[Stanislav 0]

Понятное дело, что схема из поста #2 к 100 пс никакого отношения не имеет- изначально она рассчитана на 1 нс. Но с другой стороны уважаемая Mirabella говорила о СОТНЯХ пс...

Извините, но я не понял. 1 нс = 1000 пс.

Данный компаратор имеет время переключения 4,5 нс минимум, и время его срабатывания резко увеличивается при уменьшении перепада напяжений на входах.

Гарантии, что он успеет переключиться за ~0,5 нс (примерно половина 1 нс импульса), нет. Кроме того, времена его переключения из "1" в "0" и из "0" в "1" существенно различаются.

[khach 33]

Извините, но я не понял. 1 нс = 1000 пс.

Данный компаратор имеет время переключения 4,5 нс минимум, и время его срабатывания резко увеличивается при уменьшении перепада напяжений на входах.

Гарантии, что он успеет переключиться за ~0,5 нс (примерно половина 1 нс импульса), нет. Кроме того, времена его переключения из "1" в "0" и из "0" в "1" существенно различаются.

У MAX961 4.5nc это Задержка от входа до выхода, а не параметр 'full bandwidth" (или минимальная длительность импульса)-это разные вещи. Т.е на 1нс имульс (достаточной ампитуды) компаратор выдаст растянутый импульс в 2-3нс с задержкой в 4.5нс. После появления импульса на выходе компаратор становится на "самозащелку" через входы LE. Не опишу подробно поведение этой схемы в режиме метастабильности (оно еще зависит от крутизны фронтов импульса), но рассмотреть в подробностях 4 нс импульс (с выбросом в 500ps на переднем фронте, с которым мы боролись и текстроникс его в упор невидел) она позволила. Но с компаратором мы достаточно быстро смигрировали на MAX9601. Обратите внимание, у MAX9601 в параметрах прямо прописано- минимальная длительность импульса на входе -250ps при задержке 500 и вообще компаратор позиционируется как 500ps. А вообще эта область электроники такой шаманизм...

А название схемы оставляю на совети авторов. Пишите автору, доколупывайтесь, почему он так назвал статью в elecdesign.

1-GHz Sampling Oscilloscope Front End Is Easily Modified

Hubert Houtman

[_artem_ 0]

В инете есть бу тектроновские семплируюшие головки 100 - 400 баксов. Не подойдут?

[asdf 0]

А форма сигнала априори известна: близкая к колоколообразной, естественно.

 

Наверное не стоит пытаться "восстановить" форму сигнала.

Необходимо узнать ширину (например по уровню 0.5) и максимальную амплитуду этого колоколообразного импульса.

Тогда устройство может выродиться в "генератор" колокообразных импульсов относительно большой длительности (а хоть мсек ), ширина которых и амплитуда пропорциональны этим параметрам исходного короткого сигнала.

 

Другими словами, необходим черный ящик, на вход которого поступают импульсы шириной от 100 до 800 пс. На одном из выходов этого черного ящика должно быть напряжение, пропорциональное ширине входных импульсов, на другом - напряжение, пропорциональное амплитуде входных импульсов.

А еще лучше не напряжение, а коды этих величин, которые подаем сразу на LPT порт компьютера.

Сам колокообразный импульс рисует компьютер.

 

Как Вы думаете, это проще или сложнее первоначальной задачи?

 

Если Вас устраивает такая подстановка, то, мне кажется , можно сделать проще.

Пропускаем Ваш колокол через дифцепочку. Получаем одиночный синусоидальный импульс (точнее близкий к нему). Далее выпрямитель и затем одновременно на интегратор и пиковый детектор.

Имея амплитуду и интеграл, вычислением восстанавливаем ширину импульса и рисуем картинку.

Конечно есть нюансы: амлитуды на пик детекторе и интеграторе придется накапливать, передаточный коэффициент вычислять исходя из картинок на осциллографе и значениями детектора и интегратора и тд.

 

Stanislav, EP196 - это цифровая 10-разрядная ЛЗ с шагом 10пс и имеющая аналоговую подстройку в пределах десятков пс. Попробую подкючить pdf, почему то не всегда удается.

Сделав для аналоговой подстойка однократную калибровку, можно работать с шагом 5 пс.

Для меньшего шага и большей точности приходится делать встроенную схему автокалибровки.

MC100EP196_D.pdf

[Mirabella 0]

Ну не знаю, мы так передаем заказчику вместе с лазером для наблюдения 1 - 2 нс импульсов, да с частотой поменьше - 1 Кгц, Tektronix, который явно поболе стоит всяких наших осциллоскопов. Так что сомнительно насчет приставки на коленке - кто нибудь выпускал бы уже на буржуйском рынке такую приставку, если б ниша была для таких показометров.

 

Так и выпускают, в том числе в виде приставок к компьютеру.

[DS 0]

Ссылочку дайте, пожалуйста, интересно. Может тоже денег сэкономим.

[Mirabella 0]

Ссылочку дайте, пожалуйста, интересно. Может тоже денег сэкономим.

 

Ссылка в последнем сообщении уважаемого khach. Это Вильнюс.

Кстати, уважаемый DS, Вы несколько раз упоминали о своих работах в области оптики.

У меня много лет лежит аппарат под названием МУМ-2. Что-то из области оптики.

Не подскажите, где найти его техническое описание и инструкцию по эксплуатации?