ВЧ усилитель 10 МГц для лазерной связи

[MrAnderson107]

Здравствуйте.

Прошу помоч разобратся с включением усилителя К174ХА6 для усиления сигнала с фотодиода ФД256А включенного по схеме со смещением, а именно интересует как правильно подключить микросхему, что бы она усиливала сигнал с фотодиода на частоте 10 МГц? Сигнал поступает с лазера, от генератора прямоугольных импульсов, который в перспективе будет заменен на передатчик с тем же лазером.

Сигнал с лазера на фотодиоде получен, амплитуда сигнала составляет примерно 40-50 мВ, однако выход микросхемы полностью игнорирует входной сигнал выдавая лишь помеху с чатотой 50 Гц. Сигнал пробовал подавать как ВЧ так и НЧ.

Данные с осцилографа снятые с вывода 18 микросхемы и схему текущего включения прикрепляю к сообщение. Подозреваю, что неправильно взял номиналы конденсаторов С6 и С7 или в какой-то момент из-за небрежности сжег микросхему...

Сигнал на выводе 18, при подаче НЧ чигнала ~9 КГц:

Спойлер

Текущая схема включения:

Спойлер

[aen]

Как то так.


Иначе фотодиод слишком сильно шунтируется входным сопротивлением усилителя.

Правда есть сомнения, что данный фотодиод может работать на частоте 10 мгц
А также непонятен выбор микросхемы. Все таки её основное назначение несколько другое.

[MrAnderson107]

Благодарю, испробую на 303А....

Фотодиод может, достоверно известно из справочных данных:

Спойлер

[aen]

Попробуйте, хотя тип транзистора в моем случае не важно и возможно лучше с изолированным затвором или применить более сложную схему истокового повторителя, что бы не было завала на на данных частотах. Схемы и здесь на форуме давали и также можно поискать гуглом.

Суть в том, что бы не шунтировать фотодиод и согласовать его с низким входным сопротивление усилителя, которое определяется резистором R3

[MrAnderson107]

Завтра попробую спаять, 303 в наличии есть. Испытания на низкой частоте до 20 КГц дадут сколько ни будь объективный результат? Осцилограф использую на звуковой карте, чего-то по серьезнее пока под рукой нету, а там где есть далеко добиратся...

[aen]

Да вроде там ничего не ограничивает частоту снизу.
Я думаю, что 20 кгц должно через усилитель проходить.
Должны увидеть ограниченные импульсы.

Учесть, что выход там симметричный и вашим осциллографом лучше смотреть между любым выходом и общим проводом.

[Дмитрий М]

Ключевое слово в разработке таких усилителей-"трансимпедансный" см ссылку http://www.analog.com/ru/fiberoptic/tra ... index.html .

[MrAnderson107]

За ссылку спасибо, посмотрел, выходит с самого начала не то взял, времени жаль нету переделывать...

Схемку на полевом транзисторе опробовал, но пока без 174ХА6, от 50 до 125 КГц хорошие ровные имульсы, попробую теперь со 174-й, хотя полевык хорошо усилил, до 0,44 В. Принятый сигнал необходимо подать на LAN-вход сетевой платы, нужно ли какие либо ещё преобразования сделать, после 174ХА6? Или сгодится сигнал с полевика?

[MrAnderson107]

aen, большое спасибо вам за схему согласования на полевике, удалось добится стабильной работы приемника с 174ХА6 на 3МГц. На 5 МГц импульсы превращаются в пилу, но это уже вопрос доработки и экспериментов... Буду добиватся заветных 10 МГц.

[murkot]

на lazerlink.ru и на ronja.twibright.com есть готовые проверенные схемы, посмотрите. Чтобы не изобретать велосипед.

[MrAnderson107]

Сейчас не тот случай, что бы брать что-то готовенькое... Дипломное проектирование однако. Да и не интересно так.

[murkot]

Посмотрите http://www.ece.gatech.edu/academic/cour ... report.doc Это на OPA657, на 100 МБит схема. Там же и передатчик есть.

[MrAnderson107]

Благодарю, изучу на досуге. В данный момент делаю стенд, удалось разогнать схему до 10 МГц, только форма импульсов пилообразна, вероятно где-то паразитная емкость сидит или сопротивление на затворе полевика слишком большое... К тому же генератор на 10 МГц кривит импульсами... Переделать пока нету времен.

Это на 10 МГц с фотоприемника:

Спойлер

Это 10 МГц с генератора:

Спойлер

На 5 МГц вроде более-менее:

Спойлер

А это на 3,3 МГц, почти хорошо, только помеха какая-то пролазиет и портит форму:

Спойлер

P.S. Чернобелые потому что брал из заметок по диплому, а перед помещением туда для печати все обесцветил.

[aen]

А это на 3,3 МГц, почти хорошо, только помеха какая-то пролазиет и портит форму:

Это не помеха, а ограничение импульсов по амплитуде и это нормально в данном случае, т.к. Вы как раз и используете из микросхемы К174ХА6 именно усилитель ограничитель.



А вот на более высоких частотах или осциллограф не тянет и Вы видите все закругленное или сама микросхема работает уже на своем пределе.
А то, что там есть переходный периодический процесс, то это или из за щупов осциллографа или сам осциллограф их так искажает.
Что бы видеть реальную картинку, осциллограф в данном случае должен быть с полосой порядка 100 мгц.
А У Вас какой?

[MrAnderson107]

Для моего осцилографа 10 МГц потолок, это С1-94. Он достался мне без щупа, который сделать пришлось своими руками из радиочастотного кабеля длинной чуть меньше полу метра, делал как делитель 1:10. Погонные параметры кабеля тут:
http://www.radiovnimanie.ru/Prosp_cable/RG-58_AU.htm

Схема щупа:

Спойлер

Пологаете это осцилогра чудит? Может вы правы, щуп то самодельный сделанный на скороую руку.

[aen]

Пологаете это осцилогра чудит?

Любой измерительный прибор вносит искажения в измеряемую цепь, но это не важно. Важно знать какие искажения он вносит и учитывать их.
Нестандартный щуп свободно может такие искажения вносить, да и осциллограф у Вас на частоте 10 мгц уже просто показометр, но и это не важно. Главное знать это и учитывать, поэтому не добивайтесь красивых картинок, а добивайтесь конечной цели.
Какая она там у Вас? Я так думаю, что надежность и достоверность передаваемой информации.

[MrAnderson107]

В этом вы правы. Мне известно что с симетричных выходов 174ХА6 сигнал можно отправить через разделительные конденсаторы в сетевую плату ПК, конечная цель сделать лазерную линию связи работающуюу на скорости 10 Мбит\сек, на расстоянии... чем больше тем лучше. Про повышение надежности кодированием знаю, но пока браться за коды нет желания...

Забыл упомянуть в предыдущем посте... Когда нет полезного сигнала появляется какая-то ВЧ помеха (5-6 МГц), амлитудой как выходной сигнал, но очень размытая, стоит подать сигнал на фотодиод помеха пропадает. Откуда может браться?

[murkot]

Светодиод при этом что-то засвечивает или он в темноте? Очень похоже на самовозбуждение схемы, а полезный сигнал его синхронизирует, как развертку в телевизоре. Проверьте схему покаскадно, возможно, нужно добавить развязывающих фильтров по питанию, либо резисторов 100-10 Ом и бусины на выводы полевика.

[aen]

Когда нет полезного сигнала появляется какая-то ВЧ помеха (5-6 МГц)

Надеюсь, что полевой транзистор стоит непосредственно рядом с фотодиодом и к нему не тянутся длинные провода к фотодиоду?

[MrAnderson107]

~3-4 мм от него до фотодиода, считается длинным? От полевика до микросхемы тянется провод, примерно 12-15 мм.