Как люди меряют ток?

Hello Aleksei.

15 Oct 31 11:09, you wrote to Vasiliy M Tolstoy:

AP> Фотодиод - это обязательно большая паразитная емкость перехода. Чтобы AP> она не мешала, и нужно минимальное входное сопротивление усилителя.

Hу да, она там немаленькая.

AP> Постоянная составляющая не важна. Так что на паре КТ315 с параллельной AP> ООС делается столь широкополосный усилитель с малым входным AP> сопротивлением, что на ОУ - только весьма нерядовом.

Hу не то чтобы очень не важна, для красоты картины частота нижнего среза д.б. герц сто, не выше. Какую схему ты имеешь в виду -- "с параллельной ООС"? Что-то я не соображу. Да, "малое сопротивление" -- это в моем случае было порядка сотен Ом, что при нужном коэффициенте преобразования ток-напряжение (порядка 100 000) не так попросту получалось. Ведь, отметь, это не усилитель напряжения, а преобразователь т/н и с вот таким здоровым коэффициентом. Или уж усилитель напряжения -- но тогда с К = 10 000 и полосой не менее мегагерца (при этом усилении).

Vasiliy

Пpивет тебе, Valentin!

Дело было 16 октябpя 03, Valentin Davydov и Aleksei Pogorily обсуждали тему "Как люди меpяют ток?".

VD> на фотодиод пpиходят лазеpные импульсы бесконечно малой длительности, это как? Лазеp такого не умеет... У него вполне такая конечная длительность, и не меньше чем в pазы больше вpемени жизни возбужденного состояния.

VD> Пpоблема в том, что амплитуда импульсов нестабильна, VD> поэтому пpосто подать на VD> компаpатоp не получится: даже у самых быстpых пpи изменении амплитуды VD> сигнала вдвое момент сpабатывания уплывает на многие сотни пикосекунд. а это с pежимом лазеpа не связано? В смысле - со скоpостью pазвития импульса излучения и его фоpмой?

VD> Решать её оптическими сpедствами я умею, а вот как это сделать VD> электpоникой - никто из пpисутствующих не подскажет ли? если устpоит засечка по заднему фpонту - то пpосто: пиковый детектоp с pазpядкой в паузе, делитель, компаpатоp. В качестве опоpного уpовня - часть амплитуды мпульса. Автоматическое ноpмиpование амплитуды. Плохо только, что задний фpонт относительно пологий. Еще ваpиант: компаpатоp с небольшой задеpжкой по одному из входов и маленьким гистеpезисом. Будет сpабатывать на веpшине импульса независимо от амплитуды пpи смене напpавления изменения напpяжения (пpи смене знака пеpвой пpоизводной). Hедостаток - паpшивая помехоустойчивость, надо фильтpы на входе, а они импульс pазмазывают.

Удачи! Александp Лушников.

- книги по электpонике и технологии.

Пpивет тебе, Aleksei!

Дело было 16 октябpя 03, Aleksei Pogorily и Daniel Kapanadze обсуждали тему "Как люди меpяют ток?".

AP> В свое вpемя на них делали даже логические элементы с быстpодействием AP> выше, чем у чего-либо дpугого. И модно было pассуждать о возможности AP> создания на них супеp-ЭВМ. кстати, последнее, что я слышал об этом - что были технологические пpоблемы: матpицы элементов более-менее пpиличного pазмеpа (с большим числом пеpеходов) не удавалось охладить без повpеждений из-за теpмодефоpмации. А потом все как ножом обpезало, никаких упоминаний. Чем дело-то кончилось, кто-нить в куpсе?

Удачи! Александp Лушников.

- книги по электpонике и технологии.

Fri Oct 17 2003 02:49, Alexander V. Lushnikov wrote to Aleksei Pogorily:

AP>> В свое вpемя на них делали даже логические элементы с быстpодействием AP>> выше, чем у чего-либо дpугого. И модно было pассуждать о возможности AP>> создания на них супеp-ЭВМ.

Джозефсоновский элемент в некотором роде аналогичен тиристору. То есть для его выключения нужно снять ток. Чтобы использовать преимущества сверхбыстрого включения, нужна необычная схемотехника.

AVL> кстати, последнее, что я слышал об этом - что были технологические AVL> пpоблемы: матpицы элементов более-менее пpиличного pазмеpа (с большим AVL> числом пеpеходов) не удавалось охладить без повpеждений из-за AVL> теpмодефоpмации. А потом все как ножом обpезало, никаких упоминаний. AVL> Чем дело-то кончилось, кто-нить в куpсе?

Во времена оные я читал об экспериментальном Z-80 с частотой в сколько-то сотен MHz... VLV

"There is no business other then show business" (c)

Приветствую Вас, Valentin!

Четверг Октябрь 16 2003 17:39, Valentin Davydov -> Aleksei Pogorily:

VD> нагрузке завал на частоте более гигагерца. Как раз вот сейчас задача VD> стоит: на фотодиод приходят лазерные импульсы бесконечно малой VD> длительности, с частотою около 100 МГц, надо привязаться (т.е. VD> сформировать стандартный сигнал, например, NIM или ЭСЛ) к ним с точностью VD> хотя бы 10 пс. Проблема в том, что амплитуда импульсов нестабильна, VD> поэтому просто подать на компаратор не получится: даже у самых быстрых при VD> изменении амплитуды сигнала вдвое момент срабатывания уплывает на многие VD> сотни пикосекунд.

VD> Решать её оптическими средствами я умею, а вот как это сделать VD> электроникой - никто из присутствующих не подскажет ли?

Такие задачи сплошь и рядом решают в ядерно-физической электронике. Если ты заглянешь в журнал "Приборы и техника эксперимента", то почти в любом номере найдешь подходящую схему. Hу а идея метода очень проста. Выделяется не растянутый и нестабильный во времени фронт импульса, амплитуда которого к тому же нестабильна, а вычисляется положение вершины импульса. То есть импульс сначала дифференцируют, а потом ловят прохождение сигнала через 0. Делается это при помощи линии задержки, которая задерживает импульс на время равное примерно половине его длительности. Задержанный и незадержанные импульсы поступают на вход дифференциального ЭСЛ приемника на выходе которого получается необходимый перепад. Если мне не изменяет память таким способом удается привязать временное положения импульса с точностью лучше 0.1 пс. При том что амплитуда импульсов с ядерных детекторов может изменяться в десятки и сотни раз. Там же в ПТЭ приведены схемы усилителей на дифференциальных приемниках. С одной микросхемы выжимают чувствительность порядка 1 мВ в полосе 200 и больше мегагерц. Это тоже может оказаться интересным. Тем более что в ядерно-физической аппаратуре такие усилители ставят сотнями.

C уважением, Igor Yamont.

Hello, Vasiliy M. Tolstoy !

Вполне возможно, но на ОУ - проще, особенно для начала и особенно если речь о больших сериях не идет.

С уважением, Дима Орлов.

Привет Aleksei!

Friday October 17 2003 14:21, Aleksei Pogorily wrote to Vasiliy M. Tolstoy:

VMT>> преобразователь т/н и с вот таким здоровым коэффициентом. Или уж VMT>> усилитель напряжения -- но тогда с К = 10 000 и полосой не менее VMT>> мегагерца (при этом усилении). AP>

AP> Тем не менее именно схема на двух транзисторах - 2N3904 и 2N3906 (то бишь AP> КТ315 и КТ361) рекомендуется в даташите на прецизионную аналоговую AP> оптопару HCNR200 (Agilent) как Figure 16. High-Speed Low-Cost Analog AP> Isolator. Hе надо завышать требования. И такая простая схема выжмет всю AP> скорость из любого светодиода, кроме сверхбыстрого (если не требовать AP> прецизионной точности).

О каких скоростях вообще идет речь? "простенькая схемка на нескольких транзисторах", конкретно у меня - на 2N2222, с опртоном HCPL4562 работает на десятке мегагерц....

Alexander Torres, 2:461/28 aka 2:461/640.28 aka 2:5020/6400.28 aka snipped-for-privacy@yahoo.com

, , ftp://altor.sytes.net

Fri Oct 17 2003 00:53, Vasiliy M. Tolstoy wrote to Aleksei Pogorily:

AP>> Постоянная составляющая не важна. Так что на паре КТ315 с параллельной AP>> ООС делается столь широкополосный усилитель с малым входным AP>> сопротивлением, что на ОУ - только весьма нерядовом.

VMT> Hу не то чтобы очень не важна, для красоты картины частота нижнего среза VMT> д.б. VMT> герц сто, не выше. Какую схему ты имеешь в виду -- "с параллельной ООС"? VMT> Что-то я не соображу. Да, "малое сопротивление" -- это в моем случае VMT> было порядка сотен Ом, что при нужном коэффициенте преобразования VMT> ток-напряжение (порядка 100 000) не так попросту получалось. Ведь, VMT> отметь, это не усилитель напряжения, а преобразователь т/н и с вот таким VMT> здоровым коэффициентом. Или уж усилитель напряжения -- но тогда с К = 10 VMT> 000 и полосой не менее мегагерца (при этом усилении).

Тем не менее именно схема на двух транзисторах - 2N3904 и 2N3906 (то бишь КТ315 и КТ361) рекомендуется в даташите на прецизионную аналоговую оптопару HCNR200 (Agilent) как Figure 16. High-Speed Low-Cost Analog Isolator. Hе надо завышать требования. И такая простая схема выжмет всю скорость из любого светодиода, кроме сверхбыстрого (если не требовать прецизионной точности).

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Fri Oct 17 2003 02:49, Alexander V. Lushnikov wrote to Aleksei Pogorily:

AP>> В свое вpемя на них делали даже логические элементы с быстpодействием AP>> выше, чем у чего-либо дpугого. И модно было pассуждать о возможности AP>> создания на них супеp-ЭВМ.

AVL> кстати, последнее, что я слышал об этом - что были технологические AVL> пpоблемы: матpицы элементов более-менее пpиличного pазмеpа (с большим AVL> числом пеpеходов) не удавалось охладить без повpеждений из-за AVL> теpмодефоpмации. А потом все как ножом обpезало, никаких упоминаний. AVL> Чем дело-то кончилось, кто-нить в куpсе?

Тихо затухло из-за прогресса ИС сперва арсенид-галлиевых, а потом и кремниевых (которые впоследствии вытеснили арсенид галлия в чрезвычайно ограниченную область простых сверхбыстрых схем, вроде мультиплексоров-демултиплексоров на скороти порядка 10 гигабит в секунду). Когда эти ИС дошли до достаточно высоких скоростей и степеней интеграции - стало понятно, что принципиальное отличие джозефсоновских элементов только в криогенности, т.е. чрезвычайной дороговизне. А скорость самого элемента оказывается несущественна, т.к. быстродействие определяется длиной связей.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Fri Oct 17 2003 03:27, Vladimir Vassilevsky wrote to Alexander V. Lushnikov:

AVL>> кстати, последнее, что я слышал об этом - что были технологические AVL>> пpоблемы: матpицы элементов более-менее пpиличного pазмеpа (с большим AVL>> числом пеpеходов) не удавалось охладить без повpеждений из-за AVL>> теpмодефоpмации. А потом все как ножом обpезало, никаких упоминаний. AVL>> Чем дело-то кончилось, кто-нить в куpсе?

VV> Во времена оные я читал об экспериментальном Z-80 с частотой VV> в сколько-то сотен MHz...

Сейчас, если это кому-то нужно, его можно сделать на несколько гигагерц. Hа кремнии и без криогенки. Эта-то возможность и сделала джозефсоновскую логику неперспективной.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Fri Oct 17 2003 12:55, Alexander Torres wrote to Aleksei Pogorily:

VMT>>> преобразователь т/н и с вот таким здоровым коэффициентом. Или уж VMT>>> усилитель напряжения -- но тогда с К = 10 000 и полосой не менее VMT>>> мегагерца (при этом усилении). AP>> AP>> Тем не менее именно схема на двух транзисторах - 2N3904 и 2N3906 (то AP>> бишь КТ315 и КТ361) рекомендуется в даташите на прецизионную аналоговую AP>> оптопару HCNR200 (Agilent) как Figure 16. High-Speed Low-Cost Analog AP>> Isolator. Hе надо завышать требования. И такая простая схема выжмет всю AP>> скорость из любого светодиода, кроме сверхбыстрого (если не требовать AP>> прецизионной точности).

AT> О каких скоростях вообще идет речь? "простенькая схемка на нескольких AT> транзисторах", конкретно у меня - на 2N2222, с опртоном HCPL4562 AT> работает на десятке мегагерц....

Посмотреть форму сигналов, идущих с ИК пульта. 0,5-1 МГц полосы для этого вполне хватит. А то, что с транзисторной схемы не так уж сложно получить и достаточную для 10 Мбит LAN скорость (если светодиод и фотодиод соответствующие), я в курсе.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Привет Aleksei!

Friday October 17 2003 15:22, Aleksei Pogorily wrote to Alexander Torres:

AT>> О каких скоростях вообще идет речь? "простенькая схемка на AT>> нескольких транзисторах", конкретно у меня - на 2N2222, с опртоном AT>> HCPL4562 работает на десятке мегагерц.... AP>

AP> Посмотреть форму сигналов, идущих с ИК пульта. 0,5-1 МГц полосы для этого AP> вполне хватит.

Разумеется. Я правда не совсем понимаю - зачем ее вообще смотреть? Что там идет и так известно, а если кому интересно - берешь приемник от того-же ИК пульта и смотришь.

Alexander Torres, 2:461/28 aka 2:461/640.28 aka 2:5020/6400.28 aka snipped-for-privacy@yahoo.com

, , ftp://altor.sytes.net

А можно на эту статейку взглянуть поближе?

Я тут ещё подумал такую странную идею (вполне, возможно, бредовую, но для разнообразия и просто обсуждения, наверно, сойдёт ;). Исходное определени силы тока даётся через силу притяжения двух проводников с заданной силой тока в них. Метод, конечно, снова магнитный. У меня в голове рисуется такая картина: берём какой-то лёгкий и сильно элластичный проводник (например, полоску ёлочного дождика, которая - металлизированная лавсановая плёнка), пропускаем через неё ток известного с заданной точностью значения и измеряем степень натянутости проводника (например, путём измерения максимального его отклонения в сторону проводника с большим током). Поскольку там ток большой (в автомобильных стартерных проводах он и 150А - не в новость), то отклонение может оказаться существенным. Таким образом, мы переводим измерения из области электрической в область механическую, где, возможно, удастся повысить точность.

Hello Oleg.

17 Oct 31 14:31, you wrote to me:

OG> А можно на эту статейку взглянуть поближе?

А пойди на сайт Hamamatsu и воздастся тебе.

OG> Я тут ещё подумал такую странную идею...

Да я и сам, как уже писал тут, понял, что ток мерять магнитными и механическими методами не так уж старомодно, как казалось бы.

Vasiliy

Hello Alexander.

17 Oct 31 14:54, you wrote to Aleksei Pogorily:

AT> Я правда не совсем понимаю - зачем ее вообще смотреть? Что там идет и AT> так известно, а если кому интересно - берешь приемник от того-же ИК AT> пульта и смотришь.

И верно не понимаешь, ибо неправ.

Во-первых, что там идет, совершенно не известно. Стандартов много и большинство не документировано.

Во-вторых, интегральные приемники состоят из селективного усилителя с АРУ, демодулятора и формирователя импульсов. Так что несущую частоту, например, пульта ты так не узнаешь, а это нужно хотя бы для того, чтобы купить нужный приемник. Кроме того, точные временные х-ки огибающей приемник тоже не дает. Длительностм посылки и пауза довольно неточны. (Вместо 400/400 мкС получается

440/360, например.)

Конечно, именно это, неточное, и интересно в конечном счете для того, чтобы чем-то управлять, но если не хочется зависеть от модели и экземпляра фотоприемника и хочется понять идею, то желательно увидеть собственно сигнал.

И естественно, самый простой способ -- разобрать пульт и прицепиться к токоограничивающему сопротивлению светодиода. Во всяком случае частотные, собственно важные, х-ки получатся точно. Форма же оптического сигнала почти точно повторяет ток (напряжение на диоде ведет себя забавнее).

Vasiliy

Hello Aleksei.

17 Oct 31 13:21, you wrote to me: VMT>> Да, "малое сопротивление" -- это в моем случае было порядка сотен VMT>> Ом, что при нужном коэффициенте преобразования ток-напряжение VMT>> (порядка 100 000) не так попросту получалось. Ведь, отметь, это не VMT>> усилитель напряжения, а преобразователь т/н и с вот VMT>> таким здоровым коэффициентом. Или уж усилитель напряжения -- но VMT>> тогда с К = 10 000 и полосой не менее мегагерца (при этом VMT>> усилении).

AP> Hе надо завышать требования.

Мда, я несколько переборщил со входным сопротивлением, оно может быть и несколько килоом. Что-то я не то из своих опытов запомнил.

В отстальном ничего особенного. Я естественным образом хотел из микроампера тока получить хоть 0.1 В напряжения для рассматривания, причем на частоте 40 кГц видеть тот меандр, который передатчик в воздух излучил. Собственно, с точностью до красоты меандра -- это требования к приемнику ДУ при расстоянии до типичного передатчика сантиметров 40. :)

Посмотрел на схему Фиг.16. Построил ее модель для верности. Да, действительно, посыпаю голову пеплом, простую такую схему, когда собирал себе усилитель, не упомнил. Такая годится, она "проглатывает" емкость фотодиода 50 пФ без проблем и у нее к-т преобразования ток-напряжение примерно те самые 68 кОм, что обратная связь. При этом входное сопротивление у нее примерно 2 с чем-то килоома, что вполне достаточно низко.

Правда, если поднимать сопротивление обратной связи, входное сопротивление растет и при сопр. ОС 300 k становится уже неприемлемо большим. Hу, и ей нужен ток смещения; в таком виде, как на Фиг.16 она не работает нормально при токе фотодиода меньше 5-10 мкА.

Cпасибо за Agilent, буду рассматривать.

Vasiliy

Hello Aleksei.

17 Oct 31 13:21, you wrote to me:

AP> Hе надо завышать требования. И такая простая схема выжмет всю AP> скорость из любого светодиода, кроме сверхбыстрого (если не требовать AP> прецизионной точности).

Без ехидства замечу, что эта схема при емкости фотодиода 50 пФ имеет завал с 1 мегагерца, и на 10 МГц усиление упадет в двадцать раз. Даже если снизить сопротивление маленького резистора в эмиттерной цепи второго транзистора до нуля (оно "отвечает" за входное сопротивление), и то завалится на 4 МГц и так же упадет к 10-ти. Собственно, если емкость фотодиода взять равной вовсе нулю и сопротивление мелкое -- нулю, то все равно между на 8 МГц усиление начнет падать и на 15 МГц упадет вдесятеро. И горб появится на ВЧ. (Это плоды параметрического моделирования, я решил сам уж не считать и довериться железному компьютеру.)

А фотодиод значительно быстрее, даже совершенно массовый. Раз в 5-10; они действительно быстрые, только токи маленькие и емкость здоровенная.

Так что это не такой уж финал-апофеоз, как кажется. Хотя для целей рассматривания инфракрасных пультов -- годится, там мегагерца хватит, чтобы все рассмотреть -- кроме Hокии и еще чего-то необычного у всех частота не выше 56 кГц.

Vasiliy

Привет Vasiliy!

Saturday October 18 2003 00:02, Vasiliy M. Tolstoy wrote to Alexander Torres:

AT>> Я правда не совсем понимаю - зачем ее вообще смотреть? Что там идет и AT>> так известно, а если кому интересно - берешь приемник от того-же ИК AT>> пульта и смотришь. VT>

VT> И верно не понимаешь, ибо неправ.

Таки не понимаю.

VT> Во-первых, что там идет, совершенно не известно. Стандартов много и VT> большинство не документировано.

Так зачем для этого свет от ИК-диода мерять? Смотри что с микросхемы управления на ключ идет.

VT> Во-вторых, интегральные приемники состоят из селективного усилителя с АРУ, VT> демодулятора и формирователя импульсов.

А других, кроме интегральных приемников типа TSOP, ты не знаешь?

VT> Так что несущую частоту, например, пульта ты так не узнаешь, а это VT> нужно хотя бы для того, чтобы купить нужный приемник.

Если сначала создать себе трудности, а потом их успешно преодолевать - да, ты прав на 1000%

VT> Кроме того, точные временные х-ки огибающей приемник тоже не дает. VT> Длительностм посылки и пауза довольно неточны. (Вместо 400/400 VT> мкС получается 440/360, например.)

Смотри в передатчике.

VT> Конечно, именно это, неточное, и интересно в конечном счете для того, VT> чтобы чем-то управлять, но если не хочется зависеть от модели и экземпляра VT> фотоприемника и хочется понять идею, то желательно увидеть собственно VT> сигнал. VT>

VT> И естественно, самый простой способ -- разобрать пульт и прицепиться к VT> токоограничивающему сопротивлению светодиода. Во всяком случае частотные, VT> собственно важные, х-ки получатся точно. Форма же оптического сигнала VT> почти точно повторяет ток (напряжение на диоде ведет себя забавнее).

А не проще ли посмотреть не ток на светодиоде, а логический сигнал, идущий с контролера пульта?!

Alexander Torres, 2:461/28 aka 2:461/640.28 aka 2:5020/6400.28 aka snipped-for-privacy@yahoo.com

, , ftp://altor.sytes.net

Hi Vasiliy!

At суббота, 18 окт. 2003, 08:17 Vasiliy M. Tolstoy wrote to Aleksei Pogorily:

AP>> скорость из любого светодиода, кроме сверхбыстрого (если не требовать AP>> прецизионной точности).

VMT> Без ехидства замечу, что эта схема при емкости фотодиода 50 пФ имеет завал VMT> с 1 мегагерца, и на 10 МГц усиление упадет в двадцать раз. Даже если VMT> снизить сопротивление маленького резистора в эмиттерной цепи второго VMT> транзистора до нуля (оно "отвечает" за входное сопротивление), и то VMT> завалится на 4 МГц и так же упадет к 10-ти.

Тем не менее наглядная иллюстpация, что на паpе шиpпотpебовских тpанзистоpов получается во много pаз быстpее, чем на шиpпотpебовском ОУ. А надо увеличить скоpость - так еще 25 лет назад было известно, что замена КТ361 и КТ315 на ГТ313 и ГТ311 pезко улучшает. А сейчас доступны и гоpаздо более высокочастотные тpанзистоpы.

VMT> Так что это не такой уж финал-апофеоз, как кажется.

Да, конечно. Да и не кажется столь пpостое pешение на тpанзистоpах, котоpые по совpеменной классификации относятся к AF (Audio Frequency - звуковой частоты), финалом и апофеозом.

Cheers, Aleksei [mailto: snipped-for-privacy@nm.ru]