Photodetektor - mal wieder

Moin!

Na eben mehr als die 1G Photonen/s, die eine PMT oder der HPD noch zeitlich auflösen kann. Und das immernoch nur für einen Burst.

Das ist schön, aber spezifiziert ist die noise figure bei 10mA.

Sag mal, wenn jemand eine noise figure angibt, dann sollte er doch auch die Impedanz dazu nennen. Tut er das nicht, dann gehe ich bei HF-Anwendungen abseits Video etc von 50 Ohm aus. Eine Rauschzahl, die sich auf ein unspezifiziertes, ins Weltall gerichtetes Stück Draht bezieht, ist ja wohl absolut wertlos.

Ja. Man kann aber auch im Labor einen unsäglichen Mist zusammenbraten, wenn man nicht vorher (zum Beispiel anhand eines Modells) die grundlegenden Zusammenhänge nachvollzogen und eine ungefähre Idee vom Aufbau und der Dimensionierung der Schaltung gewonnen hat.

So wüsste ich jetzt zum Beispiel nicht so spontan, ob ich an Drain lieber einen hochohmigen Pull-Up setze Spannung z.B. mit einem Opamp abgreife (und mir - gerade bei meiner hohen Quellimpedanz - viel Gegenkopplung über Cdg einfange) oder lieber niederohmig auf die Basis eines BJT in Emitterschaltung gehe (und was dann passiert). Wenn man dann noch mit Induktivitäten hier und Widerständen dort spielen will, gibt das eine Unmenge an Kombinationsmöglichkeiten, von denen wahrscheinlich die Hälfte in einem Oszillator enden wird und zum Schluss ist die ganze Tüte gut durchgegrillt (vom Lötkolben).

Ich entwickle wirklich viel spontan mit dem Lötkolben in der Hand, und früher hab ich auch ganze Eurokarten voll Analog- und Digitalkram aus der Idee ohne Schaltplan direkt ins Layout gezeichnet. Aber wenns darum geht, das Rauschen auf 20dB unter das von käuflichen Lösungen zu drücken, dann wüsst ich doch gern vorher, wie der Weg aussieht (zumindest ob das Tal rechts oder links vom Berg tiefer ist).

Gruß, Michael.

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Michael Eggert
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Ah, jetzt leuchtet es ein. Der ganze Optikkram ist mir relativ fremd, ich mache da nur 1-2 kleinere Projekte pro Jahr (die allerdings fast jedesmal an die Grenzen gehen), und dort nur die elektronische Seite.

Ja, sie picken sich normalerweise das Optimum raus wobei das bei HJ-FETs wie gesagt recht flach ist. Waere fast wurscht ob sie 5, 10 oder 15mA geschrieben haetten.

Meist ist es in dem Dreh, aber man kann das vom Hersteller erfahren. Die schicken einem dann das Schaltbild der Testschaltung oder der Musterschaltung. Aber es gilt eben fuer einen "rauschlosen" Widerstand.

Mache das besser niederohmig. Alles was ueber ein paar hundert Ohm rausgeht bringt bei einem GHz-FET Aerger. Da Deine Signale fuer diesen FET schnarchlangsam sind setze ein paar winzigste Ferritperlen, zumindest eine vor das Gate. Vom Drain kann man gleich in einen Opamp gehen, ueber 50-100ohm oder so. Denn wenn Dir die Verstaerkung bei

300MHz wegbricht ware es ja egal.

Und bei allem Enthusiasmus, sieh Dir dann auch das Rauschen bei 100kHz an. Das kann durchaus enttaeuschend sein.

Tja, aber da liegt ein Problem, viele Daten wie etwa das Rauschen im nieedrfrequenten Bereich wirst Du nicht bekommen. Weil es der Hersteller selbst nicht weiss.

Es kann sein dass Dir ein oder zwei der Transistoren verbrutzeln, doch das ist ganz normaler verlustbehafteter Laborbetrieb :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Moin!

Ich habs befürchtet. Jedenfalls nachdem ich in der Hilfe-Funktion gesehen habe, daß das MESFET-Modell von LTSpice ganze 14 Parameter kennt. Obiges Modell (nur der obere Teil mit den langen Zeilen) kennt

67, davon 54 Werte ungleich Null.

Das ist jetzt nur das Äquivalent der Eingangsspannug zum Schrotrauschen des DrainstromsSo, wie es auch aus einer idealnen, stromgesteuerten Spannungsquelle käme. Rauschen, welches im Transistor selbst entsteht, ist dort noch gar nicht drin.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Bei mir fuellt selbst das Model eines recht ordinaeren 2N7002 eine komplette DIN-A4 Seite. Sowas frisst LTSpice ohne Murren.

Hier hat der Hersteller z.B. einen eGaN FET in ein Model gestellt welches LTSpice versteht. Ich wuenschte alle Hersteller taeten das, Seite 9:

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Ausprobieren :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Moin!

Einen Widerstand gabs in meiner Betrachtung nicht.

Kann es sein, daß der Drainstrom garkein Schrotrauschen besitzt?

Kannst Du "winzigste Ferritperlen" genauer spezifizieren?

Was spricht gegen einen MMIC?

Ach, bei niedrigen Frequenzen haben wir so satt Signal, da spielt ein Faktor 10-100 im Rauschen keine Rolle.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Hatte ich nur erwaehnt weil Du fragtest "Wie kann das bei 50ohm denn ueberhaupt sein?" oder so in der Art. Ist eben so gut wie nicht ohmsch, sondern nur die Impedanz bei der die Rauschzahl gilt.

Doch, haengt u.a. von der Field Mobility ab. Aber ich bin kein Halbleiter-Profi und ich mache bei IC-Designs nur die Grundschaltung, den Rest ueberlasse ich den Halbleiter-Gurus. Vielleicht hilft das hier:

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Z.B. MMZ0603D330C:

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Auf keinen Fall vor dem Einloeten das Fenster oeffnen oder gar niessen, dann isse wech :-)

An sich nichts, ausser dass der Verstaerkungsfaktor dann ein wenig unsauberer definiert ist. Und nimm einen der "unconditionally stable" ist. Wenn die S-Parameter zu sehr nach Achterbahn aussehen lieber einen anderen nehmen. Beachte auch das Rauschknie, unten bei 100kHz sind die manchmal nicht so dolle.

Bei 20MHz ist das aber als ob man mit einem Formel-1 Rennwagen zum Einkaufen faehrt.

Ok, dann ist es natuerlich fast egal. Aber dann waeren die Resonanzueberhoehungen doch eine gute Sache.

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Regards, Joerg

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Joerg

Viel Verstärkung ist halt einfach -> dann schwingt das Ding auch nicht und auch das Johnson-Rauschen ist kleiner.

Leider begrenzt das die Bandbreite...

Gruß, Jürgen

--
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http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?search=J%FCrgen+Appel&op=get
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Jürgen Appel

In der HF-Technik ist das nicht viel anders. Die gewieften suchen dann einen Kompromiss. Der liegt bei passiven Ringmischern welche um die 7dB Verlust bringen so aus, dass man 10-12dB vorverstaerkt. Was ich dann aber oefter sehe sind Designs wo dort 30-40dB sitzen und alles voll vom Hocker faellt wenn im Nachbarort jemand niesst.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Manchmal will man das ja aber auch. Ansonsten - mit passendem Filter arbeiten und/oder die Verstaerker mit hohem Ruhestrom betreiben um den IP3 entsprechend zu erhoehen. Wenn man 10dB LNA Verstaerkung hat und 7dB Verlust im Mischer ist das fuer die Rauschzahl schon nicht mehr vernachlaessigbar.

Viele Gruesse, Martin

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Martin Laabs

Das nutzt nichts weil der Mischer den Massenansturm nicht aushaelt. Es sei denn man nimmt dafuer einen teuren mit ganz viel LO und geht davon aus dass die AKWs noch eine zeitlang laufen :-)

Klar, fast die gesamte Welt der HF-Technik besteht aus Kompromissen. Bis

15dB koennte ich es auch noch verschmerzen, aber da ist dann i.d.R. Schluss. Die Schaltungen die ich mit 30-40dB erlebte kamen meist mit Bemerkungen wie dieser auf den Tisch: "Funktioniert meistens, aber wochentags besonders morgens und abends spinnt die Kiste wenn wir die in der Firma testen". Kurzer Blick auf eine Ortskarte, aha, Einflugschneise ...
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Gruesse, Joerg

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Joerg

Moin!

Och die Idee find ich schon gut, aber ich will ja oben keinen scharfen Resonanzpeak, sondern eher einen von 5-15 MHz (-3dB). Wenn dann die Dämpfung wieder Rauschen bringt, hab ich nichts gewonnen...

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Ja, stimmt, wenn Ihr wirklich bis 5MHz herunter empfindlich bleiben muesst, denn wird det nuescht. Man stoesst einfach an eine physikalische Grenze. Da hilft es nur eine APD mit minimal moeglicher Kapazitaet zu suchen. Transistoren mit wenig Eingangskapazitaet gibt es ja, muss man dann in Kaskode schalten damit vom Drain bzw. Kollektor nichts "millert". Der Eingang muss beinahe in Freiluftverdrahtung geloetet werden. Wenn Du das ganze in Richtung 1pF gedrueckt bekommst muesste es hinhauen.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Deshalb ist ja das Standardverfahren in solchen Fällen eine Verstärkung, die durchaus bandbreitenbegrenzt sein kann

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Da fällt dann zwar bei hohen Frequenzen das Signal ab, aber das Signal-zu- Schrotrausch-Verhältnis ändert sich dabei ja nicht. Eine anschließende Verstärkerstufe kann den Frequenzgang dann ja wieder gerade biegen. Ob das allerdings bei Deinen gewünschten Bandbreiten jenseits von 10 MHz noch ordentlich funktioniert, weiß ich nicht.

Und eventuell noch ein Serienwiderstand zwischen Diode und Transimpedanzverstärker, damit die Kiste nicht so leicht schwingt...

Eine Alternative könnte kohärente Detektion sein. Aber dazu müßte man mehr über den Aufbau wissen. Was ist die Lichtquelle? In welchen Moden (Frequenz/Polarisation, räumliche Moden) wird das Licht emittiert? Was ist das Ziel der Detektion?

Gruß, Jürgen

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Jürgen Appel

Ich befuerchte das wird in Michaels Fall nicht reichen.

Das wuerde ich in diesem Fall nicht per TIA machen. Michael braucht ja nur 20MHz was im Fiber-Optics Bereich als schnarchlangsam gilt. Man haette dann nur die Kapazitaet der Diode in die der ersten Stufe. Rauscharme Transistoren mit Eingangskapazitaeten unter 1pF gibt es ja, und das muesste her nichtmal ein HF-Transistor sein.

Selbst bei einer Anlage die bis fast 100MHz rauf musste habe ich den hochfrequenten Teil nach dem Diplexer ohne TIA gemacht (den niederfrequenten allerdings schon).

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Gruesse, Joerg

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Joerg

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