Hallo zusammen,
Ich habe einen VCSEL, den ich mit einem FET anschalte. Das geschieht
sehr schnell mit einer Pulsweite von 30ns. Entsprechend steil sind die
Flanken (8-9ns rise time des Stroms).
Ich verwende das Spannungslevel am DRAIN des VCSEL, um die Pulsbreite
genau einzustellen - das erfordert meine Anwendung (TOF).
Nun ist die Spannung an der DRAIN zu hoch, dass ich ihn nicht direkt auf
meinen Komparator geben kann. Dieser hat einen Spannungsteiler als
Eingang, den man programmieren kann.
Daher habe ich im Pulsepfad einfach einen 8k Widerstand, der zusammen
mit dem 14k Spannungsteiler im Komparator das Spannungslevel
herunterteilt bzw um 30% reduziert. Soweit die Theorie.
Leider schaltet der Comparator nicht sauber und ich möchte das Signal am
Komparator Eingang messen, ob die Pegel mit der Theorie übereinstimmen
und auch ob es fiese Überschwinger gibt.
Aber zusammen mit dem 8k und der Oszispitze ergibt sich ein toller
Low-pass und ich sehe keine Flanken. Nur direkt am FET kann ich
niederohmig messen und sehe das Signal auf den hohen Pegeln.
Frage 1:
Wie kann ich das Signal im hochohmigen Pulse Pfad messen (nach dem
Widerstand!)?
Oder unabhängig der Applikation: Wie misst man hochohmige Pfade mit
schnellen Flanken? Ideal wäre ja ein unendlich kleines C, oder ein super
kleines R... beides geht ja nicht...
Frage 2:
Am FET DRAIN gibt es beim Ausschalten fiese Überschwinger, die ich gerne
vermeiden würde.
Eine Schutzdiode am VCSEL habe ich schon, aber mit 13V.
Gibt es weitere Maßnahmen, um die maximale Spannung an dem Punkt zu
dämpfen, ohne die Flanken bzw das Schaltverhalten zu beeinträchtigen?
Einfach eine kleinere 10V Zener?
Vielen Dank!
wie hoch ist vcc?
was für einen komparator benutzt du?
kann der 0.5R nicht auch oberhalb des FET sein?
bzw warum misst du den strom nicht am shunt? da bleibt die spannung ja
eher in niedrigen bereichen.
wie viel strom fliesst denn überhaupt durch den laser?
Als Spannungsteiler sollte man bei höherem Anspruch an HF-Fähigkeiten
(was hier der Fall ist) schon einen frequenzkompensierten Spannungsteile
nehmen.
Man kann sich ja parallel zum Comp-Eingang einen kleinen parasitären C
vorstellen (lt. Datenblatt des Comp, und sonstige parasitäre C der
Leiterplatte), und dieser muß kompensiert werden. Und zwar mit einem C
über Deinem R=8k, so daß das kapazitive Widerstandsverhältnis gleich dem
ohmschen Verhältnis entspricht.
Wenn Du dann mit der Oszi-Spitze da ran gehst, ist dieses Verhältnis
natürlich dann wieder pfutsch. Daher besser am Ausgang des Comp prüfen,
ob dessen Schalt-Timings dem Erwartungswert entspricht (also bei
kompensiertem Spannungsteiler, und unter Berücksichtigung der
Schaltverzögerungen des Comp (Popagation Delay)).
Der Comp sollte natürlich eine gewisse Hysterese haben, wenn er gerade
im Umschaltpunkt nicht sauber schaltet.
Und was das Überschwingen angeht: das kann auch ganz einfach an Deinem
realen Aufbau liegen, keine saubere Masseführung, oder schlechte
Masseanbindung des Oszis. Steckbrett ist da eher ungeeignet ...
Natürlich wäre es auch nicht uninteressant für die Beurteilung, was für
einen Comp Du da hast, wie der Schaltplan aussieht, und der reale
Aufbau,
Hallo,
Joe F. schrieb:> wie hoch ist vcc?
Die VCC ist einstellbar und aktuell im Bereich 5.5V
Joe F. schrieb:> was für einen komparator benutzt du?
Der Komparator ist intern in einem Analogen Frontend Chip. Daher kann
ich auch leider nicht am Ausgang des Komparators messen, da dieser auf
dem ASIC liegt.
Der AFE Chip ist leider unter NDA (?) der Hochschule und das Datenblatt
"geheim".
Joe F. schrieb:> kann der 0.5R nicht auch oberhalb des FET sein?
Nein, denn zusammen mit der Gate Spannung (5V) wird so der Strom
eingestellt. Ohne Spannungsabfall über dem Shunt würde der FET nicht
gegensteuern?
Joe F. schrieb:> bzw warum misst du den strom nicht am shunt?
Die Schaltpegel des Komparators liegen im Bereich 2.5-3.5V, da müsste
ich das Stromsignal dann verstärken, was in ns Bereich auch
problematisch ist?
Joe F. schrieb:> wie viel strom fliesst denn überhaupt durch den laser?
Der Laser wird mit 4-5A moduliert.
Jens G. schrieb:> schon einen frequenzkompensierten Spannungsteile> nehmen.
Den Stichpunkt nehme ich mir mal mit und recherchiere mal. Das kenne ich
bisher noch nicht. Der Spannungsteiler im Comparator, dessen
verschiedene Abgriffe programmiert werden können, ist vielleicht auch
nicht kompensiert? Muss ich mal versuchen nachzufragen...
Jens G. schrieb:> Daher besser am Ausgang des Comp prüfe
Der Ausgang des Comp ist leider on-chip und daher nicht zugänglich.
Jens G. schrieb:> Und was das Überschwingen angeht: das kann auch ganz einfach an Deinem> realen Aufbau liegen
Ich habe eine normale 6 lagige Platine, mit zwei GND Layern unter TOP
und BOTTOM und für die Timing Signale ein Längenausgleich. Die Masse
sollte also gut sein und der Rückweg auf der Massefläche unter den
Signalen dürfte auch nur minimal durch vielleicht ein im Weg stehendes
Via gestört sein. Aber muss keine Umwege hinnehmen.
Die Stromwege des VCSEL sind alle low impedance, extrem breite
Leiterzüge incl. ungestörter Massefläche und vielen VIAs im Falle von
Lagenwechseln.
Die Oszispitze hat einen low-impedanz Aufsatz für die Masse. Das sollte
eigentlich passen.
Vielen Dank für die Antworten!
PS:
Kann man denn den Pfad hinter dem 8K Widerstand nicht impedanzwandeln,
also wieder extrem niederohmig bekommen, so wie es der Strompfad direkt
wäre?
Es muss doch irgendwie zu messen gehen... das macht mich fertig.... das
klingt nach einem Standardproblem ^^
8 k bei 10 pF parasitaerer Kapazitaet gibt eine Zeitkonstante
von 80 ns. Scheinbar kannst du nicht rechnen.
Ohne aktiven Tastkopf mit einer Eingangskapazitaet < 0.5 pF
wird das also alles nichts.
Tja, P.G.H.
Wie hoch ist denn die Maximalspannung, die dein Komparator verträgt?
Und wie viel Strom darf durch den Laser fließen, wenn der FET sperrt?
Momentan sind es ja so ca. 0.1-0.2mA, die durch deinen 8K und den 14K
des Komparators am FET vorbei fließen...
Wenn du dir mehr erlauben kannst, könntest du es mit einem
niederohmigeren Spannungsteiler (am FET vorbei) versuchen und den
Komparator in der Mitte des Spannungsteilers anschließen.
Ansonsten könntest du auch eine schnelle Diode als Schalter verwenden
und den Komparator-Eingang aus einer anderen (niedrigeren) Spannung als
VDD versorgen.
Das hat auch den Vorteil, dass bei gesperrtem FET kein Strom durch den
Laser fließt.
Joe F. schrieb:> Ansonsten könntest du auch eine schnelle Diode als Schalter verwenden> und den Komparator-Eingang aus einer anderen (niedrigeren) Spannung als> VDD versorgen.> Das hat auch den Vorteil, dass bei gesperrtem FET kein Strom durch den> Laser fließt.
Die Idee finde ich richtig gut! Ich werde sie gleich mal ins LTSpice
werfen und weiter durchdenken.
Ich versuche es nach den Feiertagen mal zu testen, wenn ich wieder ins
Labor der Hochschule komme.
Vielen Dank und schöne Feiertage!
vcsel.png
(4,4 KB)
