Генераторы пикосекундных импульсов серии 4000 фирмы Picosecond Pulse Lab

February 12, 2012 by admin Комментировать »

Для получения особо коротких импульсов нужна разработка специальных электрон- но-оптических систем, совмещающих в себе и генератор импульсов, и осциллограф, и использующих в своей работе источники лазерного излучения с длительностью фронта импульсов от 0,5 пс и фотоэлектронные преобразователи. Это теоретически может обеспечить контроль нового поколения цифровых осциллографов с полосой частот до 500 ГГц.

Метрологические системы на основе электронно-оптических систем уже созданы в США и Великобритании. Одна из таких систем разработана и применяется в компании Picosecond Pulse Lab, США. Эта компания более четверти века занимается разработкой и производством метрологических приборов для измерений во временной области и тесно сотрудничает с Национальным Метрологическим Институтом США NIST. Это позволило компании создать и выпустить на рынок целую серию генераторов пикосекундных импульсов. Они поставляются на наш рынок компанией "Прист" [ 129]. Технические характеристики серии 4000 таких генераторов представлены в таблице на рис. 2.37.

Рис. 2.36. Осциллограммы интенсивности лазерного излучения (сигнал от скоростного фотодиода) для трех полупроводниковых лазерных диодов

Генераторы этой серии обеспечивают амплитуды испытательных импульсов от 5 до 35 В (гарантировано с нормированием 30 В), время нарастания импульсов от 5 пс, выброс на вершине импульса от 2% и неравномерность вершины импульса от 0,1%.

Среди этой линейки непосредственной заменой самому "быстрому" серийному отечественному генератору И1-12 (на основе блока Я4С-89 универсальной измерительной системы) является модель 4050 (рис. 2.38). Генератор И1-12 был построен на основе формирователя на туннельном диоде и обеспечивал получение перепада напряжения на нагрузке 50 Ом с амплитудой 0,5 В и длительностью 50 пс. Модель 4050, выходной формирователь которой построен на лавинном транзисторе, позволяет получить в двадцать раз большую амплитуду выходного импульса (10 В против 0,5 В у И1-12) при одинаковом времени нарастания 50 пс.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

ПАРАМЕТРЫ

4А05

4Q15D

401 е

4050В

4500Е

ВЫХОДНЫЕ

Время нарастання

6 ПС

15 пс

<5 пс

45 пс

125 пс

ПАРАМЕТРЫ

Макс, амплитуда на на грузке- 50 Ом

5 Б

-5 В

-5В

10 В

3D В, регулир. с шагом 1 дБ до 80 дБ

Длительность импульса

IS не

5 не. затем спад 10 не по аксгюкенте

5 не. затем спад 10 не по экспоненте

10 нс

20 нс

Полярность импульса

+

+

Время спада

70 пс

20 нс

20 нс

1 НС

1 нс

Выброс

20%

5%

10%

5%

2.5%

Неравномерность

±7% до 1 не ±2% свыше 1

НС

±7% до 1 НС

±2% свыше 1 НС

±7% до 1 не ±2% свыше 1

НС

±2% до 3 нс ±1% свыше 3 НС

2%

Период следования

0,1 Гц… 1 МГц

1 Гц…500 кГц

1 Гц. . .5СО кГц

1 Гц…500 кГц

1 Гц…HOD кГц

Задержка

вн. синхр.

60 не

50 не

6 0 не

50 нс

0…110 НС

внеш. синхр

1 НС

14 не

14 не

14 нс

21 нс

Джиттер

1.5 пс с«з

1,5 пс cks

1.5 пс сна

1,5 пс скз

3 ПС СЭ®

ОБЩИЕ ДАННЫЕ

Выходной разъем;

1,85 мм

Шита 2,4 мм

1,85 ипи 2А мм

2.92 мм

SMA.

Напряжение питания

22D Б

220 В

22D В

220 В

22D Б

Габаритные размеры

76x19x254 мм

97x213x262 мм

97x213x262 мм

97x213x262 мм

89x432x330 мм

Масса

3,6 кг

3,6 кг

3,6 кг

3.6 кг

6,8 кг

Комплект поставки

Внешний формирователь + задающий генератор

генератор

Рис. 2.37. Технические характеристики генераторов пикосекундных импульсов серии 4000 компании Picosecond Pulse Lab

Рис. 2.38. Внешний вид генератора перепада с длительностью 45пс типа 4050 фирмы Picosecond Pulse Lab

Конструктивно генератор 4050 выполнен в корпусе под 19-дюймовую стойку, все органы управления вынесены на переднюю, панель и по функциональному назначению ничем не отличаются от органов управления старых отечественных генераторов испытательных импульсов. Единственным отличием является отсутствие регулировки длительности импульса, вызванное применением в формирователе лавинного транзистора. Для формирования прямоугольного импульса в такой схеме генератора применяется отрезок коаксиального кабеля, длина которого и задаёт длительность выходного импульса.

Естественно, что амплитуда испытательного импульса до 10 В открывает более широкие возможности по применению генератора как в метрологических целях (проверка параметров переходной характеристики широкополосных осциллографов на всех коэффициентах отклонения), так и в производстве (например, для накачки лазеров или для антенныхизмерений). Параметры выброса и неравномерности модели 4050 также примерно в 2 раза лучше, чем у И1-12. На рис. 2.39 показаны осциллограммы перепадов генератора Picosecond 4050 и генератора И1-12. Для снятия осциллограмм использовался цифровой осциллограф LeCroy SDA 6000А с полосой пропускания 6 ГГц и частотой дискретизации 20 ГГц.

Рис. 2.39. Сравнение формы импульса от генератора Picosecond 4050 на лавинном транзисторе и генератора И1-12 на туннельном диоде

Наименьшую длительность перепада формирует генератор 4005. Его внешний вид показан на рис. 2.40. Как не трудно заметить, блоки формирования размещаются отдельно от основного модуля прибора — на рис. 2.40 они показаны справа. Какая элементная база используется для формирования 5-пикосекундного перепада, к сожалению, не сообщается.

Рис. 2.40. Внешний вид генератора 5-пикосекундного перепада 4006 фирмы Picosecond Pulse Lab

Кроме самих генераторов, компания Picosecond Pulse Lab предлагает широкий ассортимент дополнительных опций к ним, которые могут существенно расширить характеристики прибора без потери в точности, поскольку все опции также подвергаются калибровке по параметрам, важным во временной области. К таким опциям относятся: аттенюаторы, расширяющие динамический диапазон; фильтры высокой частоты, служащие для увеличения времени нарастания выходного сигнала, но уменьшающие выброс; нелинейные компрессоры, служащие для уменьшения времени нарастания выходного сигнала; устройства развязки, позволяющие накладывать на выходной сигнал постоянное смещение; и т. д.

Источник: Дьяконов В. П.  Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты