Hallo zusammen, ich bin dabei kurze Laserpulse (< 150 ps) mit einer schnellen Photodiode zu messen. Dafür verwende ich ein Oszilloskop mit einer Eingangsbandbreite von 12 GHz und eine Photodiode mit 45 GHz (9 ps rise time). Das Oszilloskop zeigt mir nun Pulse mit einer Halbwertsbreite (FWHM) von ca. 65 ps. Jetzt frage ich mich, wie plausibel dieses Ergebnis wirklich ist? Was ich noch nachmessen muss ist die Anstiegszeit des Pulses. Wenn Bandwidth x rise time <= 0.45 ist, würde ich behaupten, dass alles im grünen Bereich ist. Wenn nicht, dann ist die Frage, wie weit ich über der 3 dB Grenze des Oszilloskops hinaus geraten bin. Ich kann so momentan leider nicht abschätzen, wie stark eine mögliche Dämpfung durch den Eingang des Oszilloskops dabei ist. Oder übersehe ich da was? Ich bin schon ziemlich lange raus aus dem Thema HF-Elektronik und würde mich über Rückmeldungen/Anregung freuen.
A. M. schrieb: > Ich bin schon ziemlich lange raus aus dem Thema HF-Elektronik > und würde mich über Rückmeldungen/Anregung freuen. Di wichtigste Scopekenngröße wurde nicht genannt, die Samplerate. Es handelt sich doch um ein Digitales Scope?
Hallo Kaffeesatzentsorger schrieb: > A. M. schrieb: >> Ich bin schon ziemlich lange raus aus dem Thema HF-Elektronik >> und würde mich über Rückmeldungen/Anregung freuen. > > Di wichtigste Scopekenngröße wurde nicht genannt, die Samplerate. Es > handelt sich doch um ein Digitales Scope? Ja genau, es handelt sich um ein digitales Oszilliskop (Agilent DSO81204b) mit 40 GSa/s.
Bei diesen Frequenzen ist es auch sehr wichtig den Tastkopf adäquat zu kontaktieren. In der Regel wird der aktive Tastkopf hierzu teilweise direkt auf die PCB aufgelötet um sehr kurze Masseverbindungen zu haben.
Die Messung solcher Pulslängen ist ein undankbares Geschäft. Die gleiche Problemstellung hatte ich die letzten 3 Jahre, und im Grunde läuft es auf eine Strahlteilung hinaus, um dann einen Teil zu verzögern und dann in einen Korrelator zu geben.
A. M. schrieb: > Hallo zusammen, > > ich bin dabei kurze Laserpulse (< 150 ps) mit einer schnellen Photodiode > zu messen. Dafür verwende ich ein Oszilloskop mit einer > Eingangsbandbreite von 12 GHz und eine Photodiode mit 45 GHz (9 ps rise > time). Das Oszilloskop zeigt mir nun Pulse mit einer Halbwertsbreite > (FWHM) von ca. 65 ps. Jetzt frage ich mich, wie plausibel dieses > Ergebnis wirklich ist? Was ich noch nachmessen muss ist die Anstiegszeit > des Pulses. Wenn Bandwidth x rise time <= 0.45 ist, würde ich behaupten, > dass alles im grünen Bereich ist. Wenn nicht, dann ist die Frage, wie > weit ich über der 3 dB Grenze des Oszilloskops hinaus geraten bin. Ich > kann so momentan leider nicht abschätzen, wie stark eine mögliche > Dämpfung durch den Eingang des Oszilloskops dabei ist. Oder übersehe ich > da was? Ich bin schon ziemlich lange raus aus dem Thema HF-Elektronik > und würde mich über Rückmeldungen/Anregung freuen. Wenn das scope nur 12 GHz Bandbreite hat, dann hat man schlechte Karten bei allen Messungen, die eine Risetime von schneller als 30 ps oder so erfordern. Bei einer risetime von 9 ps für scope UND Photodiode würde 9ps * 1.414 angezeigt werden. Wenn man die risetime des scopes kennt, kann man den Effekt natürlich wegrechnen, aber bei einem Verhältnis von 1:5 setzt sich der langsamere dann doch durch. Der schnellere Effekt geht dann einfach unter. Bei meinem TDR-Einschub 54754A ist dem Scope die Risetime des Pulsgenerators und des samplers bekannt und es versucht dann auch die risetime schönzurechnen, was in gewissen Grenzen ganz gut gelingt. Im Gegensatz zu dem, was weiter oben geschrieben wurde, ist die Abtastrate des scopes völlig egal. Mein mittlerweile recht betagtes 54750 mit 54752A 2*50 GHz / 9 ps plug-in könnte die Messung problemlos machen, auch wenn die Samplerate nur 1 MHz oder so ist. Es dauert halt länger. Sehr interessant sind die alten app notes von Picosecond Pulse labs PSPL. Die Firma ist mittlerweile von Tektronix gekauft und die app notes sind nicht mehr auf dem pspl server, aber auf dem Server des Gründers sind sie noch zu finden. Beispiel: < https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwjy3Yjf-ZjtAhVRxoUKHZcsB_4QFjAMegQIBBAC&url=https%3A%2F%2Fkh6htv.files.wordpress.com%2F2015%2F11%2Fan-02d-oscopes.pdf&usg=AOvVaw1_D7WP6OvXozVNE3NozXqG > Gruß, Gerhard
Wenn nur die Zeit interessiert, dann kann man einen time-to-digital converter (TDC) verwenden. Wenn die Impulsform wichtig ist kommt man um den ADC nicht herum, aber der muss nicht schnell sein wenn das Signal periodisch ist. Man kann random sampling verwenden.
Mal ein paar Fragen: A. M. schrieb: > Dafür verwende ich ein Oszilloskop mit einer > Eingangsbandbreite von 12 GHz wieso hat dein sampling oszi bei 40GHz Abtastrate nur 12 GHZ BW ist das der Tastkopf ?? A. M. schrieb: > Das Oszilloskop zeigt mir nun Pulse mit einer Halbwertsbreite > (FWHM) von ca. 65 ps. Jetzt frage ich mich, wie plausibel dieses > Ergebnis wirklich ist? als erste "Schätzung" für t_an könnte man 35ps + ~15ps annehmen , das wären 45ps Wenn man die 12GHz in T_an umrechnet mit T_an * Fgrenz = 0.35 (Tiefpass 1. Ordnung), [wieso rechnesst Du mit 0.45] und die 29ps des Scopes (mit Tastkoipf ? ) und die die Diode mit 9ps quadratisch addiert und dann die Wurzel zieht dann kann diese Kombination nicht schneller als ~30ps messen, also besser geht es nicht, wenn Deine Zahlen stimmen --> wie genau soll es denn werden bei den 150ps Die Methode des Herausrechnens wurde ja scon von anderen erwähnt, aber das Ergebnis wird immer wackeliger. hier gibt es einen sehr bezahlbaen Pulsgenerator zur Überprüfung der Ergebnisse mit T_an = 30ps http://www.leobodnar.com/shop/index.php?main_page=product_info&cPath=124&products_id=302 Ich weiß nicht ob das hilft, ist halt nur eine Idee eric1
eric1 schrieb: > wieso hat dein sampling oszi bei 40GHz Abtastrate nur 12 GHZ BW ist das > der Tastkopf ?? Sein Oszi ist kein Sampler... https://www.keysight.com/en/pd-735972/infiniium-high-performance-oscilloscope-12-ghz mfg
Design Techniques for Ultra-High-Speed Time-Interleaved Analog-to-Digital Converters (ADCs) https://www2.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2017/EECS-2017-10.pdf By Yida Duan A dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Engineering − Electrical Engineering and Computer Sciences in the Graduate Division of the University of California, Berkeley
Die naechst bessere Methode is ein spektrum analyzer. Wie weit hoch gehen die Harmonischen. Und der Standard ist ein optischer Autokorrelator. Eigentlich von der Technologie her das Einfachste.
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