Testsignal TIA 1µA..10µA mit 700MHz einspeisen

[Luky S. (luky)]

Ich habe hier ein etwas kniffliges Problem: Für ein Projekt an der Uni 
sollen Transimpedanzverstärkerschaltungen getestet und optimiert werden. 
In der Endanwendung kommt das Eingangssignal von einer PIN-Diode (TO-46 
Gehäuse mit möglichst kurzen Anschlussbeinchen).
Das hat sich zum testen aber als sehr unpraktisch herausgestellt, 
erstens muss man die sehr empfindliche und teure Diode in 
unterschiedliche Schaltungen einlöten und dann ein optisches Signal 
einspeisen, was auch nicht wirklich reproduzierbar gelingt.
Daher möchte ich anstelle der Diode ein Stromsignal mit bis zu 700MHz 
und einem Spitzenwert von 1µA bis 10µA einspeisen. Der genaue Wert ist 
erstmal zweitrangig, es geht hier vor allem um die Reproduzierbarkeit, 
d.h. die Einspeiseschaltung und auch die Kontaktierung (Pogopins 
vermutlich, aber keine Ahnung wie die bei 700MHz reagieren...) muss den 
Vergleich der unterschiedlichen Transimpendanzschaltungen und 
Bestückungsvarianten ermöglichen.
Hat wer eine Idee wie man ein solches Testsignal 1) generieren und 2) 
einspeisen kann?
In diesem Frequenzbereich sind wir leider nicht allzu gut ausgestattet, 
es gäbe einen ERASynth Micro, den Ausgang von einem ADALM-Pluto oder man 
könnte einen der Spektrumanalyser mit Trackinggenerator verwenden?

[Arno R. (arnor)]

Luky S. schrieb:
> Daher möchte ich anstelle der Diode ein Stromsignal mit bis zu 700MHz
> und einem Spitzenwert von 1µA bis 10µA einspeisen.

Den TIA ohne Photodiode zu testen, wird wohl nach hinten losgehen, denn 
beide sind letztlich eine Einheit, die auch im Verbund kompensiert 
werden muss. Außerdem ist es mMn einfacher, die Sache im Zeitbereich zu 
untersuchen, also keinen Frequenzsweep zu machen, sondern extrem steile 
Flanken einzuspeisen und sich das Einschwingen anzusehen.

Ich hatte so ein ähnliches Problem mit meinen schnellen Photodetektoren. 
Da habe ich eine Laserdiode mit einem Picosekunden-Flanken-Pulser 
verwendet, um die Schaltungen hinzutrimmen.

[Luky S. (luky)]

Es geht hier um den Vergleich unterschiedlicher Schaltungen. Das am Ende 
mit der PIN-Diode und ihrer echten Kapazität gemessen werden muss ist 
schon klar, aber die Dinger haben eben eine ziemliche Bauteilstreuung 
und sind sehr empfindlich, daher kann man weder in jede zu vergleichende 
Schaltugn eine Diode einlöten noch dieselbe "Golden Sample" Diode immer 
wieder umlöten.
Einen steilen Strompuls 0..10µA einspeisen wäre natürlich ein Traum, 
aber der Sinus reicht mal für den ersten Schritt, ist schon kompliziert 
genug.

[Henrik V. (henrik_v)]

Das simple Ersatzschaltbild einer PD in diesem Fall sollte eine 
Stromquelle mit parallelem Kondensator sein.
Das kann man auch ersetzen durch eine Spannungsquelle mit seriellem 
Kondensator.
Für kleine Ströme (Ladungen) braucht es einen kleinen bekannten 
Kondensator (C_ref) und eben einen einen RF-Genrator. Letzterer kann 
(wenn gut ;) ) auch sehr kleine RF-Spannungen bekannter Spannung 
bereitstellen.

Die PD-Kapa kann man auch durch einen parallelen (zur FG und C_ref) 
zweiten Kondensator beliebig größer machen , nur kleiner wird schwierig 
;)

Bei C_ref=1pF und 700 Mhz sind das ~4.4µA/mV   (wenn ich mich nicht 
verrechnet habe)

Spezieller wird es wenn man jetzt die 50 Ohm Ausgangsimpedanz und die 
leider nicht ideale 0 Ohm Eingangsimpedanz des TIA berücksichtigen muss.

Leo Bodnar hat einen günstigen 10 MHz Pulser  mit schön steilen Flanken. 
Da einen Spannungsteiler/Dämpfer mit 1pF zum Koppeln?

[Henrik V. (henrik_v)]

Steile Laserflanken/pulse in günstig sind SFP+ Module .. frag mal die IT 
ob sie Dir welche zum Spielen gibt.

Fasern mit Dampfung sind auch bezahlbar .
Wie gut die Reproduzierbarkeit beim wiederholten Kuppeln ist ... keine 
Ahnung.

Aber eine PD mit drei (statisch bestimmten) kurzen Pins auf verzinnte(?) 
Pads zu drücken sollte für den Test machbar sein (gute Mechanik hilft, 
wer 403 lötet sollte das beherrschen). Die PD bekommt dann eine Faser 
aufgeklebt und fertig ist die Stimulation.

[Luky S. (luky)]

Ich habe mich von der Idee die PIN Diode zu simulieren verabschiedet. In 
der nächsten Platinenrevison sind trennbare RF Stecker hinter der ersten 
Transimpedanzverstärkerstufe eingeplant, damit kann ich dann zumindest 
die Signalkette hinter dem TIA einfacher testen, ohne eine PIN Diode 
einlöten und mit Laserpulsen bestrahlen zu müssen.
Wen es interessiert: Der Murata MM8130-2600RA2 Stecker (gibt mehrere in 
der Serie) ist im Normalbetrieb recht transparent (Insertion Loss <0.1dB 
bis 3GHz) und wenn man das MXHS83QE1000 Kabel einsteckt, wird die 
Verbindung aufgetrennt und über den Kabel kann auf einer Seite 
eingespeist oder das Signal gemessen werden.