Hochspannung zu Niederspannung in PS/Nanosekunde (Zener/Opamp?)

Ich habe also ein Signal, das in 30 ns von 0 auf ~ 800 Volt geht. Ich möchte dieses Signal verwenden, um eine Kamera (Eingangsimpedanz von 50 Ohm) auszulösen, die maximal 10 Volt benötigt und für diese 10 Volt eine Anstiegszeit von 1 ns benötigt. Ich habe eine 10-Volt-Zenerdiode ausprobiert, die funktioniert ... aber das Signal stark verzögert (nicht sicher warum), sodass ich 10 Volt in 8 ns anstelle von 1 ns bekomme. [Die Leute sagten, Zener seien für Gleichstrom gemacht und nicht so sehr für hohe Frequenzen, also vielleicht deshalb]

Ich dachte dann daran, Dämpfungsglieder zu verwenden, um das Signal in 30 ns von 0 auf 10 Volt (anstelle von 800 V) zu bringen, und dann einen Operationsverstärker als Komparator mit einer 10-Volt-Gleichstrombatterie zu verwenden, die an + Vs und Ref, Vin-, -Vs angeschlossen ist negative Seite der Batterie. (und davon geht das Hauptsignal zu Vin +) Da verschiedene Operationsverstärker unterschiedliche Betriebsfrequenzen und Anstiegsraten haben, habe ich diesen bekommen: THS3491IDDAT, der eine Betriebsfrequenz von 320 MHz und eine Anstiegsrate von 8 kV / us hat

Schaltung verwendet

Ich bekam jedoch seltsame Ergebnisse, die ich nicht verstehen konnte, und kurz nachdem mehrere Beine des Operationsverstärkers kaputt gegangen waren, konnte ich das Ausgangssignal nicht erfassen

Hier ist das Eingangssignal, das mit 38 dB (Div 80) gedämpft wird [Zeitskala ist 10 ns/div und Spannungsskala ist 10 V/div

Eingangssignal

Habe ich etwas falsch gemacht? oder gibt es eine einfachere Schaltung? Irgendwelche Empfehlungen für andere Operationsverstärker, die einfach zu handhaben sind? (dieser war winzig)

Die Quelle ist eine Rogowski-Spule mit einem Widerstand von 4 Ohm und einer Induktivität von 1,4e-7 H. (Spule mit 1 Windung).

Vielen Dank im Voraus.

Welche Ausgangsimpedanz hat deine Quelle? Welchen Zener hast du verwendet und welchen Wert der Widerstände? Was ist das Minimum, auf das Ihre Kamera auslösen kann?
Sie haben eine Signalquelle, die Sie versorgt ≈ 30 kV μ S ? Was ist die Ausgangsimpedanz Ihres Signals?
@Ale..chenski Die Quelle ist eine Rogowski-Spule, die einen Widerstand von 4 Ohm hat, sich aber über ihre Impedanz nicht sicher ist. (Berechnete die Induktivität auf etwa 1,4e-7 H) Ich habe 1N5925B für die Zenerdiode verwendet, die 10 Volt und 3 Watt beträgt. Die Kamera kann mit 5 Volt und maximal 10 Volt auslösen.
@jonk Nun, es sind nicht 30 kV / us, es geht nur in 30 ns auf 800 Volt und geht danach auf 0. Nicht ganz sicher über die Quellenimpedanz, es ist eine Rogowski-Spule mit 1 Windung und etwa 4 Ohm Widerstand (berechnete Induktivität von 1,4e-7 H)
Erste Regel zur Verwendung von Operationsverstärkern als Komparatoren: Verwenden Sie keine Operationsverstärker als Komparatoren. Holen Sie sich einen echten (sehr schnellen) Komparator. Zweitens: Versuchen Sie nicht, Floating-Dead-Bug-Konstruktionen für Reaktionszeiten von ns zu verwenden. Sie benötigen eine geeignete Grundplatte und gute Konstruktionstechniken.
Eine Nanosekunde ist eine ziemlich kurze Zeit. Viele von uns sind sicherlich neugierig, was eine Kamera braucht und warum sie so scharfe Kanten braucht. Kannst du es verraten?
Zenerdioden haben eine relativ hohe Kapazität. Verwenden Sie eine Hochgeschwindigkeitsdiode an einer 10-V-Quelle (die eine Zenerdiode sein kann).
@WhatRoughBeast Operationsverstärker sind also nicht zuverlässig? danke für den Vorschlag, ich wusste nicht, dass es Komparatoren gibt (ich dachte, wir müssten Operationsverstärker verwenden). Werde daran arbeiten. Wenn Sie eine bestimmte Komponente im Sinn haben, lassen Sie es mich bitte wissen. Ich bin gerade auf der Suche nach einem.
@ user287001 also zum Auslösen einer Streak-Kamera, einer Kamera, die zeitaufgelöste Bilder machen kann. Es mag eine Pikosekunden-Zeitauflösung.
@DCMed Ich habe gelesen, dass 3D-Bilder erstellt werden können, indem so schnelle Fotoserien aufgenommen werden, dass jedes Foto nur ein Entfernungsauflösungselement enthält. Das Licht kommt von der Kamera. Rechts?
@τεκ Also gehen die 800 Volt in eine Hochgeschwindigkeitsdiode zu einer 10-Volt-Zenerdiode? etwa so: imgur.com/sSf0msp ?
@ user287001 Das Licht kommt von der Quelle, nicht von der Kamera. Das Licht trifft auf eine Goldfolie, die die Photonen in Elektronen umwandelt, dann steuern sie die Elektronen mit Hochspannungsplatten wie in den alten Fernsehern, dann treffen diese Elektronen auf einen Phosphorschirm und werden wieder in Photonen umgewandelt.
Sie sagten, kurz nach Ihrem Test brachen mehrere Beine des Operationsverstärkers ab. Für die Art von Frequenzen, mit denen Sie es für diese Kanten zu tun haben, benötigen Sie dies wahrscheinlich auf einer Leiterplatte mit vielen Bypass-Kondensatoren und einer guten Versorgung. Wenn Sie dieses Brot verbrettert oder Drähte auf ein Paket gelötet hätten, werden Sie auf keinen Fall saubere Kanten haben, und ich würde das Klingeln erwarten, das Sie gezeigt haben.
@DCMed - Da Operationsverstärker in ihrem linearen Bereich mit sehr nahe beieinander liegenden Eingängen arbeiten sollen, können sie große Eingangsunterschiede nicht sehr gut verarbeiten und können sich von einem solchen Zustand nur sehr langsam erholen. Komparatoren hingegen handhaben die Bedingung elegant. Das Problem besteht darin, dass nicht viele eine geerdete 50-Ohm-Last direkt ansteuern, sodass Sie einen Ausgangspuffer benötigen.
@DCMed so: i.stack.imgur.com/b7YgX.png (1 Ohm Widerstand wahrscheinlich unnötig)

Antworten (3)

Versuche dies

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

+1. Außerdem habe ich das Gefühl, dass die Kamera von einem normalen 5-V-TTL-Signal auslöst. Das sind 2,4 V.

Klingt so, als ob Sie eine "Kapazitätsbeschleunigung" benötigen.

Schauen Sie sich das Folgende an. Blau ist der Quellimpuls / 100 (passt also auf die Skala.) Rot ist das, was ein Widerstand + Zener ausgeben würde. Grün ist das, was ausgegeben wird, wenn eine "Kapazitätsbeschleunigung" verwendet wird.

LTspice-Simulation einer Kondensator-Beschleunigungsschaltung.

Beachten Sie, dass der 1N755 nur ein 500-mW-Gerät ist und der Spitzenimpuls von C1 in ihn 650 mW erreicht. Für "ein paar" Fotos eigentlich kein Problem, aber so konnte man es nicht dauerhaft laufen lassen. Beachten Sie auch, dass die Beschleunigung einen Schwanz von fast -1 V erzeugt ... Vorsicht.

Sie haben offensichtlich einige teure Instrumente. Ich würde ihre Lebensdauer nicht durch experimentelle Zusatzschaltungen gefährden. Holen Sie sich ein industriell gefertigtes Gerät. Hochgeschwindigkeits-Impulsgeneratoren (nach ihnen suchen) sind als Module und als Laborgeräte erhältlich.

Wenn Sie eine bauen möchten, können Sie Step-Recovery-Dioden verwenden, um schnell ansteigende Spannungen zu erzeugen. Hier ist ein Prinzip:

https://www.overunityresearch.com/index.php?PHPSESSID=bgbfjuvodm8ekjgusgka0r4ed6&topic=1556.msg26264#msg26264

Die Idee besteht darin, das plötzliche Stoppen der Rückwärtsleitfähigkeit einer Step-Recovery-Diode zu verwenden, um den Strom in einer Induktivität zu unterbrechen und so einen Impuls zu erzeugen.

Hochspannung zu Niederspannung in PS/Nanosekunde (Zener/Opamp?)
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