Nukleares Instrumentierungsmodul

Erstens scheinen Sie zu versuchen, das zu duplizieren, was bereits im richtigen Format für NIM vorhanden ist. Konverter wie dieser bieten sowohl NIM-->TTL als auch TTL-->NIM mit der richtigen Verkabelung für die meisten Crate-Instrumente.

Wenn Sie es selbst tun möchten, könnten Sie für NIM--> TTL Folgendes in Betracht ziehen:

Der Versuch, 10-nS-Impulse umzuwandeln, ist eine ziemliche Herausforderung, und ich würde vorschlagen, dass Sie die Schnittstelle einfach als ein lineares analoges Problem behandeln. Sie haben einen 10-nS-Impuls (mit wahrscheinlich t(r)- und t(f)-Zeiten von etwa 2,5-3 nS) und müssen diesen einfach in TTL-Spannungspegel umwandeln (ich würde vorschlagen, dass die ersten TTL-Eingabegeräte, die Sie berühren, 74Sxx sind, obwohl Sie möglicherweise 74HCT verwenden können).
Ich gehe davon aus, dass Ihr Signal an einem an beiden Enden abgeschlossenen Kabel (50 Ohm) -800 mV beträgt.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Dies hat ein geschütztes Frontend, aber dazu müssen Sie ziemlich spezielle Dioden verwenden, die LL101A haben 1 nS Erholungszeiten und weniger als 2 pF Kapazität.
Der OPA355 hat eine Anstiegsrate von etwa 300 V/uS und kann gut über die Versorgungsschienen von 3,3 V bis -1400 mV arbeiten, um zu vermeiden, dass das eingehende Signal überhaupt ausgeglichen werden muss.
Der OP355 hat auch ausreichend Treiberstrom, um 50 Ohm für eine TTL--> NIM-Konvertierung zu treiben, was Sie auf sehr ähnliche Weise tun könnten.

Warum die speziellen Dioden Um den Eingang zu schützen, müssen Sie einen Serienwiderstand hinzufügen. Dies wirkt sich nicht auf den 50-Ohm-Abschluss aus, bildet jedoch zusammen mit einer Eingangskapazität für den Verstärker (ob Operationsverstärker oder Transistor) einen Tiefpassfilter für das Eingangssignal. Die gewählten Dioden haben etwa 1,5 pF bei Null Volt, und der Verstärker hat etwa 1,5 pF. Dies ergibt einen Tiefpassfilter mit einer maximalen Anstiegs-/Abfallzeit von < 4 nS. Dies könnte durch Reduzierung des 560-Ohm-Vorwiderstands reduziert werden. Eine Verringerung auf 100 Ohm ergibt beispielsweise eine Anstiegszeit von < 1 ns. Sie können die Anstiegszeit mit einem Online-Rechner wie diesem berechnen , der auch Gruppenverzögerung und Phase anzeigt.

Warum der Verstärker mit hoher Anstiegsgeschwindigkeit Den eingehenden Impuls in TTL umzuwandeln und ungefähr dieselbe Impulsbreite, tr und tf beizubehalten, ist schwierig. Für das TTL-Signal benötigen Sie eine schnelle Anstiegszeit zwischen V (inputLo) und V (inputHi) für das von Ihnen angesteuerte Gerät. Je höher die Anstiegsgeschwindigkeit, desto besser können Sie dem Eingangssignal folgen. Wenn die Anstiegszeit des Eingangssignals beispielsweise 3 ns beträgt, müssen Sie zum Erreichen des gleichen Übergangs (10 % - 90 %) für einen 74S04 von 0,8 V (V(Lo)) auf 2 V (V(Hi) oder 1,2 V übergehen. 1,2 V in 3 nS sind etwa 1200 V/uS. Dieser Verstärker erreicht nur etwa 300 V/uS, was für NIM-Zählanwendungen in Ordnung sein kann, aber sicherlich ein Problem darstellen würde, wenn Sie die Signalphasenbeziehungen im 100-MHz-Bereich betrachten würden .

Ich würde für diese Anwendung einen LVDS-Empfänger vorschlagen.

Beenden und spannen Sie die Eingangsspannung so vor, dass sie immer positiv ist und 50 "sieht".$\Omega$(2 Widerstände) und den anderen Eingang in der Mitte zwischen Ein / Aus (2 weitere Widerstände) vorspannen. Fügen Sie einen 35-Cent-Chip hinzu und Sie sind fertig.

Herkömmliche Chips können 400 MBaud verarbeiten und haben eine Ausbreitungsverzögerung von einigen Nanosekunden, sodass sie in Ordnung sein sollten, um einen 10-ns-Impuls zu erkennen.

Drei Designs: 1) Common_Base ist die zu verwendende Topologie. Holen Sie sich einen 2N3904 (NPN) oder etwas schnelleres. Erden Sie die Basis. Setzen Sie 50_Ohm vom Emitter zum NIM-Signal. Setzen Sie 1 kOhm vom Kollektor auf +5 V. Collector ist Ihre Ausgabe.

Die Ausgabe TAU wird die 1Kohm * Sum_of_capacitance auf dem Kollektor sein, einschließlich Cob des 2N3904. Für mehr Geschwindigkeit reduzieren Sie die 50 Ohm und reduzieren Sie die 1 kOhm.

2) Verwenden Sie einen Hochgeschwindigkeits-TTL- oder CMOS-Inverter oder Schmidt. Verwenden Sie 2 Widerstände, um von -0,8/0 auf +0,8/+1,4 Volt zu nivellieren, mit einer Beschleunigungskappe über dem unteren Widerstand. Die "zwei Widerstände" könnten nur ein Cermet-Topf sein, Wert 10 kOhm??

3) Verwenden Sie den Komparator AM685 (AMD hat ihn verkauft). Bewältigt problemlos 100-MHz-Sünden.