Wie werden Hochgeschwindigkeitsschaltungen getestet, wenn keine Testausrüstung vorhanden ist?

Bedenken Sie aus einiger Perspektive, dass optische Signale immer noch zu hochfrequent sind, als dass das momentane elektrische Feld abgetastet und gemessen werden könnte, aber es gibt immer noch viele verschiedene Arten von Messungen, die wir an einem optischen Signal durchführen können.

• Mit einem Leistungssensor (einer Fotodiode oder sogar einem LDR) können wir die Leistung des Signals messen.

• Mit einem Prisma oder Beugungsgitter können wir ein Spektrometer bauen und eine ungefähre Vorstellung vom Spektrum und/oder der Impulsbreite des Signals bekommen.

• Mit einem Interferometer können wir das optische Signal mit einer verzögerten Version von sich selbst mischen und die Kohärenzzeit (Bandbreite) des Signals mit vielleicht Gigahertz-Auflösung messen.

• Mit einem abstimmbaren lokalen Oszillator (Laser) können wir das Signal sogar heruntermischen und sein Spektrum mit einem HF-Spektrumanalysator messen, wodurch eine Auflösung von 100 kHz erreicht wird.

Alle diese Messungen haben Analoga im Mikrowellenbereich und wurden oder konnten von Mikrowelleningenieuren vor dem Aufkommen von Multi-Gigahertz-Oszilloskopen verwendet werden.

Vor langer Zeit vertrauten sie auf die Geschwindigkeit von Gunn-Dioden zum Abtasten der Eingangssignalwellenform mit einer Steuerimpulsdauer, so dass die Differenzfrequenz auf einem Oszilloskop mit langsamer Zeitbasis angezeigt werden konnte. Wenn die Abtastdauer kurz genug war, um nur den Punkt auf einer wiederkehrenden Wellenform zu erfassen, wurde die Wellenform beibehalten.

Gunn-Dioden waren nützlich, da sie einen geringen negativen Widerstand hatten, sodass sie nach dem Auslösen beschleunigen und das Ergebnis halten würden, sobald die Vorspannung erschöpft war.

Der Schlüssel zum Empfang einer Frequenz, die höher ist als beobachtet oder erkannt werden kann, ist die Verwendung einer bildgebenden Abwärtswandlung auf eine nützliche ZF-Frequenz oder direkt auf das Basisband, abhängig von der Umwandlungseffizienz, dem Leistungspegel und dem SNR.

Methoden wie Interferometrie, Diodendetektoren, gepulste Abtaster, bei denen die Harmonische der Abtastrate im interessierenden Band eine ausreichende harmonische Energie aufweist.

Nichtlineare Mischer wie z. "Hochtemperatur"-Step-Edge-Josephson-Übergang, Varicaps, GaAs-Dioden und Heterobarriere-Varaktoren (HBV) oder optische Pumpen mit extrem schnellen Anstiegszeiten von kleinen Inertgas-Lichtbogenspalten.

Diese Oszilloskope mit Alias-Abwärtskonvertierung wurden als Sampling-Oszilloskope bezeichnet. (aber nur nützlich für sich wiederholende Wellen)

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„Schnell genug“-Oszilloskope sind ein Trick, um zeitlich veränderliche Signale anzuzeigen, aber sie sind nicht der einzige Trick. Ein 1-GHz-Oszillator erwärmt beispielsweise einen Widerstand. Es wird auch mit einer Hohlraumlänge von etwa 120 mm mitschwingen (was durch Erfassen der Erwärmung von Widerständen bestimmt werden kann). Die Kombination wird als "Wellenmeter" bezeichnet.

Ein grober Wellenmesser ist ein Stück Draht, das in einem Mikrowellenherd auf einen Pappteller gelegt wird. Die (etwa zwei Zoll) rechte Drahtlänge wird viel heißer und versengt die Platte zu einer dunkleren Farbe als andere Drahtlängen.

Sie können die Frequenz von Licht ohne einen „Frequenzzähler“ mithilfe eines Beugungsgitters bestimmen (eine leere CD-ROM hat eine Spielzeit von 1 Stunde bei 1 Umdrehung pro Sekunde, sodass Sie das Band mit einem Lineal messen und zur Beugung verwenden können ein Laserstrahl...) und misst die Wellenlänge, also (bei Kenntnis der Lichtgeschwindigkeit) die Frequenz.

Wenn Sie eine Nicht-Sinuswelle haben, werden die verschiedenen Harmonischen ALLE angezeigt, und mit ein wenig Sorgfalt bei der Messung kann man Rechteck- und Dreieckwellen identifizieren.

Die meisten Leute würden diesen CD-Rohling nicht als „Messinstrument“ bezeichnen, aber es erfüllt seinen Zweck. Es ist einfach nicht bequem und vorkalibriert. Der Pappteller ist es auch nicht in der Mikrowelle (und wenn Sie Wert auf den Geschmack Ihres Essens legen, müssen Sie rauchige Nebenprodukte entfernen).

Es gibt viele Möglichkeiten, Terrahertz-Geräte zu analysieren, solange man nicht zu sehr an den genauen Zeitbereichsinformationen interessiert ist. Sie können immer einen Mixer/Downconver verwenden und eine Digitalisierung und Analyse im Frequenzbereich durchführen.

Eine Firma namens Virginia Diode stellt solche Mischer her.