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eigenbau:photodiode:photodiodenverstaerker_mmic_charakterisierung:start [2018/06/13 13:15] – [Testen mit einem Oszilloskop] jmolkenthineigenbau:photodiode:photodiodenverstaerker_mmic_charakterisierung:start [2018/06/29 11:10] (current) – [Messungen mit dem Spektrumanalysator] jmolkenthin
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 ====== HiWi-Projekt: Charakterisierung ====== ====== HiWi-Projekt: Charakterisierung ======
  
-Nina 2+Stand Juni 2018\\ Zuletzt wurde dieses Projekt von mir, Nina II, bearbeitet, wird aber demnächst an einen anderen HiWi übergeben. Wende dich bei Fragen an Jonas Matthias.
  
 Im Rahmen dieses Projekts sollen die Photodiodenverstärker aus der Elektronikwerkstatt Im Rahmen dieses Projekts sollen die Photodiodenverstärker aus der Elektronikwerkstatt
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 Bezügich QG-1 stellt sich die Frage, ob die Spektroskopie durch eine rauschärmere PD- Bezügich QG-1 stellt sich die Frage, ob die Spektroskopie durch eine rauschärmere PD-
-Schatung noch verbessert werden kann. Die Beat-Elektronik soll durch einen Verstärker+Schaltung noch verbessert werden kann. Die Beat-Elektronik soll durch einen Verstärker
 (MMIC 2.0) mit fasergekoppelter Diode ersetzt werden. (MMIC 2.0) mit fasergekoppelter Diode ersetzt werden.
  
Line 34: Line 34:
 im Ofen löten, die Rückseite musste dann per Hand gemacht werden (es war eine Katastrophe!).  im Ofen löten, die Rückseite musste dann per Hand gemacht werden (es war eine Katastrophe!). 
  
-! Tipp: Wenn du Lötanfänger bist oder zumindest noch nie vorher SMD-Teile gelötet hast, +:!: Tipp: Wenn du Lötanfänger bist oder zumindest noch nie vorher SMD-Teile gelötet hast, 
-macht beide Seiten im Ofen und denk dir eine entsprechende Konstuktion aus, damit die +mach beide Seiten im Ofen und denk dir eine entsprechende Konstruktion aus, damit die 
 Unterseite der Platine das Gitter nicht berührt! Das spart vermutlich viel Zeit und vermeidet Unterseite der Platine das Gitter nicht berührt! Das spart vermutlich viel Zeit und vermeidet
 kalte Lötstellen.  kalte Lötstellen. 
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 Wenn alle Werte gut aussehen, tausch die Messpitze gegen ein SMA-Kabel aus und schließ den DC-Ausgang an. Schraub den SMA-Stecker mit der Photodiode an D3. Verkleinert sich die Spannung, wenn du die Diode andunkelst? Du kannst auch am Poti drehen und die Verstärkung am Schalter S1 variieren. Es funktioniert? Super! Wenn alle Werte gut aussehen, tausch die Messpitze gegen ein SMA-Kabel aus und schließ den DC-Ausgang an. Schraub den SMA-Stecker mit der Photodiode an D3. Verkleinert sich die Spannung, wenn du die Diode andunkelst? Du kannst auch am Poti drehen und die Verstärkung am Schalter S1 variieren. Es funktioniert? Super!
  
-=== Testen mit Funktionsgenerator ===+==== Messungen ==== 
 + 
 +=== Messungen mit dem Funktionsgenerator ===
  
 Für Tests mit dem Funktionsgenrator/Synthesizer muss R2 zuerst ausgelötet werden. Das Kabel vom Generator schließt man Für Tests mit dem Funktionsgenrator/Synthesizer muss R2 zuerst ausgelötet werden. Das Kabel vom Generator schließt man
 an CONN3 an, den AC-Augang an das Oszi. Ist das Signal nicht am Ausgang zu sehen, wird wieder mit der Messspitze an CONN3 an, den AC-Augang an das Oszi. Ist das Signal nicht am Ausgang zu sehen, wird wieder mit der Messspitze
 geguckt, wo es Probleme gibt.  geguckt, wo es Probleme gibt. 
-Wenn kein "schöner" Sinus zu sehen ist, kann es sein, dass das Signal übersteuert wurde- dann muss die Amplitude+Wenn kein "schöner" Sinus zu sehen ist, kann es sein, dass das Signal übersteuert wurde- dann muss die AmplitudeNina 2
 am Generator kleiner eingestellt werden.  am Generator kleiner eingestellt werden. 
  
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-||   || Frequ. (Synth)|| Amp. (Synth) || Vpp (Synth) || Vpp(AC-Out) || Verstärkung ||  +|             || Frequ. (Synth)     || Amp. (Synth)     || Vpp (Synth)     || Vpp(AC-Out)     || Verstärkung     || 
-|| Board 1 || 10MHz || 2mV || 10,2mV || 9,2V || 58,6dB || +| Board 1     || 10MHz              || 2mV              || 10,2mV          || 9,2V            || 58,6dB          || 
-|| Board 1 ||   ||   ||   ||   ||  ||   +| Board 1     || 15MHz              || 2mV              || 8mV             || 11,1V           || 63dB            || 
-|| Board 2 ||   ||   ||   ||   ||  ||   +| Board 2     || 10MHz              || 2mV              || 10,8mV           || 2,3V            || 47dB            || 
-|| Board 2 ||   ||   ||   ||   ||  ||    +| Board 3     || 10MHz              || 2mV              || 10,8mV          || 208mV           || 26dB            || 
-|| Board 3 ||   ||   ||   ||   ||  ||    +| Board 3     || 111MHz             || 2mV              || 3,4mV           || 40mV            || 21,4dB          || 
-|| Board 3 ||   ||   ||   ||   ||  ||   +
  
  
 +=== Messungen mit dem Spektrumanalysator ===
  
 +Mit einem Spektrumanalysator (RIGOL DSA815) habe ich mir zuerst das Rauschen der Platinen (ohne Eingangssignal) und danach die Verstärkung angesehen. Ich habe Werte von 0 Hz bis 1 GHz aufgenommen und mit qtiplot dargestellt.
  
 +Die gemessenen Werte für die Verstärkung habe ich mit denen aus den Datenblättern der MMICs verglichen. Abweichungen könnten durch die Schaltung entstanden sein. 
  
 +||  || Frequenz || gem. Verstärkung in dB || angegebene Verstärkung MMIC in dB || Soll-Wert in dB|| 
 +|| Board 1 || 10Mhz || 52,7 || 32,5 || 2*32,5=65 ||
 +|| Board 1 || 100MHz || 48,7 || 32 || 2*32=64 ||
 +|| Board 1 || 1GHz || 15 || 22,5 || 2*22,5= 45 ||
 +|| Board 2 || 10MHz || 35,1 || ? || ? ||
 +|| Board 2 || 100MHz || 31,4 || 32 || 2*32=64 ||
 +|| Board 2 || 1GHz || 6,7 || 22 || 2*22=44 ||
 +|| Board 3 || 10MHz || 19,2 || ? || ? ||
 +|| Board 3 || 100MHz || 16,7 || 32 || 32 ||
 +|| Board 3 || 1GHz || 7 || 22 || 22 ||
  
 +Der zweite MMIC auf Board 2 scheint nicht gänzlich zu funktionieren.
  
 +{{:eigenbau:photodiode:photodiodenverstaerker_mmic_charakterisierung:graphb1.jpg?400|Board 1}}
 +{{:eigenbau:photodiode:photodiodenverstaerker_mmic_charakterisierung:graphb2.jpg?400|Board 2}}
 +{{:eigenbau:photodiode:photodiodenverstaerker_mmic_charakterisierung:graphb3.jpg?400|Board 3}}