Conducir un diodo LED / láser con una señal de RF de hasta 20 MHz

Question

Estoy tratando de diseñar un circuito que me permitirá conducir un LED o un Diodo láser con una señal de RF de hasta ~20 MHz o menos. Desde la óptica del dispositivo deberá ser sesgada con una corriente de DC, un sesgo-t es una elección natural. Yo estaba planeando sobre el uso de un GALI-84+ amplificador de Minicircuits para amplificar mi señal de RF y, a continuación, pasar a un sesgo-T del circuito, sin embargo, cuando yo estaba buscando en el esquema de la eval junta de GALI-84+, me di cuenta de que la salida del amplificador es sesgada uso de un inductor y un suministro de CC, antes de que se CA, junto con un condensador a la salida.

Me contacto Minicircuits preguntando si podría quitar el capacitor de acoplamiento y utilizar este circuito para ambos sesgo del diodo y amplificar mi señal a la vez, sino que dijo:

GALI-84+ es un amplificador de RF diseñado para la unidad de 50 Ohmios de carga. Para la unidad de un LED, usted tendrá que configurar el amplificador de forma convencional, detectar la salida de RF de la señal el uso de un simple detector de diodo y encender un transistor con el LED en la coleccionista.

Se describe el detector de diodo como "una serie de pequeña señal Shottky diodo de alimentación de un 1K resistencia a tierra" y, a continuación, conectar el Shottky a la base de un transistor.

Por lo tanto, ahora estoy confundido:

1) ¿por Qué usar un detector de diodo? 2) Se me daño algo si puedo usar el GALI a la unidad de un no-50ohm cable de carga directamente?

Actualización ¿hay alguna razón que no puedo usar esta configuración para la unidad de mi LED? Desde el amplificador que parece ser un par Darlington, ¿no ser apropiado para la conducción de una corriente variable? La no-handdrawn parte es la de Gali-84+ esquemático de la hoja de datos.

Actualización de Un par de detalles en los detalles. Tengo que bucear un láser de diodo, con hasta 200 mA de corriente. El láser se enciende en unos 4v, con 40 mA de corriente, y estará manejando alrededor de 200 mA por 5.5 v. necesito sesgo el láser (por encima de la corte de tensión) y a la unidad con una señal de CA. Así, el sesgo a 4,75 v y conducir con un +/- 100 mA de corriente, o +/- 0,5 v. El diodo se extrae de BlueRay DVD, y como tal, no tengo detallada detalles sobre su comportamiento.

Gracias.

Answer 1

No estoy siguiendo lo que exactamente esta Minicircuits cosa es, pero suena como que el pensamiento que quiere encender un LED cuando RF está presente, por lo tanto el detector. Parece que usted realmente desea conducir el LED con 20 MHz.

A esa velocidad, es una buena idea activamente para que se apague el LED, no sólo en. No he probado este, pero este doble seguidor de emisor podría hacer lo que usted necesita:

Cuando la salida digital está a 5V, no debe estar alrededor de 4.3 V en el emisor de Q1, que debería ser suficiente para encender el LED través de R1. Si D1 necesidades acerca de 2V, por ejemplo, entonces R1 de 47Ω permite 50mA a través de los LED. Por supuesto, usted necesita para ajustar esto para su particular LED. Tenga en cuenta que usted puede conducir por el doble de su calificación promedio actual, ya que vas a estar haciendo durante la mitad del tiempo.

Cuando la salida digital pasa a nivel bajo, el emisor de Q2 se vaya a acerca de 700mV. Eso es mucho menos de lo que se necesita para encender el LED, y activamente a quitar un poco de carga para apagar el LED más rápido. Un ordinario CMOS de 5V puerta de la lógica debe ser capaz de conducir en este circuito. No sé por qué usted cree que necesita algún tipo de amplificador de allí.

Añadió:

El circuito se muestran trabajará para impulsar el LED, ya que puede conducir a 0 a algunos máximo de corriente a través del LED como una función de la señal de control. Sin embargo, la gran pregunta es qué tan bien funcionará de 20 MHz. En que frecuencia usted tiene que pensar acerca de los semiconductores de forma activa el apagado, no sólo en. Usted no tiene nada activamente para que se apague el LED (que es lo que Q2 es que en mi circuito). Usted tiene resistencias a tierra en ambos transistor de bases, pero usted tiene que pensar acerca de los valores cuidadosamente para asegurarse de que los transistores de desactivar lo suficientemente rápido.

Usted no ha dicho lo que la máxima corriente de LED tiene que ser, así que no puedo decirle si usted realmente necesita el aumento de dos transistores para hacer un controlado sumidero de corriente. A menos que la corriente es muy alta (100 mA o más), la ganancia de un solo transistor es probablemente suficiente y será más fácil a la unidad de un solo transistor de manera efectiva a 20 MHz.

Añadido 2:

Ahora digamos que usted desea ejecutar el diodo en el modo lineal con un sesgo de 125mA y un nivel de señal de +-75mA de que. Aquí es algo que podría funcionar. Digo "podría" porque hay demasiadas incógnitas, especialmente en los 20 MHz. Usted tendrá que probar y ajustar de acuerdo a lo que te vas a encontrar:

Q1 actúa como un voltaje de corriente controlada fregadero. R2 ajustado para obtener el derecho de la corriente de polarización con ninguna señal de RF. Con 5Vpp AC añadido a los 5V sesgo en la base de Q1, la corriente debe variar más el rango que desea.

C2 es sólo un poco mejor la velocidad. Me tomó un áspero puñalada en un valor plausible, pero usted tendrá que experimentar para ver lo que funciona mejor en su configuración. Esto dependerá de lo lenta que el transistor que realmente es. Tenga en cuenta que desde este se está ejecutando el LED en el modo lineal, no hay nada de forma activa la eliminación de los cargos de la unión en la bajada de la corriente. Real de salida de la luz será, por tanto, probablemente el lag de la disminución de la corriente un poco. Cuánto depende de cosas que no sabemos en este momento. C2 hará que los cables de corriente de la tensión de entrada un poco en un intento de compensar la lentitud del diodo y el transistor.

Answer 2

He aquí un rápido circuito que se me ocurrió en LTSpice que debería impulsar un LED o un diodo láser 20 MHz, asumiendo que el dispositivo es capaz de:

Aquí está la corriente en el LED de 20 MHz, de 1 volt p2p de entrada:

Yo no he probado este circuito en la vida real - no me eches la culpa si sopla! El tipo de componentes que realmente no debería crítica a excepción de mantener la disipación de energía en la mente; el 2N2222s en el par diferencial (Q1 y Q2) son bastante rápida para una onda sinusoidal de 20 MHz, pero se ejecutará cerca de los límites con respecto a la disipación de potencia y probablemente debería estar conectado a un pequeño disipador de calor. P6 se disipará acerca de un watt y debe de ser algún tipo de pequeño transistor de potencia en un A-220 paquete para controlar la disipación. Me imagino que la configuración de los circuitos se deben hacer con cuidado para obtener los mejores resultados.

El 2 opamp secciones son un sesgo de servo, y puede ser cualquier doble de una sola alimentación del amplificador operacional, como un LM358. Esta es una especie de truco rápido, probablemente no está optimizado, y no tiene buenas características; la corriente de salida será distorsionada debido a que no hay feedback global del diodo, no hay circuitos de protección para el diodo, etc.

El diseño de un modulador que incluye todas las campanas y silbatos, y también trabaja en 20 MHz más probable es que sea una tarea no trivial!

Answer 3

Por favor, echa un vistazo a mi pregunta BJT push-pull modificación sobre cómo conducir BJT rápido. Usted darlington pair sería muy lento, que se apague sería de hasta 100 ns-300ns.

El segundo punto es que no se debe apagar el LED completamente, ya que podría ralentizar el siguiente turno. Usted necesita siempre de alimentación muy pequeña corriente de los LEDS, como 0.1-1mA, por lo que es resplandor muy ligeramente.

Si usted consigue mejor push-pull circuito de mi pregunta, y alimentar la señal a los condujo a través de un rápido (diodo 1N4148 debe hacer el trabajo con él es de 2 4ns veces) y limitación de la corriente de la resistencia, la única cosa que usted necesita para agregar es de alto valor (algunos 10k-100k) resistencia de la VCC y, a continuación, un diodo para el LED. La idea es que cuando el led está apagado por BJT es si conseguirá pequeña corriente de VCC a través de alto valor de la resistencia.

Answer 4

El principal problema que veo es que con lo que usted propone el LED sesgo será igual al amplificador de RF sesgo. Si el ideal de sesgo para el amplificador es diferente del ideal de polarización para el LED, vas a tener que hacer un compromiso, o experimento para averiguar lo que funciona mejor.

Además, el amplificador está diseñado para proporcionar a los especificados ganancia cuando se tiene un 50 Ohm RF de la carga, pero tiene todo lo que es el especificado de carga de CC prestación de sesgo. Usted no será operativo con el diseño de RF de carga, por lo que las ganancias obtenidas no serán lo que la hoja de datos dice. Si la limitación de corriente de resistencia es mayor de 50 Ohmios usted probablemente va a obtener más ganancia que esperaba, y menos ancho de banda.

No obstante, se trata de una alta ganancia del amplificador diseñado para 6 GHz y usted lo está utilizando en 20 MHz...hay una buena posibilidad de que funcione adecuadamente.

Editar

Usted menciona que están preocupados por el daño de su láser, que tiene una oferta limitada. Nada en este circuito es probable que el daño de su láser. Las cosas que son propensas a dañar su láser son

• Sobretensión, incluyendo la fuente de alimentación y fallos de encendido transitorios
• Sobre-corriente
• ESD
• Sobre-temperatura

Cómo lidiar con estos sería una cuestión separada.

En un lugar dices que quieres el sesgo de la LED/láser a 100 mA, en otro dices 125 mA, y en otro que dices de 200 mA. Desde el amplificador tiene un abs max corriente de polarización de 160 mA, usted no será capaz de hacer 200 mA con este esquema. Si quieres 100 mA, que están en muy buena forma, que es exactamente la recomendada corriente de polarización para el amplificador. Si desea 125 mA probablemente está bien, pero no está operativo el amplificador en el que se recomienda en condiciones de funcionamiento, por lo que el rendimiento o la fiabilidad de sufrir, y se desea prestar especial atención a calor hundimiento del amplificador.