Mesure d'impédance RF

[invitea42aaac7]

Bonjour à toutes et à tous,

Je cherche à moduler le courant dans une diode laser à 3GHz. J'ai un montage de test tout bête comportant un générateur RF 3GHz 50 Ohms relié à la diode par l'intermédiaire de câbles coaxiaux SMA 50 Ohms eux-aussi. Bien évidemment, l'impédance de la diode est complètement désadaptée et deux techniques s'offrent pour envoyer assez de puissance : soit rajouter un ampli RF, couteux et pas très smart, soit donc adapter l'impédance (par stub ?)
J'ai un puissance-mètre RF et un coupleur directionnel qui me permettent de connaître le ROS mais juste en module, et c'est bien ça le problème...
Donc sur l'abaque de Smith j'ai un zoli cercle mais aucune idée sur la phase...
Donc voilà, je suis prenneur si quelqu'un a une idée sur une technique de mesure d'impédance à haute fréquence.

Matt
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[invite43918a89]

Salut
peut tu faire un petit schema da montage de la diode s'il te plais
il y a paut être moyen d'adapter en passif (perte) resistance en Pi

[invitea3c675f3]

Bonjour Makeko, Codi19 et les autres
La diode laser doit d’abord être polarisée, ça se fait habituellement avec un générateur de courant contrôlé par l’émission arrière de la diode; Électriquement, la diode a une impédance de quelques ohms (après tout c’est une diode en direct) et pas très reproductible. Pour une expérience, le plus simple doit être de connecter le générateur à la diode polarisée au travers d’une capacité et d’une résistance (moins de 50 Ohms) que tu affutes pour adapter. La valeur obtenue te donnera une bonne idée de l’impédance de la diode laser.

[invitea42aaac7]

Rebonjour,

Alors voilà un (rapide) schéma du montage avec diode polarisée+RF (en haut) et le montage utilisé juste pour tester l'adaptation dans la diode (en bas).

Pour info, tous les éléments encadrés sont connectés en SMA. Pour connecter la diode, j'ai dénudé le 'coax 2' et soudé directement le support de la diode à l'âme et à la gaine tressée du coax. La 27 Ohms sert de mesure du courant DC par l'intermédiaire de la tension à ses bornes. Ceci pour connaître la longueur d'onde d'émission de la diode. Bien sûr la mesure de courant ne se fera pas lorsque la modulation RF est appliquée pour ne pas perturber le circuit.
J'ai pensé qu'il était inutile de polariser la diode pour tester la RF (d'où le schéma du bas). Je préfère tester la RF et le DC séparément si possible. Mais c'est très bête en effet vu que j'avais oublié que la diode non polarisée se comporte comme un circuit ouvert...
Codi19, tu peux détailler ton idée de résistances en Pi s'il te plait?
Louloute/Qc, j'aime bien ton idée, cependant, que faire si jamais la partie réactive de l'impédance est déjà négative, auquel cas elle ne peut pas être compensée par une capa en série. Et les selfs c'est pas facile à trouver!
Un autre truc, j'ai peur que la valeur des résistances et capas discretes soit faussée à 3 GHz. D'autre part (j'avais oublié de le préciser), 3 GHz c'est juste pour tester parce que j'ai ça sous la main comme géné RF mais l'application finale se fera avec 6.8 GHz! A cette fréquence j'ai peur que tout élément discret ne soit plus fiable du tout. C'était pourquoi je me demandais si on pouvais connaître l'impédance juste avec des mesures 'non perturbatrices' comme la mesure du ROS et d'adapter par stub histoire de ne pas perdre trop de puissance.
Mon idée primaire était de faire différentes mesures de ROS avec différents stubs 'pris au hasard' mais donc on connait les caractéristiques et ensuite de recouper tout ça pour trouver l'impédance inconnue. Malheureusement, les calculs sont un peu lourds à la main où alors je m'y prend mal. Et j'ai aucune certitude que ça donnera quelque chose au final.

Matt

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite43918a89]

Salut

Je t'envoie le schéma d'un montage d'adaptation.
C'est ce type de montage qu'on utilise chez nous pour adapter
différente adapte entre elle.il faut que les 2 adaptation voie
le montage comme adapté pour elle.

j'avait fait un abac pour le taff mais je sais plus ou il est, je me replongerait pour le calculer.

[invite43918a89]

ok j'avais pas vue le schéma

dans tout les cas tu vas attaquer l'arrière de la diode avec ton signal 3Ghz
et tu ne poura pas échaper à un découplage self pour l'alim et capa pour l'injection du signal.
Pour des problème de perte et de rayonement je croie que tu ne poura pas faire autrement que de passer par de cms. Question capa
une ATC ou ceramic devrait faire l'affaire mais je préfère de loin les ATC.
Les self à air obligatoir et pour empécher le 3Ghz de passer un solénoïde une dixène de spire suffisent qqs µH et c'est bon.
En cablant des R cms face carbone coté cuivre il n'y a pas de soucci.

Je pensse que le souci principal c'est le couplage entre ta diode et le géné .
le montage que je temontre au dessus fonctionne très bien en hyper,
en serie avec une ATC il vas faloir connaitre l'adapte à 3Ghz et 6Ghz de la diode.
Je ne connait pas trop la techno des diode laser mais il doit y avoir un gabarie d'excurtion maximum ce qui peut indiquer la puissance qu'on peut y envoyer.
Est ce que tu à un annalyseur réseau à dispo pour ajuster le montage
un premier montage avec polarisation moyène de le diode un découplage capa serie 100-33pf pour le port 1 de l'analyseur, self pour l'alim de polar, et tu devrais.
Pouvoir connaitre l'adaptation d'entré de la diode pour 3Ghz , 6Ghz
(met l'analyseur avec un Pout minimum / -40 dbm max).
relève aussi si tu à un déphasage pour conaitre le Z(dlaser) fait un graph nyquist en 2.9 et 3.1 ghz le module et le j en 1.
Comme ça se sera plus facil pour calculer le circuit d'adapte et taper au plus juste dès le départ.

[invitedfc52f0a]

Bonjour makeko & all,
Toutes les impédances sont à 50 Ohms y compris les impédances caractéristiques des câbles coaxiaux, il y a juste l'impédance de la diodes qui est inconnue mais dans le data sheet il doit y avoir une info concernant sa résistance dynamique. Si tu la trouve, c'est gagné, il te suffit de faire un quart d'onde d'adaptation entre la diode est la self de polarisation en suppriment le coax2..
A cette fréquence il faut utiliser la technoligie stripline, il y a plein de soft gratuit sur Internenette. Si la diode n'est pas polarisée, tu ne pourra pas faire l'adaptation car elle sera en régime non lineaire et l'impédance ne sera pas bien définie.
Soigne bien le découplage de la tension de polarisation.
Bonne manip.

[invitea42aaac7]

Rebonjour,

Merci beaucoup pour vos suggestions. Si j'ai bien compris, et comme j'en avais peur, une adaptation correcte passe nécessairement par un montage avec des lignes microruban? F4DXU, pourrais-tu m'indiquer où trouver des infos sur comment créer des striplines? Je ne suis pas du tout au point sur le sujet.
Ensuite, le problème c'est que je suis dans un labo de physique qui n'a pas l'habitude de faire de la RF et qu'on a pas énormément d'équipement électronique, surtout pour ce qui concerne les hautes fréquences donc... On va peut-être trouver un analyseur de réseau à quelques Gigahertz qui serait bien utile, mais je suis pas sûr du tout qu'il y ait ce qu'il faut pour faire des guides d'onde.
Dans la datasheet de la diode, aucune info concernant l'impédance dynamique, d'ailleurs aucune info dynamique, c'est une diode 780nm utilisée à la base pour la gravure sur CD-R donc la datasheet ne donne que des infos DC.
Codi19, j'ai pas très bien compris les deux dernières lignes de ton message, tu pourrais m'expliquer un peu stp?

Matt

[invitedfc52f0a]

Re,
Pour l'impédance de la diode ya un moyen de s'en sortir.
Il faut créer le montage prévu mais sant adaptation d'impédance (à travers la 27 ohms), injecter le signal modulant pour en extraire par mesure, le di et le du.
, il est possible que cette impédance ait une légère composante réactive, voir avec la phase.
Pour le calcul de la stripline ou stripline ou stripline ou là stripeline.
Bonne manip.

[invitea3c675f3]

Ayant pas mal travaillé dans la RF, j’en suis venu à la conclusion que la recherche d’adaptation est un peu de la m……….. intellectuelle. S’il s’agit de protéger le générateur, t’inquiète pas, il en verra d’autres; s’il s’agit de transférer la puissance le plus efficacement possible, avec un laser, on doit pouvoir tolérer un peu de perte.

Je ne suis pas non plus du tout certain du tout que tes mesures à 3G puissent être extrapolées à 6GHz et qu’elles soient jamais reproductibles.

Il y a près d’ici une compagnie que ‘adapte’ des antennes Am/Fm de voitures pour une radio UHF avec des stubs. Il est vrai que la connexion vers le UHF lit un taux d’ondes stationnaire magnifiquement bas… comme il est vrai que l’antenne y a perdu toute son efficacité.

Pour ce qui est les bobines in trouvables, à ces fréquences, les inductances sont des bouts de fils qu’on tord plus ou moins pour faire le fine tuning (très pratique d’ailleurs).

[invite43918a89]

c'est Nyquist que tu me demmandai
je peut de donner des info dessus mais je ne voudrait pas trop t embroullier et diverger du sujet c'est juste un truc pratic sur analyseur réseau mais sans plus.Si tu à un analyseur utilise le comme tu sais je préfère que tu soit sur de ce que tu faire.

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C'est pas obligé mais on peut faire à l'analyseur réseau une digram de nyquist
C'est bien pratique pour une bande de fréquence donné.
Regarde ce graphe tu comprendra surement.

Supose que ton analyseur réseau analyse de 2,9 Ghz à 3.1 ghz
Ce qui nous intérèsse c'est les valeur de Z reel et imaginaire.
et bien Nyquite est extra pour pour ça justement il ne donne pas la fréquence mais le module et l'angle ce sont des coordoné polaire de Z centrés sur 0.
On peut donc connaitre facilement La valeur de Zreel et celle de Zimaginaire

Port 1 vers port2 en h12
, 0.5 que tu est parfaitement adapté à ta source
Pem=Preception la puissance se partage entre la resistance de l'emeteur et celle du récepteur.

0.5*att on vas imagirer 1/3 pour la fonction de trasnferdonc donc 0.15
cela te dit que tu trasnmet la puissance maximum.


paramètre H11 (adaptation d'entré)
Nul cela signifie que tu n'as aucun retour d'onde

[invite43918a89]

Ayant pas mal travaillé dans la RF, j’en suis venu à la conclusion que la recherche d’adaptation est un peu de la m……….. intellectuelle. S’il s’agit de protéger le générateur, t’inquiète pas, il en verra d’autres; s’il s’agit de transférer la puissance le plus efficacement possible, avec un laser, on doit pouvoir tolérer un peu de perte.

Pour l'instant j'ai jamais grillé d'apareil, sans metre à font ça ne risque pratiquement rien (découplage quant même 100-33pif 50v en serie).

L'adapation c'est pas de la merde quand même c'est pour optimiser le système.un peut comme faire du 200L/100Km alors qu'il n'en faut que 5.
mais ça n'enpèche pas d'avancer c'est vrais.
Pour la hf on peut se permètre certain écart.Mais en hyper tu peut griller le transistor d'emission c'est plus fragile.
Les appareil sont quant même protégé on ne sort pas directement le signal.
Mais le montage final c'est pas un géné.

[invitea42aaac7]

Bonjour,

Merci pour vos réponses, désolé de pas répondre plus tôt mais le WE est, bref, le WE quoi!
Bon ça fait pas mal d'infos pour le moment, je vais tout reprendre à zéro et commencer par refaire un vrai montage polarisé en bonne et due forme. Je vais voir quel est le meilleur rapport 'quantité de puissance RF dans la diode'/'temps de développement+matos' parmi tout ça.
F4DXU, comment fais-tu pour les mesures de di et du à 3 GHz? Je n'ai qu'un puissancemètre à cette fréquence (et un analyzeur de spectre aussi)...

Matt

[invitedfc52f0a]

Bonjour,

Merci pour vos réponses, désolé de pas répondre plus tôt mais le WE est, bref, le WE quoi!
Bon ça fait pas mal d'infos pour le moment, je vais tout reprendre à zéro et commencer par refaire un vrai montage polarisé en bonne et due forme. Je vais voir quel est le meilleur rapport 'quantité de puissance RF dans la diode'/'temps de développement+matos' parmi tout ça.
F4DXU, comment fais-tu pour les mesures de di et du à 3 GHz? Je n'ai qu'un puissancemètre à cette fréquence (et un analyzeur de spectre aussi)...

Matt

Bonjour makeko & all,
Ha, ça se complique . Tu injectes une puissance dans la diode polarisée par une résistance connue R1 et tu mesures la puissance P1 ensuite tu injectes la même puissance à travers une autre résistance R2 connue et tu remesures la puissance P2. Je pense que ça doit te permettre de remonter assez facilement à l'impédance de la diode.
Bonne manip.

[invitea42aaac7]

Bonjour makeko & all,
Ha, ça se complique . Tu injectes une puissance dans la diode polarisée par une résistance connue R1 et tu mesures la puissance P1 ensuite tu injectes la même puissance à travers une autre résistance R2 connue et tu remesures la puissance P2. Je pense que ça doit te permettre de remonter assez facilement à l'impédance de la diode.
Bonne manip.

Ca marche pour connaître la partie résistive de l'impédance, mais comment faire pour la réactance? Je suppute que la jonction PN de la diode a une capacité qui commence fortement à se faire influente à cette fréquence...

Matt

[invitedfc52f0a]

Ca marche pour connaître la partie résistive de l'impédance, mais comment faire pour la réactance? Je suppute que la jonction PN de la diode a une capacité qui commence fortement à se faire influente à cette fréquence...

Matt

Bin voui et c'est là que ça se gatte Tu peux peu être essayer la technique de la compensation utilisée dans les sonde d'oscillo *10.
De plus si la charge n'est pas bien adaptée, les coaxiaux utilisés vont rapporter des impédances supplémentaires et ça va encore se gatter. Si la valeur de la capa parasite et si la résistance dynamique de la diode ne varient pas trop avec la fréquence tu peux essayer de mesurer le di et le dv à une fréquence beaucoup plus faible que 3 GHz.
Pas facile quand on ne connait pas les paramètres du composant principal.
Bonne expé.

[invitea42aaac7]

Rebonjour,

Bon ben j'ai pas terminé avec cette affaire là
Juste pour dire merci à tous encore, je reviendrai certainement d'ici peu de toute manière vu qu'il va y avoir à coup sûr d'autres difficultés.

Matt