Experimentos para convertir el pulso analógico 10ns al pulso digital 10ns

1 - 10 nA a 100 mA es 70 dB, no 60.

2: Me sorprende que esté obteniendo resultados aceptables en este rango dinámico. Ejecutar un TIA para dar 50 mV por 10 nA producirá 500 kV por 100 mA, y francamente estoy teniendo problemas al creer que usted ha diseñado y creado un TIA con ese tipo de rendimiento de recorte / sobrecarga. También tienes una transimpedancia efectiva de 5 Mohm. Concedido que está usando una transimpedancia mucho más baja seguida de amplificación de voltaje, obtener una velocidad adecuada en esta configuración no es algo que quiera probar, y el rango dinámico de la cadena de salida permanece en niveles increíblemente improbables. Suponiendo que, al igual que un SWAG, los tiempos de aumento y caída de 1 nseg, un TIA perfectamente compensado con una respuesta de polo único necesitará un ancho de banda de 350 MHz, en lugar de 100 MHz, y los amplificadores posteriores también necesitarán ese ancho de banda o más. Le sugiero que analice detenidamente su configuración de prueba, desde su emisor de prueba hasta el final, y asegúrese de no engañarse con los resultados.

3 - Tampoco creo que crea sus resultados en base al ruido. Supongamos, por ejemplo, una resistencia de realimentación de 10k en su TIA. Esto aumentará un pulso de 10 nA a 100 uV. Al mismo tiempo, el ruido de Johnson proveniente de la resistencia de realimentación combinada con un ancho de banda de 350 MHz le proporcionará un ruido de 240 uV rms, que no es lo que yo llamo una buena SNR para medir el ancho de pulso. Tenga en cuenta que ir a una resistencia de 1 k da una señal de 10 uV y un ruido de 75 uV rms, por lo que desea que su transimpedancia sea lo más alta posible. Esto, por supuesto, golpeará de frente con la velocidad y estabilidad de su amplificador.

Como he dicho, soy muy escéptico acerca de su rendimiento declarado. A menos que publiques un circuito detallado que muestre cómo lo obtuviste, creo que te estás engañando.

Para poner un poco de perspectiva sobre las preocupaciones de Andy, 10nA es 10nC / segundo, o 6.2 * 10 ^ 10 electrones / segundo. O 62 electrones / nanosegundo.

O 620 electrones por pulso.

Sospecho que necesita estar estudiando técnicas de avalancha: fotomultiplicadores o diodos de avalancha para la detección óptica, que plantearán problemas de propios en términos de características de sobrecarga, tiempo de recuperación.