¿Cómo se prueban los circuitos de alta velocidad si no existe un equipo de prueba?

¿Cómo se realizaron las pruebas para los circuitos y dispositivos de rango de Ghz a THz antes de que existieran alcances y contadores de frecuencia lo suficientemente rápidos?

Para alguna perspectiva, considere que las señales ópticas siguen siendo una frecuencia demasiado alta para que el campo eléctrico instantáneo sea muestreado y medido, pero todavía hay muchos tipos diferentes de mediciones que podemos hacer en una señal óptica.

• Con un sensor de potencia (un fotodiodo o incluso un LDR) podemos medir la potencia de la señal.

• Con un prisma o una rejilla de difracción podemos construir un espectrómetro y tener una idea aproximada del espectro y / o ancho de pulso de la señal.

• Con un interferómetro podemos mezclar la señal óptica con una versión retrasada de sí misma y medir el tiempo de coherencia (ancho de banda) de la señal con quizás una resolución de gigahercios.

• Con un oscilador local sintonizable (láser), incluso podemos mezclar la señal y medir su espectro con un analizador de espectro de RF, obteniendo una resolución de 100 kHz.

Todas estas mediciones tienen análogos en el régimen de microondas y fueron o podrían ser utilizados por ingenieros de microondas antes de la llegada de los osciloscopios de varios gigahercios.

Hace mucho tiempo, confiaban en la velocidad de los diodos Gunn para muestrear la forma de onda de la señal de entrada con una duración de pulso de control para que la diferencia de frecuencia pudiera mostrarse en un osciloscopio de base de tiempo lento. Si la duración de la muestra fue lo suficientemente corta como para capturar solo el punto en una forma de onda recurrente, la forma de onda se mantuvo.

Los diodos Gunn eran útiles ya que tenían una resistencia negativa baja, por lo que una vez activados, eso aceleraría y mantendría el resultado una vez que se agotara la carga de polarización.

La clave para la recepción de una frecuencia superior a la que puede observarse o detectarse es utilizar la conversión descendente de imágenes a una frecuencia IF útil o directa a la banda base depende de la eficiencia de conversión, el nivel de potencia y la SNR.

Métodos tales como interferometría, detectores de diodos, muestreadores pulsados, donde el armónico de la frecuencia de muestreo tiene suficiente energía armónica en la banda de interés.

Mezcladores no lineales tales como; Unión de Josephson, varicaps, diodos GaAs y varactores heterobarrier (HBV) de paso "de alta temperatura" o bomba óptica con tiempos de subida extremadamente rápidos desde pequeños espacios de arco de gas inerte.

Estos ámbitos de tipo de conversión descendente con alias se denominaron osciloscopios de muestreo. (pero solo útil para ondas repetitivas)

Otras lecturas

Los osciloscopios 'lo suficientemente rápidos' son un truco para mostrar señales que varían en el tiempo, pero no son el único truco. Un oscilador de 1 GHz, por ejemplo, calentará una resistencia. También resonará con una longitud de cavidad de aproximadamente 120 mm (que se puede determinar al detectar el calentamiento de las resistencias). La combinación se llama 'wavemeter'.

Un medidor de onda cruda es un trozo de alambre colocado en un plato de papel, en un horno microondas. La longitud correcta (aproximadamente dos pulgadas) del cable se calienta mucho más y chamusca la placa a un color más oscuro que otras longitudes de cable.

Puede determinar la frecuencia de la luz, sin un "contador de frecuencia", utilizando una rejilla de difracción (un CDROM en blanco tiene 1 hora de reproducción, a 1 revolución por segundo, por lo que puede medir la banda con una regla y usarla para difractar) un rayo láser ...) y mida la longitud de onda, por lo tanto (conociendo la velocidad de la luz) la frecuencia.

Si tiene una onda no sinusoidal, todos los armónicos aparecerán TODOS, y con un poco de cuidado en la medición se pueden identificar ondas cuadradas y triangulares.

La mayoría de la gente no llamaría a ese CD en blanco un 'instrumento de medición', pero hace el trabajo. Simplemente no es conveniente y precalibrado. Tampoco está el plato de papel en el horno de microondas (y si valoras el sabor de tu comida, debes limpiar los subproductos ahumados).

Hay muchas formas de analizar el dispositivo terrahertz siempre y cuando uno no esté demasiado interesado en la información precisa del dominio del tiempo. Siempre puede usar un mezclador / downconver y realizar la digitalización y el análisis en el dominio de la frecuencia.

Una compañía llamada Virginia Diode produce ese mezclador.