Схема на Рисунке 1 формирует 20-мегагерцовые прямоугольные импульсы на высокоемкостных отклоняющих пластинах в источнике ионов экспериментальной установки. Чтобы получить требуемое отклонение пучка, напряжение на пластинах должно составлять от 20 до 30 В – намного больше, чем можно получить с помощью стандартной логики или семейств драйверов. Для минимизации артефактов скорости нарастания и спада должны быть очень большими при минимальных выбросах и уровнях звона. Пластины управляются идентичными схемами, сигналы которых сдвинуты на 180°. В схеме используется быстродействующий драйвер MOSFET DEIC420 компании IXYS, способный на емкостной нагрузке 1000 пФ обеспечить нарастание сигнала от 0 до 25 В за 5 нс. При более низких нагрузках порядка нескольких сотен пикофарад время нарастания уменьшается примерно до 3 нс. Последовательные резисторы R1 и R2 управляют временами нарастания и спада выходных импульсов, позволяя находить компромисс между временами нарастания и спада и уровнями выбросов и звона.
 | ||
| Рисунок 1. | Для управления отклоняющими пластинами источника ионов можно использовать быстродействующий драйвер MOSFET. | |
Высокоскоростной ферромагнитный изолятор сигналов Analog Devices ADuM1100BR предотвращает образование земляных петель системы, обеспечивая диэлектрическую изоляцию для входного сигнала; можно также использовать высокоскоростные оптроны. Маломощная микросхема MC78L05CD стабилизирует питание выходного каскада изолятора сигналов.
Демпфирующая цепочка, собранная из мощного тонкопленочного резистора R3 в корпусе TO-220 и высококачественных конденсаторов C1 и C2 с диэлектриком NP0, подключается параллельно пластинам. Номиналы компонентов демпфера определяются эмпирически по излучаемому полю, наблюдаемому на анализаторе радиочастотного спектра с помощью пассивного радиочастотного зонда. Демпферная цепь «настраивается» для уменьшения гармоник сигнала более высокого порядка. Обратите внимание, что размещение щупа осциллографа на выходах значительно увеличивает наблюдаемые гармоники высших порядков, указывая на то, что добавление зонда к цепи увеличивает звон и выбросы. DEIC420 требует нескольких конденсаторов на каждом из выводов питания. Конденсаторы следует выбирать так, чтобы их резонансные частоты существенно не перекрывались. Для правильной работы этой схемы решающее значение имеют наличие отдельного слоя земли печатной платы и соблюдение правил трассировки радиочастотных схем. Вход должен быть хорошо изолирован от выхода. Если вы не следовать строго этим правилам, могут возникнуть отражения, звон и даже генерация. Проводники печатной платы или кабели между драйвером и нагрузкой должны иметь контролируемый импеданс и быть как можно короче. При работе на высоких частотах и с большими напряжениями DEIC420 требует хорошего теплоотвода. При работе от источника 25 В на частоте 20 МГц два драйвера и демпфирующая цепь вместе рассеивают мощность 130 Вт.