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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Probleme mit aktivem Tiefpass 10 MHz


Autor: Boris (Gast)
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Hallo,

ich habe ein kleines Problem mit dem Design eines 10 MHz Tiefpasses.

Ich möchte einen Amplitudenregelkreis bauen der Signale zwischen 0,1 Hz 
und 10 MHz regelt. Deshalb wollte ich erstmal einen Butterworth Tiefpass 
(Sallen Key) zweiter Ordnung (mit einer Verstärkung von 2) auf einem 
Steckbrett testen. Habe die Schaltung mit FilterPRO von TI entworfen 
(siehe Anhang) und auf das Steckbrett mit einem OPA2604 aufgebaut. 
Leider komme ich an die geforderten 10 MHz nicht ran. Ab ca 500kHz geht 
die Verstärkung schon in die Knie... Der OP sollte die 10 MHz schaffen 
(Slew-Rate ist 25V/sqrt(Hz)). Oder liegt so was am Steckbrett? Ich habe 
leider nicht die Möglichkeit mir eine Testplatine zu ätzen:(

Über Anregung jeglicher Art bin ich sehr DANKBAR!!!

Gruß Boris

Autor: Klaus (Gast)
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Datenblatt Seite 4, Diagramm "OPEN-LOOP GAIN/PHASE vs FREQUENCY". Sagt 
eigentlich alles.

"Slew-Rate ist 25V/sqrt(Hz)"
Du bist dir sicher, dass das die Slewrate sein soll? ;-)

Autor: Helmut -dc3yc (dc3yc)
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Boris,

wie hast du denn die 3.3pF und die 1.5pF realisiert? Wenn du ein 
Steckbrett hast, hat das wahrscheinlich schon 10* höhere parasitäre 
Kapazitäten. Ohne geätzte LP mit einem HF-tauglichen Layout wirst du da 
nie zurecht kommen.

Servus,
Helmut.

Autor: Boris (Gast)
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"Slew-Rate ist 25V/sqrt(Hz)"

Immer diese schreibfehler... Sollte natürlich 25V/us heissen.
Ich baue jetzt mal alles mit dem OP657 und OP691 auf, vielleicht hilft 
es ja. Anhand des Diagramm "OPEN-LOOP GAIN/PHASE vs FREQUENCY" kann ich 
nicht erkennen dass es nicht gehen sollte. Die Verstärkung von 2 sollte 
auf jedenfall bis über 1MHz funktionieren und die Phasenverschiebung ist 
meiner Meinung nach hier auch nicht der limitierende Faktor. Oder irre 
ich mich???

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Für 10 MHz sind 25V/µs sehr wenig, nimm besser den LT1227
http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp?navId=H...
LT1227 - 140MHz Video Current Feedback Amplifier
gibts von Reichelt, hat 1100 V/µs und noch 40 dB Verstärkung bei 10 MHz 
(Seite 4 unten links)

Autor: Boris (Gast)
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Danke für den Tip, habe gerade zwei als Muster bestellt...

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>10 MHz ... Butterworth Tiefpass
>OPA2604... Der OP sollte die 10 MHz schaffen

Bei einem aktiven Filter sollte der OP über die übliche GBW & Slewe Rate 
Formel hinaus eine ~ 10x groessere GBW haben.

Der OP muss ja, wie z.B. in deinem Fall zwischen 10-100MHz, oberhalb der 
Filter Grenzfrequenz aktiv filtern, sprich die Spannung an seinen 
Eingängen mittels des Rückkopplungsnetzwerkes aktive nachführen.
Nur so kommt ja die angestrebte Filterwirkung zustande.

>1.5pF ... Steckbrett

Ein kleiner Tipp:
Bau dir mal einen kleines C-Meter und lass deiner Forschernatur 
üngezügelten Lauf.

Wenn man über ein paar MHz hinauskommen will ist es unerlässlich über 
die parasitären Cs & Ls typischer Aufbauten bescheid zu wissen.

Autor: HildeK (Gast)
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Wenn du die Ausgabe von FilterPro genau anschaust, dann wirst du sehen, 
dass das GBW des verwendete OPAs bei Weitem nicht ausreichend ist. Dazu 
muss ich nicht mal das Datenblatt anschauen ... :-)

Autor: Tim (Gast)
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hmm, das finde ich gerade eine sehr interessante Diskussion. Ich dachte 
auch immer: wenn ich eine Verstärkung von 2 haben will bei 10MHz muss 
mein OPV eben ein GBW von (min.) 20MHz haben. Wenn ich jetzt aber höhere 
Frequenzen am Eingang habe fliessen die über die Rückkopplung, ohne dass 
der OPV (mangels Bandbreite) in der Lage ist da gegenzusteuern?

Da frage ich mich doch gerade bei meinem aktuellen Problem: ich habe ein 
Schaltnetzeil mit einer Frequenz von 500kHz. Der Fehlerverstärker meines 
Kontroll-ICs hat ein GBW 2MHz. Dazu habe ich auf der Ausgangsseite noch 
einen TL431, den ich auch als Verstärker in meiner Regelschleife 
benutze. Der hat ne GBW von  kleiner 1Mhz. Der wurde wie ein PI Glied 
beschaltet (RC Reihenschaltung in der Rüeckführung. einfaches R am 
Eingang). Nun zeigt die Ausgangsspannung zwar nur eine sehr geringe 
schwingung, wenn ich mir die Schaltsignale aber angucke sind die nicht 
gleichmässig. Kann das an dem selben Problem liegen, dass die Bandbreite 
zu klein ist? Bei 320kHz Schaltfrequenz ist das Problem quasi nicht 
spuerbar. Der Regler ist schon recht defensiv eingestellt. Die Es sollte 
also keine Oszillation wegen zu großer Verstärkung auftreten.

Autor: Platy (Gast)
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Ich möchte noch anregen, dass ein passives Filter 2. Ordnung (lasst 
uns doch mal wieder ein LC-Filter nehmen) mit nachgeschaltetem 
Verstärker x2 die Anforderungen an den OpAmp reduzieren helfen könnte. 
Der OpAmp muss sich in diesem Fall nicht mehr um den Sperrbereich 
kümmern.

Autor: Mainzelmännchenbeisser (Gast)
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Hallo,

ich bin jetzt mal nicht tiefer in die Wahl deiner OPVs eingestiegen. 
Aber drei Tipps: Die Signale, die der OPV am Eingang erhält, dürfen 
nicht zu groß sein, z.B. 50 mV oder weniger, damit nicht die Slew-Rate 
begrenzend wirkt. Das sieht man auch auf dem Oszilloskop, wenn die 
Wellenform am Ausgang sich deutlich von der Wellenform am Eingang 
unterschiedet. Ein Aufbau auf Lochrasterplatine mit ganz kurzen Drähren 
dürfte bis weit über 10 Mhz genügen, denn die Röhrenradios haben 
freiverdrahtet mit riesigen Bauteilen auch bis in den UKW-Bereich 
funktioniert. Die verwendeten Cs sollten verlustarm und für HF-Anwendung 
geeignet sein.

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