Universeller Meßverstärker für's Labor

[Fried V. (tich)]

Hi,
ich bin auf der Suche nach einer Schaltung für einen universellen 
Meßverstärker fürs Labor.
Er sollte etwa folgendendes können:
Verstärkung schaltbar *10 bis *100 (ggf. bis *1000) [2,5,10 Stufen]
Gesamtfehler 0.1% bis * 100, (ggf. 0,3% bei *1000)
Ausgang 0..+/- 10V (ggf. 5V oder 1V)
Ausgansimpedanz 50 Ohm
Eingangsimpedanz 10 Meg oder größer
Frequenzbereich DC..40 Mhz.
Ist das machbar oder zuviel verlangt?
Wo muß man ggf. Kompromisse machen?
Welche OpAmps würden sich anbieten?
Es handelt sich um Einzelstücke, Kosten für die OpAmps sind also 
zweitrangig.
Thx, Fried

[Blaumann (Gast)]

Die Eingangsimpedanz im genannten Frequenzbereich dürfte bei dem 
Zielwert
für den Amplitudenfehler eher unrealistisch sein. Der Wellenwiderstand 
des Kabels muss  ja irgendwie an den Eingang angepasst werden.
Oder du musst eine Lösung mit fest angeschlossenem Tastkopf á la 
oscilloscope machen.

[Andreas K. (a-k)]

Schau dich bei Eingangsstufen von Oszilloskopen um. Wird nicht ganz 
einfach, im gesamten Bereich in Amplitude und Phase einigermassen genau 
zu bleiben (und die 0,1%... - naja).

Am einfachsten dürfte es sein, du suchst dir ein defektes Analog-Scope 
bei dem der Verstärker noch lebt und ein Schaltplan existiert.

[Franz (Gast)]

Im Labor habe ich dafür ein OSZI mit Y-Ausgang.

Gruß
Franz

[Fried V. (tich)]

Ist ja alles richtig was ihr schreibt, mir geht es aber um einen 
Eigenbau mit modernen OpAmps zum Erfahrung sammeln. Der integrierte 
Fet-Tastkopf ist schonmal eine sehr gute Idee!

[Düsentrieb (Gast)]

dir is aber schon klar, dass 40Mhz x100 -> 4 Ghz gbw ergibt...dafür 
gibts keine bezahlbaren opamps mit 10meg input

oder denkst du, die oszi hersteller sind alle doof, mit dem aufwand, den 
die da reinbauen...

btw haste kein oszi? da is genau sowas drin...also wozu nochmal bauen??

[Bernd G. (Gast)]

@ Düsentrieb

> dir is aber schon klar, dass 40Mhz x100 -> 4 Ghz gbw ergibt...dafür

Ist prinzipiell richtig, aber man muß es ja nicht in einem Ritt machen, 
sondern man kann die Verstärkung auf zwei oder mehr Stufen verteilen. 
Ansonsten würde bis heute kein Analogoszilloskop mit mehr als 1 MHz 
Bandbreite existieren. Oder?

@ Fried Vissel

Die Ausgangsspannung wird wohl mit einigermaßen gängigen OV auf ca. 3 V 
eff
begrenzt bleiben, da du für einen 50-Ohm-Abschluß auch einen 50-Ohm 
Längswiderstand zum Ausgang brauchst. Bei einem Austeuerbereich von +/-
10 V des OV hast du also 10 V Spitze-Spitze an der Last - das sind etwa 
3 V
effektiv. Bei vertretbaren Verzerrungen also etwa 2 V !

[Gast123 (Gast)]

Wenns wirklich bis DC runtergehen soll ist eines der Probleme vieler 
schneller OPVs ihr relativ großer Offset-Strom. Da ist dann nix mit 
nennenswerter Verstärkung UND sehr hochohmigen Eingang.

Ein Beispiel für schnell und relativ preiswert: AD8000, z.B. bei Farnell 
erhältlich (x100 wird der in einem Ritt aber sicher auch nicht 
schaffen).
Achtung: das ist ein Current-Feedback-OPV!

Gruß
Christian

[Klaus (Gast)]

Ich würd' sowas diskret aufbauen. Gibt verschiedene Möglichkeiten 30dB 
in dem Frequenzbereich rauszuholen und noch einigermaßen linear zu 
bleiben. Was mir spontan einfällt:
- Differenzstufe mit JFET, Steilheit wird durch Ruhestrom geregelt.
- Kaskodestufe (evtl. Dualgate MOSFET) mit Gegenkopplung

Allerdings fehlen noch weitere Angaben: Ausgangsleistung, Verzerrungen, 
Dynamikbereich

[Fried V. (tich)]

Hier habe ich was ganz nettes gefunden als Design Ausgangsbasis,
was meint ihr dazu?
Stammt von Bitscope, einem USB Oszi. Sollte bis 100Mhz gut sein.
Der J309 scheint allerdings veraltet zu sein, welchen Ersatztyp würdet 
ihr wählen?

[Bernd G. (Gast)]

Ein erster Anhaltspunkt, aber eher etwas schlicht.
Sieh dir mal die Eingangsstufe von Hameg HM 605 an (der wurde noch mit 
komplettem Stromlauf geliefert), wenn du kannst, die ist viel besser. 
Als Fet nimmt man klassischerweise den U 440 von ex. Siliconix, jetzt 
Vishay (Doppel-Fet, matched) (wegen Temperaturdrift).
Auf die Schutzdioden verzichtet man (da sie in der angegeben Schaltung 
erhebliche und zudem signalabhängige parasitäre Kapazitäten haben).
Der Eingangsspannungsteiler muß auch exakt kapazitiv abgeglichen werden.
Die angegebene Dimensionierung ist für deinen Frequenzbereich 
ungeeignet.

Sozusagen ein Schritt in die richtige Richtung, aber von dem, was du 
erreichen willst, leider noch etwas entfernt.

Oszilloskopeingangsschaltungen!

[Fried V. (tich)]

Vielen Dank,
das Schaltbild vom 605 gibt's ja auf der Hameg Homepage unter Service / 
Downloads, ich werde es mir mal genau ansehen. Der kapazitive Abgleich 
des Eingansspannungsteilers scheint ja recht aufwändig.

[Elektrisches Potentiometer (Gast)]

Hallo,

als Operationsverstärker für diese Aufgabe würde ich mir rauscharme 
Typen wie den MAX4107, AD8000 o. ä. anschauen.
Ob sie den gewünschten Eingangswiderstand haben, weiß ich leider nicht.

Gruß,
  Michael

[Rolf R. (ultra-low)]

MPA4609. der ist gut. kannst mir glauben.

[Alexander D. (alexander_d)]

Hallo Fried,

sieh dir doch mal die AppNote AN47 von Linear Technology an. Dort wird 
auf Seite 36 ein x1000-Verstärker auf Basis eines Videoverstärkers NE592 
gezeigt, dessen DC-Offset mit einem langsamen OpAmp geregelt wird. 
Angegeben wird eine Bandbreite von 38MHz bei 1000-facher Verstärkung. 
Der Eingangswiderstand ist allerdings niedrig, so dass du noch eine 
FET-Stufe vorschalten müsstest. Auf Seite 34 ist z. B. eine schöne 
FET-Stufe mit 10M Eingangswiderstand gezeigt.

Gruß,
Alexander

[Stefan Salewski (Gast)]

Alexander Dörr schrieb:

>sieh dir doch mal die AppNote AN47 von Linear Technology an.

Nicht mehr ganz frisch (1991), aber interessant. Kannte ich noch nicht.

[Fried V. (tich)]

Super Info die App Note, vielen Dank!