www.mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eingangsstufe für Logikanalysator-Probe?


Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo zusammen,

ich habe hier einen Logik Analysator, zu dem leider die Probes fehlen. 
Es sind aktive Probes, bei denen sich eine Threshold Spannung von -6.4V 
bis +12.7V einstellen lässt. Die Daten werden per ECL übertragen. Als 
maximale Frequenz sind 100 MHz angegeben.

Ich möchte mir nun eine Probe nachbauen. Dazu habe ich mir eine 
Schaltung überlegt, die den ADCMP564 von Analag Devices einsetzt. Der IC 
ist Komparator und ECL Umsetzer in einem. Da der 
Eingangsspannungsbereich aber nur von -2 .. +3V geht, möchte ich einen 
Spannungsteiler vorschalten. Die gesamte Schaltung findet ihr im Anhang.

Funktioniert das Schaltungsdesign so? Auch bis 100 MHz? Welche Probleme 
habe ich zu erwarten? Klappt das auch mit dem Spannungsteiler? Ist der 
Querstrom hoch genug?

Gibt es andere Ideen?

Grüße
Steffen

Autor: Michael U. (amiga)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

freies Zitat aus dem Datenblatt des ADCMP564:

Eine Kombination von 3k Quellwiderstand und 5pF Eingangskapazität ergibt 
eine Zeitkonstante von 15ns- Das ist wesentlich langsamer als die 
erreichbaren 750ps des ADCMP564.
Die Quellimpedanz sollte merklich kleiner als 100 Ohm sein, um beste 
Performance zu erreichen.

Wird so wohl kaum was werden.

Frage aus Interesse: welches Logiksystem mit diesen Timings benutzt 
solch einen Spannungsbereich?

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Michael,

Danke für Deinen Tipp, dann klappt meine Idee mit dem Spannungsteiler 
nicht. Bzw. es müsste ein Impedanzwandler dahinter. Fällt Dir (oder 
Euch) spontan ein OPV ein, der das lösen könnte? Wenn ich mich an meine 
eingestaubten Kenntnisse aus der Analogtechnik richtig erinnere, müsste 
der OPV "einfach" nur eine GBW von 100MHz haben, ja? Und die Slew 
Rate...?

Mich wundert, wie die originale Probe das gemacht hat. Für die Schaltung 
stehen nämlich lediglich +5V und -5V zur Verfügung. Da auf der Platine 
keine Ladungspumpe o.ä. zu entdecken ist, kann die Pegelanpassung doch 
nur passiv geschehen sein... Jemand eine Idee?

Grüße
Steffen


P.s.: Ich kann Dir keine Familie nennen, die dieses Timing mit diesem 
Spannungsbereich verwendet. Die Werte sind aber die, die ich am Analyzer 
einstellen kann. Ich gehe aber davon aus, dass es darum geht, sowohl den 
Spannungsbereich als auch den der Frequenz abzudecken - aber nicht 
beides gleichzeitig.

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich glaube das war Quatsch, was ich oben mit dem Impedanzwandler 
geschrieben habe. Die Zeitkonstante ergibt sich ja aus dem 
Spannungsteiler, nicht aus dem ADCMP564. Daran kann der Impedanzwandler 
auch nichts ändern...

Jetzt frage ich mich aber um so mehr, wie die originale Probe das 
vollbracht hat...!

Autor: Chris (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo, habe oft ein Transistordesign gesehen, wo mittels eines DAC
die Schwelle (ca +-4V Triggerschwelle) eingestellt wird.

Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Mich wundert, wie die originale Probe das gemacht hat. Für die
> Schaltung stehen nämlich lediglich +5V und -5V zur Verfügung.

Das hat mich bei meinem Tek auch sehr erstaunt.

> Dazu habe ich mir eine Schaltung überlegt, die den ADCMP564
> von Analag Devices einsetzt.

Warum? Brauchst du wirklich die breite Verstellbarkeit des Eingangs?
Musst du wirklich noch an ECL oder 12V Logic messen? Wenn man mit
normalen Logicpegel von 5 oder 3.3V auskommt dann reicht als
Eingang einfach ein HC-Gatter. Ich fand jedenfalls das die
Verstellbarkeit den Aufwand nicht wert ist.

Dann musst du dir als naechstes nur noch Gedanken machen wie du
dein Signal preiswert auf ECL-Pegel bekommt. Bei mir sieht das so aus:

http://www.criseis.ruhr.de/logic.gif
http://www.criseis.ruhr.de/logic.asc  (SwitcherCad)

Der rechte Teil der Schaltung simuliert den Logicanalyzer.

Preiswerte TTL-ECL Konverter wachen leider auch nicht auf Baeumen.
Ich habs auf Lochraster aufgebaut, jeder Transistor sein eigenen 
Abblockkondensator. .-)
Als Transistoren habe ich BC847 genommen, aber vielleicht koennte man
ja noch was schnelleres ins Auge fassen.

Olaf

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Chris: wie sieht so eine Transistorstufe ungefähr aus? Als 
Emitterschaltung mit V_Ref - U_BE als Emitterspannung? Ich kann mir das 
nicht zusammenreimen, kenne mich mit Transistorstufen aber auch nicht 
sonderlich aus. Außerhalb der Versorgungsspannung kann man damit aber 
auch nicht gehen...

@Olaf: hast Du denn letztendlich herausgefunden, wie das bei Deinem Tek 
gelöst wurde? Hast Du vielleicht einen Schaltplan zu Deiner Probe, den 
ich mir anschauen könnte?

Deine Schaltung ist ja super leicht gelöst! Offensichtlich hast Du den 
Schaltplan dazu doch noch gefunden, denn ich hatte hier im Forum ein 
Posting von Dir gefunden, wo Du ihn leider nicht hattest. Übrigens habe 
ich im Internet noch eine Variante mit einem TTL-ECL-Umsetzer gefunden 
(siehe http://www.thomas-wedemeyer.de/elektronik/logic_pr...)


Die einstellbare Triggerschwelle finde ich schon reizvoll. Aber vor 
allen Dingen bin ich jetzt neugierig, wie sie in den originalen Probes 
gelöst worden ist. Wenn nur +/-5V Versorgungsspannung zur Verfügung 
stehen, dann muss sie doch passiv sein...

Grüße
Steffen

Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> @Olaf: hast Du denn letztendlich herausgefunden, wie das bei
> Deinem Tek gelöst wurde?

Klar weiss ich das. Da ist ein SpezialIC von Tek drin. Was glaubst du
wohl warum du dafuer deine Grossmutter in Zahlung geben musst. :)

> Deine Schaltung ist ja super leicht gelöst!

Beachte das da noch der Inverter am Eingang fehlt.

> Wenn nur +/-5V Versorgungsspannung zur Verfügung
> stehen, dann muss sie doch passiv sein...

Wieso passiv? Es ist doch +/-5V da. Ich vermute mal da das irgendeine
geschickte Schaltung mit einem speziellen Fet am Eingang ist. 
(integriert)

Fasznierend ist die Sache aber schon, nicht so sehr wegen der Spannung,
sondern weil die Schaltung sehr schnell sein muss, gleichzeitig aber
die Pruefschaltung nur wenig belasten soll.

> wie sie in den originalen Probes gelöst worden ist.

Wie schon gesagt, bei Tek ist da nur ein SpezialIC drin. Ich denke
das es im Prinzip so aehnlich wie ein normales Logic-IC funktioniert,
bloss das sie die Eingangsstufe halt noch robuster fuer die hoehere
Eingangsspannung bei 12V-Logic ausgelegt haben und die Umschaltschwelle
von aussen einstellbar ist.

Olaf

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Olaf,

ich habe leider keinen Schaltplan von meiner Probe, sondern nur ein 
Foto. Die Eingangsstufe ist auf einem Hybrid-IC aufgebaut. Bei mir wurde 
kein Spezial-IC zur Umsetzung verwendet, sondern ein frei verfügbarer 
Komparator mit ECL-Umsetzer (HCMP96870) sowie zwei schnelle FET-Schalter 
pro Kanal. Außerdem befinden sich dort noch ein Transistor, vier 
(Abblock?-)Kondensatoren sowie vier sichtbare Widerstände pro 
Doppelkanal. (Einen Auszug von einer Doppelstufe habe ich angehängt.)

Der verwendete HCMP hat einen Eingangsspannungsbereich von -2.5 .. 
+5.0V. Und auch die Schalter vertragen nur eine Spannung zwischen -7.5 
.. +7.5V. Deshalb verstehe ich nicht, wie da ein 
Eingangsspannungsbereich von -6.4 .. +12.7V realisiert werden konnte!

Hast Du eine Idee?

Steffen

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hat hier nicht doch jemand einen Rat für mich?

Auf der Probe sind die Eingangsdaten angegeben mit 1MOhm und 5pF. Wie 
passt das zusammen? Das würde ja eine Zeitkonstante jenseits von gut und 
böse bedeuten (5ms), vorgesehen ist die Probe aber für mindestens 100 
MHz.

Mir ist klar, dass ich da einen Denkfehler hab bzw. etwas durcheinander 
bringe. Aber ich sehe es nicht selbst. Kann mir jemand einen Tipp geben?

Steffen

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ok, der Denkfehler hat sich von selbst gelöst. Ich habe nicht beachtet, 
dass die Eingangsimpedanz der Probe natürlich parallel zum 
Innenwiderstand des zu messenden Geräts liegt. D.h. der Gesamtwiderstand 
wird in diesem Fall vom Innenwiderstand des Messobjekts bestimmt (so 
soll es ja auch sein).

Aber damit stimmt der Einwand von Michael U. (siehe Posting vom 17.10. / 
18:07) doch nicht. Denn es ist doch egal, wie hochohmig ich meinen 
Spannungsteiler dimensioniere, solange der Innenwiderstand des 
Messobjekts kleiner ist.

Also geht's doch ganz einfach über einen Spannungsteiler, wie im ersten 
Ausgangsposting vorgeschlagen? Bitte um Rückmeldung!

Autor: Olaf (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nein, das geht nicht. Nimm doch bitte mal vereinfacht an
das dein DUT und das Kabel selber einen Ausgangswiderstand von 0Ohm hat.

Welchen Eingangswiderstand sieht dann dein Opamp? .-)

Olaf

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, stimmt... Mist!!

Aber wie verflixt nochmal ist dass denn bei meiner originalen Probe 
gelöst worden?! Wie können die hohen Eingangsspannungen auf den 
Spannungsbereich des Komparators abgebildet werden, OHNE dass irgendwo 
eine entsprechend hohe Spannung zur Wandlung zur Verfügung steht?! Da 
sind doch nicht noch irgendwo Bauteile versteckt!

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Steffen Hausinger wrote:

> Aber wie verflixt nochmal ist dass denn bei meiner originalen Probe
> gelöst worden?!

Vermutlich mit einem Frequenzkompensierten Spannungsteiler.
Bei einem Teilerverhältnis von etwa 1:5 und einer Eingangskapazität von 
etwa 5pF müsstest du etwa 1,2pF parallel zu dem 24k Widerstand schalten, 
damit das Tiefpassverhalten kompensiert wird.

Autor: Steffen Hausinger (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank, Benedikt! Ich habe mir den Spannungsteile am Wochenende zu 
Gemüte geführt. Das war der zweite entscheidende Tipp!

Grüße
Steffen

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.