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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik einfache Signalverstärkung gesucht 1:2


Autor: Gerhard (Gast)
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Hallo,

ich habe hier ein kleines Problem. Ich möchte mit einem DDS einem Mixer 
eine Sinusfrequenz bereit stellen. Der DDS hat leider einen zu kleinen 
Ausgangspegel von ~1.2V und der Mixer bräuchte das doppelte (habe mit 
Quarz gemessen und mit einem Generator verifiziert). Die Amplitude liegt 
bei etwa 2.5V. Gibt es dort eine schnelle einfache Freitagabendschaltung 
für eine Verstärkung von ~2 ?

Frequenz sollte bis 10MHz sein, weniger geht auch. Ich habe hier in 
meiner Kiste noch JFET und NPN Transistoren. Sonst läuft alles auf 3.3V.


Danke für jede Hilfe !

: Verschoben durch Admin
Autor: Gast (Gast)
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Ein OP mit 1:2-Rückkopllung - nennt sich glaube ich Spannungsfolger.

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Diskret einen Verstärker bauen, der bei 3.3V Versorgung verzerrungsarm 
eine Amplitude von 2.5V liefert, kannst Du mal ganz schnell vergessen, 
vor allem heute abend. Nenne doch eher mal den DDS-Chip, dann kann man 
besser sehen, was man tun kann.

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Apropos, was meinst Du eigentlich mit Pegel? Die effektive Spannung oder 
Vs? Ich meine bei 3.3V wirst Du nie mehr als knappe 1.2Veff kriegen 
können, das macht aber eine Amplitude (Vs) 1.85V

Autor: Gerhard (Gast)
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Vergiss 1.2V Pegel.

Ich meinte p-p 0.6V vom DDS auf p-p 2.5V. Ich benutze den AD9833 und 
wollte den an einem Direktmischer betreiben (siehe 
http://www.elexs.de/direktmix1.htm). Der Mischer dort ist zwar nicht 
schlecht, aber ich wollte auch in den sub-1MHz Bereich und bin vom 
AD9833 eigentlich begeistert (bis jetzt).

@Gast:

Ich habe zwar einen OP hier, aber die Bandbreite von den Teilen geht 
nicht über 1MHz.


So siehts aus.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Gerhard,

10MHz und +/-1,25V sind mit einem geeigneten OPV überhaupt kein Problem, 
wenn Du die Randbedingungen beachtest:

- Bei den OPV mußt Du darauf achten, daß das 
Verstärkungs-Bandbreite-Produkt (GBW: gain bandwidth) ausreichend groß 
ist.
Für eine Verstärkung von v=1 brauchst Du ein GBW = 10MHz, für eine 
Verstärkung von v=5 benötigst Du schon GWB=50MHz. Am besten läßt Du noch 
etwas Reserve, damit Du bei 10MHz noch keine Abschwächung hast.

- Die andere Sache, die Du beachten mußt ist die Kompensierung. Viele 
schnelle OPV arbeiten erst ab einer Verstärkung von v=2, v=5 oder v=10 
stabil. Sonst schwingen sie. OPV, die schon ab v=1 stabil arbeiten, 
heißen "Unity Gain Stable".

- Geeignet für Deine Zwecke (Unity-Gain-Stable und ausreichend GBW) ist 
z. B. der MAX4104 von Maxim.
Von Analog Devices und TI gibt es auch einige geeignete OPV. Von TI 
beispielsweise der
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/opa2652.html.

Beachte, daß so schnelle OPV normalerweise kaum kapazitive Lasten 
vertragen. Du solltest also am Ausgang nach Möglichkeit einen Widerstand 
in Serie haben (z. B. 50 Ohm; dann hast Du gleich auch eine 
Leitungsanpassung).

- Falls Du Dich für einen "Current Feedback OPV" entscheidest, beachte 
bitte, daß dort die Höhe des Rückkopplungswiderstandes über die 
Schwingneigung entscheidet.

- Du benötigst eine möglichst durchgängige Massefläche. Die 
Spannungsversorgung sollte auf dem Board mit einem Linearregler erzeugt 
werden (100nF und 100µF vor und hinter dem Regler). In unmittelbarer 
Nähe des OPV sollte die Versorgungsspannung mit 100nF (X7R) gegen die 
Massefläche entstört werden, evtl. zusätzlich 1000pF (NPO).

- Die digitale Versorgungsspannung des DDS-Chips kannst Du mit einer 
Ferritperle gegen die analoge Versorgung des OPV abpuffern (ist aber nur 
bei kleinen Pegeln im mV-Bereich wichtig, für 0.6V kein Problem).

Die Verstärkung erreichst Du durch einen nichtinvertierenden OPV. Am 
besten nimmst Du 50 Ohm Eingangs- und Ausgangswiderstand.



Gruß,
  Michael

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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So sieht die Schaltung dann z. B. aus. Die Widerstände dürften von der 
Größenordnung her passen.

Autor: Gerhard (Gast)
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Danke. Wenn ich das richtig sehe ist die Schaltung ein Video Amplifier 
(siehe 3.7 http://focus.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf).

Ich würde den OPA830 oder OPA820 von TI versuchen, da ich hier mit 3.3V 
arbeite:

http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa820.pdf
http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa830.pdf

Der 820 kann am Eingang max. -+1.2V und der 830 -+2.5V. Da tendiere ich 
eher zum 830.

Hast du zufällig noch einen Tip für die negative Spannung ? Mit einem 
LDO wird es bei 3.3V etwas eng.

Ich habe mir noch andere Beiträge durchgelesen und würde dann wie folgt 
vorgehen:

Über ein C den Offset vom Sinus entfernen (+-0.3V), dann auf den OP und 
danach den Sinus (+-1.2V) über das C in den Schwingkreis einkoppeln. In 
einem Beitrag wurde nach dem OP noch ein Filter verwendet (Probleme bei 
einigen MHz), aber das werde ich mir an der aufgebauten Schaltung 
genauer ansehen ...

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Gerhard,

> Ich würde den OPA830 oder OPA820 von TI versuchen, da ich hier mit 3.3V
> arbeite:

> http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa820.pdf
> http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/opa830.pdf
>
> Der 820 kann am Eingang max. -+1.2V und der 830 -+2.5V. Da tendiere ich
> eher zum 830.
Schau Dir vor allen Dingen auch den Ausgang an!
Der OPA820 kann bis maximal 1,5V an die Versorgungsspannungen (Rails) 
heran. Wenn Du ihn mit 3.3V und 0V betreibst, kannst Du ihn zwischen 
U1=1,5V und U2=3.3V-1.5V=1,8V aussteuern. Das hilft Dir nicht weiter.
Der OPA830 hat nur eine Differenz von etwa 0,12V, was schon besser ist.

Bei einer Versorgung von nur 3,3V würde ich zu einem richtigen 
Rail-to-Rail-Operationsverstärker raten:

http://focus.ti.com/paramsearch/docs/parametricsea...

Mir erscheint der

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/sn10503.html

als recht günstig für Deine Zwecke. Sowohl die Eingänge, als auch die 
Ausgänge reichen bis an die Grenzen der Versorgungsspannung heran.
Die DC-Eigenschaften sind natürlich nicht ganz so gut (13mV Input 
Offset), aber das muß Dich wahrscheinlich nicht weiter stören, weil Du 
die DC vermutlich ausfiltern willst.

> Hast du zufällig noch einen Tip für die negative Spannung ? Mit einem
> LDO wird es bei 3.3V etwas eng.
Du kannst entweder mit einem Schaltwandler eine negative Spannung 
generieren, oder Du steuerst den Ausgang um VCC/2 herum aus.

Im Datenblatt auf Seite 11, Bild 35, ist ein dimensioniertes Beispiel 
angegeben für den Fall, daß Du die Ausgangsspannung um die halbe 
Versorgungsspannung herum aussteuern willst. Ich würde mich mit den 
Bauteilwerten daran orientieren. Den Hochpaß kannst Du ja noch 
zusätzlich einfügen.

> Über ein C den Offset vom Sinus entfernen (+-0.3V), dann auf den OP und
> danach den Sinus (+-1.2V) über das C in den Schwingkreis einkoppeln. In
> einem Beitrag wurde nach dem OP noch ein Filter verwendet (Probleme bei
> einigen MHz), aber das werde ich mir an der aufgebauten Schaltung
> genauer ansehen ...
Wenn Du den OPV als invertierenden Verstärker betreibst, kannst Du einen 
Kondensator parallel zum Rückkopplungswiderstand einbauen. Das 
verursacht eine Tiefpaßwirkung.


Gruß,
  Michael

Autor: Gerhard (Gast)
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Hallo Michael,

der sn10503 op funktioniert super !


Danke!

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