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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Erfahrung mit High-Speed OPAMP THS3202?


Autor: Michael O. (mischu)
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Hallo zusammen,

ich bin dabei eine Schaltung mit dem TI CurrentFeedback OPAMPs
THS3201 und THS3202 aufzubauen.

http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/ths3202.html

Von einem Kollegen weiss ich, dass zumindest der THS3202 eine starke 
Schwingneigung aufweist.
Eine Simulation mit TINA zeigt, dass eine (parasitäre) Kapazität von 1-2 
pF schon einen so starken Eingriff in die Rückkoppelung erzeugt, dass 
die Dinger das Schwingen anfangen.
Im Datasheet wird dringend empfohlen sämtliche Kupferflächen um den 
Rückkoppelungspfad herum freizustellen.

Hat jemand schon (negative/positive) Erfahrungen mit den OPAMPs 
gesammelt? Gibt es Tips, Vorschläge?  Gibt es stabilere OPs die ähnlich 
schnell sind?

Vielen Dank,
Michael

Autor: Aehh (Gast)
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Ja. Muss es denn genau ein OpAmp sein ? Geht nicht auch eine 
Transistorschaltung ?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Michael,

>Von einem Kollegen weiss ich, dass zumindest der THS3202 eine starke
>Schwingneigung aufweist.

So, so. Was erwartest du denn von einem 2GHz-Verstärker? Daß er genauso 
gutmütig reagiert wie ein LM358?

>Eine Simulation mit TINA zeigt, dass eine (parasitäre) Kapazität von 1-2
>pF schon einen so starken Eingriff in die Rückkoppelung erzeugt, dass
>die Dinger das Schwingen anfangen.

Die meisten vergessen, daß 2pF bei 2GHz nun einmal eine Impedanz von 40 
Ohm bedeuten! Das ist ja fast ein Kurzschluß! 2pF bei einem 
2GHz-Verstärker haben die gleiche Wirkung wie 1,5nF bei einem 
3MHz-Verstärker und die hängst du ja auch nicht überall hin, oder?

>Im Datasheet wird dringend empfohlen sämtliche Kupferflächen um den
>Rückkoppelungspfad herum freizustellen.

Ja natürlich, aber das findest du überall bei diesen Verstärkern in den 
Datenblättern, auch bei denen, die 10-mal langsamer sind. Das ist völig 
normal und deutet keineswegs auf einen schwingfreudigen Verstärker hin.

Also ein bißchen Realismus ist angesagt. Einen 2GHz-Verstärker baust du 
eben nicht einfach mal so auf, da muß dann alles stimmen.

@Aehh
>Geht nicht auch eine Transistorschaltung ?

Ja klar, geht die. Würde mich dann nur mal interessieren, wie die dann 
aussieht, wenn sie ähnliche gute Eigenschaften haben soll, wie der obige 
Chip...

Kai Klaas

Autor: Aehh (Gast)
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So toll ist dieser Verstaerker nun auch nicht. Da ist nichts mehr von 
120dB Speiseunterdrueckung bei 100MHz, Der Offset ist happing, der 
Eingangsstrom ist happig, er rauscht wie eine Sau, ... Wenn man eine 
Verstaerkung von 10 bei 100MHz braucht, und der Offset egal ist, ist man 
moeglicherweise mit einem Transistor besser bedient. Fuer eine 
Versterkung von 100 bei 100MHz bevorzuge ich einen MAR6 oder so. Der 
besteht aus 2 Transistoren.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Aehh (schöner Name übrigens),

Du willst doch nicht allen Ernstes dieses Teil mit einem um 
Größenordnungen stabileren und funktionelleren OPamp vergleichen?

>Der Offset ist happing

Bei deinem MAR6 ändert sich die DC Ausgangsspannung um 5,6mV/°C gemäß 
Datenblatt

http://www.minicircuits.com/pdfs/MAR-6+.pdf

Das nenne ich "happig".

Kai Klaas

Autor: Aehh (Gast)
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Bei 100MHz sollte man sich nicht mehr mit Offsetspannungen 
auseinandersetzen muessen. Musst ich bisher zumindest nicht.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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@Aehh
>Bei 100MHz sollte man sich nicht mehr mit Offsetspannungen
>auseinandersetzen muessen.

Dann kann dir ja auch der Offset des THS3202 egal sein...

Kai

Autor: Aehh (Gast)
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Je nach Anwendung ist der Offset zu hoch. zB bei einer Verstaerkung von 
1000 bei 1MHz, sind die 4mV etwas hoch. Das waere auch so ein Beispiel 
wo man sich nicht um Offsets sollte kuemmern muessen.
Der THS3202, welchen ich grad nicht habe, ist eher brauchbar fuer 
Anwendungen wo man seine 9V/ns und die 100mA haben moechte. Dabei ist 
man aber nicht immer optimal aufgehoben. Ich hab da mal dessen Bruder, 
den THS3201 als Pindiodendriver eingesetzt. Die Pindiodenkennlinie ist 
extrem nichtlinear, trotzdem sollte das System nie saettigen. 
Schlussendlich war ich mit 2 Transistoren besser aufgehoben.

Autor: Jens G. (jensig)
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einen CF-OPAmp betreibt man üblicherweise nicht mit v=1000

Autor: Jens G. (jensig)
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Den habe ich übrigens auch z.Zt. auf der Platine. Allerdings bin ich 
noch nicht zum testen gekommen (bin grad erst beim Zusammenlöten, und es 
kann generell noch etwas dauern).
Als schwingfreudig würde ich den aber nicht bezeichnen, wie Kai Klaas 
schon dargelegt hat. Ist halt ein HF-Teil, und kein 0815-Teil.

Autor: Michael O. (mischu)
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Hallo leute,

vielen Dank schon mal für die Vorschläge und das Feedback.

Ich sollte nochmal genauer beschreiben was ich machen will:

. 400MSPS DAC mit differentiellem Stromausgang +/- 20mA
. OPAMPs (in Instrumentenverstärker Konfiguration) als Sym/Asym, U-I 
Wandler (20mA -> 5V abbilden)

Wichtig ist mir in erster Linie der Ausgangsstrom, das hohe dU/dt sowie 
der Aussteuerungsbereich des OPAMPs. Er treibt eine 50 Ohm Leitung die 
zu einer schnellen Treiberschaltung gehen soll.

Der Offset von 4mV ist völlig in Ordnung - benötige Verstärkungsfaktoren 
im Bereich 1 bis 3.
Habe begriffen, dass pF bei GHZ zu niedrigen Impedanzen führen - die 
Größenordnung nur noch nie vor Augen geführt.

@Kai / @alle
Welche Tips würdest Du einem im HF-Bereich noch nicht ganz so erfahrenem 
mit auf den Weg geben, beim Design eines solchen Verstärkers?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Unbedingt das Eval-Board anschauen:

http://focus.ti.com/lit/ug/slou148/slou148.pdf

Kai Klaas

Autor: Aehh (Gast)
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Ein Currentfeedback verstaerker ist moeglicherweise der Falsche. Was man 
haben sollte ist ein OpAmp der symmetrische Eingaenge hat, den als 
differentieller Transimpedanz laufenlassen.
Ein Currentfeedback Amp hat hingegen einen Eingang (+) als 
Spannungseingang, den anderen (-) als Stromeingang. Auf die andere Seite 
sind die daten des Currentfeedbacks bestechend. Ist sicher einen Versuch 
wert.

Autor: Jens G. (jensig)
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Also wenn der ganze Verstärkerzug auch symmetrisch sein soll, macht sich 
einer der differenziellen OPV's von TI oder AD mit paar GHz sicherlich 
ganz gut.
Allerdings - 400MHz bei 5V Hub ist wohl nicht mehr so die Spezialität 
solcher OPV's wegen begrenzter dU/dt (Großsignalverstärkung in diesem 
Frequenzbereich). In dieser Disziplin ist wohl der THS3201/3202 fast 
unschlagbar. Zumal man den auch mit bis zu 16V betreiben kann.
Achja - was Stabilität angeht: immer schön die Hinweise der Datenblätter 
bezüglich Rückkoppplungs-R's beachten - da kannste nicht mehr mit 
x-beliebigen Werten handieren, wie das in weiten Bereichen bei 
"normalen" OPV's möglich ist.

Und falls du relativ hohe Genauigkeitsansprüche hast: CF OPV's sind von 
Natur aus nicht ganz so linear wie ihre VF-Brüder (wegen der doch sehr 
unterschiedlichen Gestaltung der Eingänge). Aber bei 400MHz bei 5V Hub 
gibt's nicht mehr so viel Auswahl ...

Autor: Michael O. (mischu)
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Linearity is not my concern ..

Ne, wichtiger ist da tatsächlich das Großsignalverhalten.

Aber wie sieht es denn aus, einen CFA als Instrumentenverstärker zu 
nutzen?
Die Impedanzwandlerstufen (mit dem gemeinsamen Gain-Widerstand) sollten 
doch wie gehabt funktionieren. Unsicher bin ich mir mit dem Sym/Asym, da 
die Eingänge ja offensichtlich unterschiedlich aufbegaut sind.

Der DA-Wandler liefert 0 - 20 mA je Ausgang (positive, negative). 
Eigentlich benötige ich nur positive Ausgangsspannungen. Ich habe 
gedacht dass ich möglicherweise Probleme bekomme, wenn ich nur den 
positive Ausgang nutze, da ja CommonMode Reste aus der Ausgangsstufe des 
DAC kommen könnten.
Normalerweise wird der DAC an einen Übertragerangeschlossen, ich 
hingegen benötige aber eine DC-Kopplung und muss daher mit OPVs den 
SYM/ASYM machen.

Gruß
Michael

Autor: Jens G. (jensig)
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also grundsätzlich sollten die auch wie ein Instrumentenverstärker 
verschaltbar sein. Ob da der THS sich noch gutmütig verhält, ist eine 
andere Sache (wegen der doch etwas größeren Ausdehnung der 
Gesamtanordnung, was HF-technisch von Nachteil sein könnte). Jedenfalls 
sollte der THS immer den Feedback-R sehen, den das DB empfiehlt,abhängig 
von der Verstärkung.

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