Ich plane im Moment eine Art Funktionsgenerator (mit einem xMega Prozessor) und bastle so nach gutdünken am Analogteil rum ;) Ich würde deshalb gerne mal den angehängten Schaltplan hier virtuell zu einem Review einreichen ;) Daten: - 1MHz Sample Frequenz. - Sinus bis 100kHz, Rechteck bis 500kHz. - Filter ab/zuschaltbar. (Bessel 4 Pol. 200kHz Grenzfrequenz). - Amplitude bis 20Vss, 10V Amplitude. - 12Bit DAC Der komplette 20Vss Bereich wird vom DAC abgedeckt. Gibt etwa 5mV Auflösung. Reicht erst mal für eine Low Cost Variante. Dann hätte ich noch ein paar Fragen: Der TL074 (oder TL084) (wird mit +/-12V versorgt) ist ja auch schon ein etwas älterer Typ. 3MHz Unity Gain BW. Bei meiner 8fachen Verstärkung an dem Subtrahierer habe ich nur noch 375kHz Grenzfrequenz. Also nicht so pralle. Jetzt versuche ich einen 4fach OPAMP zu finden (SMD Gehäuse), der etwas besser ist als der TL084. Leider sind die "guten" Op-Amps alle nur Single Op-Amps. Also keine Quads. Jemand nen Tipp? Der BUF634 ist (zur Zeit?) nicht bei Reichelt erhältlich. Weiß jemand woher man den noch relativ konstengünstig beziehen könnte? Funktioniert der Offset-Abgleich so? Der Spannungsteiler sollte pi mal Daumen eine ausreichend niedriger Impedanz haben, im Vergleich zu R14. Ich habe mir gedacht, dass man das Problem mit der kleinen Bandbreite durch die Verstärkung lösen könnte, indem man ganz vorne am Eingang schon um 2 verstärkt (0 < CH_A_SIG < 2.5V), sodass man auf 5Vss kommt und später dann nur noch um 4 verstärkt. Problem ist: Den 74HC4066 muss ich dann mindestens mit 5V betreiben (was kein Problem wäre). Allerdings brauche ich dann einen Pegelwandler von 3,3V auf 5V für die Steuereingänge. Der 74HCT4066 ist in SMD bei Reichelt leider nicht zu bekommen -> Schade. Ich weiß auch nicht, ob der 4066 das packt überhaupt. Theoretisch hat der ja ne ziemlich große Bandbreite. http://www.solarbotics.com/assets/datasheets/74hct4066.pdf 10^4kHz sollen wohl ohne Probleme möglich sein laut Seite 15. Das reicht sogar noch theoretisch für steile Rechteckflanken oder? Noch ne generelle Frage zur DDS Funktionsweise: Man braucht ja den Rekonstruktionsfilter um die Treppchen aus dem Signal rauszukriegen. Idealerweise wählt man dafür die Grenzfrequenz irgendwo zwischen maximaler Signalfrequenz und der Sample Frequenz. Am besten so, dass die maximale Signalfrequenz kaum geschwächt wird, die Samplefrequenz aber schon sehr stark. Was ist denn jetzt aber, wenn ich einen 1Hz Sinus ausgebe, mit einem DDS Generator, der mit 1MHz getaktet wird und mein Filter auf 750kHz ausgelegt ist. Angenommen, der hat jetzt ne Sinustabelle mit 1000 Einträgen, dann bleibt ja jeder Tabelleneintrag für 1000 Takte am Ausgang angelegt. Aber hat man nicht jetzt ne "scheinbar" andere Samplefrequenz nach außen hin? Nämlich 1kHz. Um den 1Hz Sinus auszugeben könnte man ja auch einfach einen mit 1kHz getakteten DDS benutzen. Der würde das Signal doch genau so ausgeben. Bräuchte man hier nicht einen einstellbaren Filter? Oder übersehe ich irgendwas? So, das wars erst mal. Freue mich auf eure Antworten! :-)
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Bei 100kHz taugt der TL072 nicht einmal bei V=1. Dem Datenblatt kannst du einen Klirrfaktor von 0,2% entnehmen. Den TL072 kannst du hier leider völlig vergessen, da muß was VIEL besseres her. Als Analogschalter solltest du auch nicht den 4066 nehmen, sondern einen richtigen, wie beispielsweise den DG419. Außerdem mußt du ihn als Wechsler anschließen, bei dem der nicht verwendete Eingang auf Masse gelegt wird. Kai Klaas
Ich kenne es so das ein DDS Generator mit einer festen Freqeunz arbeiten. Bei niedrigen Freqeunzen zum Beispiel 1Hz, aber mit 1Mhz getakteter Generator bentutz dieser viele kleine Schritte um dem kompletten Sinus darzustellen, bei einer Funktion mit zum Beispiel 50kHz kommen weniger Abtastpunkte vor und der DDS Generator überspringt Werte in der Werte-Tabelle. Sonst würde der Rekonstruktionsfilter am Ausgang keinen Sinn ergeben. ( Meine Idee dazu )
Kai Klaas schrieb: > Bei 100kHz taugt der TL072 nicht einmal bei V=1. Dem Datenblatt kannst > du einen Klirrfaktor von 0,2% entnehmen. Den TL072 kannst du hier leider > völlig vergessen, da muß was VIEL besseres her. Oh, hm. Das ist wohl nen Argument. Dann kann ich also vergessen alle Teile bei Reichelt zu bekommen ;) Hab da noch den OP467 im Internetz gefunden. Der sieht schon mal besser aus. Auch von der Slew Rate her. Glücklicherweise haben beide das selbe Pinout. So braucht man nichts am Layout ändern für zwei mögliche Bestückungsvarianten (LowCost, Besser). > Als Analogschalter solltest du auch nicht den 4066 nehmen, sondern einen > richtigen, wie beispielsweise den DG419. Den habe ich beim Elektronik Kompendium auch gefunden. Muss ich nur noch gucken wo man sowas herbekommt. Am besten in 4Fach Ausführung (Auch wenn man dann ein kleines Übersprechen hat). Hast du denn (stichhaltige ;)) Argumente, warum der 4066 nicht geeignet sein soll? Es soll in erster Linie erst mal Low-Cost und kein Profi-Teil werden. > Außerdem mußt du ihn als > Wechsler anschließen, bei dem der nicht verwendete Eingang auf Masse > gelegt wird. Wie meinst du das? Welcher Eingang bleibt denn frei? Spricht was gegen die jetzige Schaltung (ohne Wechsler, nur Schließer)?
TrippleX schrieb: > Ich kenne es so das ein DDS Generator mit einer festen > Freqeunz arbeiten. > Bei niedrigen Freqeunzen zum Beispiel 1Hz, aber mit 1Mhz getakteter > Generator bentutz dieser viele kleine Schritte um dem kompletten > Sinus darzustellen, bei einer Funktion mit zum Beispiel 50kHz kommen > weniger Abtastpunkte vor und der DDS Generator überspringt Werte in > der Werte-Tabelle. Sonst würde der Rekonstruktionsfilter am Ausgang > keinen Sinn ergeben. Hab ich auch schon gedacht. Das würde aber bedeuten, dass ein 50MHz DDS IC, der bis 1Hz Sinus schafft und >8Bit Ausgangsauflösung hat, mal eben eine 50MHz / 1Hz * 2 Byte = 50MegaByte Sinustabelle drin haben muss. Oder nich? Irgendwo habe ich mal gelesen, dass der Phasenakkumulator (> 24Bit) mit dem Systemtakt hochgezählt wird, aber nur die oberen 8 Bit (zum Beispiel) zum Ausgeben eines Sinus benutzt wird. Damit hätte man aber genau mein oben genanntes Szenario: Der Ausgang würde sich bei kleinster Frequenz nicht mit 50MHz (bzw. 25MHz) ändern, sondern nur mit einer Frequenz abhängig von der Tabellengröße.
DDS Generatoren haben keine riesen Tabellen sondern nur eine Grundfunktion und der Rest wird berechnet. Um ehrlich zu sein habe ich keine Ahnung wie das genau gemacht wird, dadurch solltest du dich mit DDS Synthese und dem drum herum beschäftigt. Der 4-Fach Schalter die in Frage kommen würden: ADG1234,MAX333,MAX4533,TS3A5018,ADG1334,ADG734,DG333,TS3A44159. Such Begriffe wie "4-Kanal-Video-Switch" oder " 4 Channel SPDT Swicht" mögen dir auf deiner Suche helfen. :)
Schau vieleicht mal da: http://www.buecherbillig.de/product_info.php?products_id=40204&osCsid=c231c7b3bbe54c031f68e38dfc37eeed Keine Ahnung ob das was taugt aber man kann bei dem Preis eigentlich nicht viel falsch machen.
TrippleX schrieb: > DDS Generatoren haben keine riesen Tabellen sondern nur eine > Grundfunktion und der Rest wird berechnet. Ja, sag ich doch! ;) AD9833 Datenblatt: --- SIN ROM To make the output from the NCO useful, it must be converted from phase information into a sinusoidal value. Since phase infor- mation maps directly into amplitude, the SIN ROM uses the digital phase information as an address to a look-up table and converts the phase information into amplitude. Although the NCO contains a 28-bit phase accumulator, the output of the NCO is truncated to 12 bits. Using the full resolution of the phase accumulator is impractical and unnecessary, as this would require a look-up table of 2^28 entries. It is necessary only to have sufficient phase resolution such that the errors due to truncation are smaller than the resolution of the 10-bit DAC. This requires that the SIN ROM have two bits of phase resolution more than the 10-bit DAC. --- > Um ehrlich zu sein habe ich keine Ahnung wie das genau gemacht wird, > dadurch solltest du dich mit DDS Synthese und dem drum herum > beschäftigt. Ja sollte ich, habe ich auch schon und werde ich auch noch ;) Hätte ja sein können, dass jemand schnell eine Antwort weiß. > Der 4-Fach Schalter die in Frage kommen würden: > ADG1234,MAX333,MAX4533,TS3A5018,ADG1334,ADG734,DG333,TS3A44159. Ich habe auch noch den MAX4066 gefunden, der direkt Pinkompatibel ist. Das klingt gut > Such Begriffe wie "4-Kanal-Video-Switch" oder " 4 Channel SPDT Swicht" > mögen dir auf deiner Suche helfen. :) Jau Danke.
Udo R. S. schrieb: > Schau vieleicht mal da: > http://www.buecherbillig.de/product_info.php?products_id=40204&osCsid=c231c7b3bbe54c031f68e38dfc37eeed > Keine Ahnung ob das was taugt aber man kann bei dem Preis eigentlich > nicht viel falsch machen. Hehe! Guter Tipp: http://books.google.de/books?id=EaS9f-kjookC&pg=PA19&lpg=PA19&dq=direct+digital+synthesis+theorie&source=bl&ots=Oe2lhNSTwD&sig=JlydnxlT7y0PJTkwA0r9Sbe2tjs&hl=de&ei=d6PZS9L4GcXzOabqpdQP&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0CCUQ6AEwBQ#v=onepage&q&f=false
>Hast du denn (stichhaltige ;)) Argumente, warum der 4066 nicht geeignet >sein soll? Wenn du ihn mit +/-12V versorgen willst... >Spricht was gegen die jetzige Schaltung (ohne Wechsler, nur Schließer)? Das, was du mühsam wegfiltern willst, gelangt beim "ausgeschalteten" Schließer über parasitäre Kapazitäten dennoch wieder auf die rechte Seite. Ein solcher Wechsler hat bei höheren Frequenzen keine brauchbare Ausschaltdämpfung. >Wie meinst du das? Welcher Eingang bleibt denn frei? Schau mal in einem Datenbuch über Video-Schalter, wie man HF-Signale umschaltet. Ungenutzte Signale klemmt man dabei auf geeignete Weise auf Masse, damit diese nicht mehr über parasitäre Kapazitäten in den Signalweg "durchschlagen" können. Noch was: C4 und vor allem C5 sind etwas zu klein geraten. Jetzt liegen sie in der gleichen Größenordnung wie die stark streuenden Eingangskapazitäten der OPamps. Das Resultat kann eine spürbare Welligkeit im Frequenzgang sein. Die Dimensionierung der Bauteile dieses Filters sind ohnehin etwas merkwürdig. Wo hast du denn das her? Kai Klaas
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Kai Klaas schrieb: >>Hast du denn (stichhaltige ;)) Argumente, warum der 4066 nicht geeignet >>sein soll? > > Wenn du ihn mit +/-12V versorgen willst... Der 4066 Schalter wird mit 3,3V versorgt. (Signal an der Stelle geht ja nur von 0-2,5V). >>Spricht was gegen die jetzige Schaltung (ohne Wechsler, nur Schließer)? > > Das, was du mühsam wegfiltern willst, gelangt beim "ausgeschalteten" > Schließer über parasitäre Kapazitäten dennoch wieder auf die rechte > Seite. Ein solcher Wechsler hat bei höheren Frequenzen keine brauchbare > Ausschaltdämpfung. Ja, stimmt. Habe das letztens beim Elektronik Kompendium gelesen, jetzt wo du es sagst. Erhöht natürlich die Anzahl der nötigen Schalter ziemlich. Allerdings frage ich mich: Ich schalte ja nur zwischen Filterung/Keine Filterung um. Die Spannungsunterschiede zwischen beidem sollten eigentlich nur minimal sein. So gefühlsmäßig würde ich sagen, dass der Kondensator nicht soo den riesigen Einfluss hat. Bei steilen Signalflanken (Rechteck sieht das natürlich schon wieder anders aus. 9pF hat der MAX4066 an dieser Stelle. Das ist natürlich auch nicht gerade wenig. Ich rechne das noch mal durch, ob sich in meinem Falle die mehreren Schalter lohnen. > Noch was: C4 und vor allem C5 sind etwas zu klein geraten. Jetzt liegen > sie in der gleichen Größenordnung wie die stark streuenden > Eingangskapazitäten der OPamps. Ups, das ist allerdings ein Argument. > Das Resultat kann eine spürbare > Welligkeit im Frequenzgang sein. Die Dimensionierung der Bauteile dieses > Filters sind ohnehin etwas merkwürdig. Wo hast du denn das her? Ich sehe gerade die Filterberechnung im ersten Post ist für einen MFB Filter. Habe aber Sallen Key Topologie. Deswegen noch mal im Anhang woher die Werte sind. Ich glaube aber die Werte im Schaltplan sind noch von einem anderen Filter. Aber so weit von der Berechnung bin ich ja nicht weg. Ich könnte als Seed auch 1kOhm statt 10kOhm nehmen. Damit werden alle Werte verzehnfacht. Also 470pF statt 47pF. Das muss ich dann mal auf Verträglichkeit mit dem Operationsverstärker Eingang abklären ;) Nicht, dass der da reinpfuscht.
Beim 4066 sind ja schon 4 Schalter in einem IC, der extra Aufwand hält sich also in Grenzen. Das gefilterte Signal kann man wohl noch direkt schalten, da fehlen die ganz hohen Frequenzen. Das Signal ohne Filter kann man besser schalten mit 3 Schaltereinheiten. 2 In Reihe, und dazwischen einen gegen Masse. Wenn es irgend geht sollte man den 4066 (bzw. besser 74HC4066) mit 5-6 V versorgen, dann werden die Widerstände kleiner. Eine bessere Alternativ wäre ein 74HC4053 mit +-5 V als Versorgung, und dann 2 der 3 Umschalter benutzen. Der max4066 sollte vor allem hinsichtlich Leckströmen besser sein, das ist hier kaum gefordert. Wenn man sich die Ausgaben des Filtertools anschaut, wird man wohl schnellere OPS brauchen.
>Der 4066 Schalter wird mit 3,3V versorgt. (Signal an der Stelle geht ja >nur von 0-2,5V). Ja, aber IC6 wird mit +/-12V gespeist und kann, wenn es dumm läuft, den 4066 zerschießen oder zumindest beim Einschalten der Versorgungsspannung Latch-Up verursachen. Eine kleinere Speisespannung für den 4066 kannst du nur machen, wenn du den 4066 an den Ein-/Ausgängen schützt. Kai Klaas
Ulrich schrieb: > Beim 4066 sind ja schon 4 Schalter in einem IC, der extra Aufwand hält > sich also in Grenzen. Das gefilterte Signal kann man wohl noch direkt > schalten, da fehlen die ganz hohen Frequenzen. Das Signal ohne Filter > kann man besser schalten mit 3 Schaltereinheiten. 2 In Reihe, und > dazwischen einen gegen Masse. Schon, aber die anderen beiden Schalter sind schon anderweitig vorgesehen ;) > Wenn es irgend geht sollte man den 4066 (bzw. besser 74HC4066) mit 5-6 V > versorgen, dann werden die Widerstände kleiner. Ja, das dürfte aber auch nur nebensächlich sein bei 90kOhm Eingangswiderstand am Subtrahierer. > Eine bessere Alternativ > wäre ein 74HC4053 mit +-5 V als Versorgung, und dann 2 der 3 Umschalter > benutzen. Hm. Muss ich mir mal angucken, Danke. > Wenn man sich die Ausgaben des Filtertools anschaut, wird man wohl > schnellere OPS brauchen. Ja, das geforderte GBP ist schon relativ hoch. OP467 sollte aber passen meiner Meinung nach.
Kai Klaas schrieb: >>Der 4066 Schalter wird mit 3,3V versorgt. (Signal an der Stelle geht ja >>nur von 0-2,5V). > > Ja, aber IC6 wird mit +/-12V gespeist und kann, wenn es dumm läuft, den > 4066 zerschießen oder zumindest beim Einschalten der Versorgungsspannung > Latch-Up verursachen. Eine kleinere Speisespannung für den 4066 kannst > du nur machen, wenn du den 4066 an den Ein-/Ausgängen schützt. Da hast du allerdings wieder ein Argument. Das blöde ist, wenn man die Eingänge des Schalters schützen möchte (durch einen Widerstand) erhöht man ja zwangsläufig wieder den Ausgangswiderstand am Schalterausgang und geht dann auf den (nicht unnendlich hohen) Eingangswiderstand des Subtrahierers. Eventuell müsste man als Schutz eine externe Schottky Diode in Reihe mit einem Widerstand gegen die Versorgungsspannung, bzw. gegen Masse vorsehen.
>Da hast du allerdings wieder ein Argument. Das blöde ist, wenn man die >Eingänge des Schalters schützen möchte (durch einen Widerstand) erhöht >man ja zwangsläufig wieder den Ausgangswiderstand am Schalterausgang und >geht dann auf den (nicht unnendlich hohen) Eingangswiderstand des >Subtrahierers. Genau. Man macht das üblicherweise mit einer reduzierten Versorgungsspannung, die für Opamp und Analogschalter gleichermaßen verwendet werden kann. Noch ein Tipp: Aktive Tiefpaßfilter können allerhöchste Frequenzen nur unvollkommen unterdrücken, weil irgend wann der OPamp aufhört wie ein solcher zu funktionieren. Man behilft sich dann damit, daß man das Signal zuerst mal durch einen rein passiven Tiefpaß schickt und dann erst durch einen aktiven. Dadurch hat man beides, den steilen Abfall, wie ihn nur ein aktives Filter liefern kann und gleichzeitig die zuverlässige Unterdrückung der höchsten Frequenzen, wie es nur ein passiver Tiefpaß schafft. Kai Klaas
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So, ich habe mir noch mal die DDSe von ELV angeschaut, da gibts ja Schaltpläne zu. http://www.elv-downloads.de/service/manuals/DDS10/61360-DDS-Board.pdf http://www.elv-downloads.de/service/manuals/DDS20/53665_DDS_20_Board_V6_2_KM.pdf http://www.elv-downloads.de/service/manuals/83706_DDS130_um.pdf Und in anbetracht der Tatsache, dass die aktiven Filter bei hohen Frequenzen nicht mehr so gut sperren, habe ich mir nun überlegt den Filter passiv zu machen (Pi Filter. 7. oder 9. ordnung). Die Signalumschaltung ist dann genau so, wie bei den ELV Geräten: Ein einfaches Relais, das dank der verringerten Anzahl OPV jetzt noch Platz findet. Ich möchte den Filter in Leistungsanpassung betreiben (Zin=Zout=47R) und anschließend (bzw. vorher) wieder um 2 verstärken. Das sollte laut Simu ganz gut gehen. Das sollte gewisse Dinge auf jeden Fall vereinfachen. Außerdem brauche ich nun nur noch 12V und -12V als "saubere" digitalfreie Spannungen auszulegen. 5V und 3,3V (Display, Relais und Mikrocontroller) werden über Schaltregler (Vor den 78/79-12 Reglern) und LDO erzeugt. Die Sache hat noch einen Vorteil: Ich glaube 2fache Opamps in der "höheren Mittelklasse" (also besser als TL082 und Co) sind bei Reichelt besser zu bekommen als 4fache. Und billiger. Als Relais soll ein Finder 30.22 zum Einsatz kommen. Das gibt es bei Reichelt und bei CSD gut erhältlich und ist kompakt. Was ist davon zu halten? Oder habe ich mir jetzt neue Stolperfallen gebaut? ;)
Ach so, die Impedanz des Filters sollte man noch höher machen, würde ich sagen. Ansonsten belastet man die Signalquelle ja mit 47 Ohm, das schafft der OPV nicht.
>Ich möchte den Filter in Leistungsanpassung betreiben (Zin=Zout=47R) und >anschließend (bzw. vorher) wieder um 2 verstärken. Das sollte laut Simu >ganz gut gehen. Leistungsanpassung ist Standard, ja, aber das muß nicht unbedingt 50R-Technik sein. Die kann ein normaler OPamp wie der TL082 gar nicht treiben. >Als Relais soll ein Finder 30.22 zum Einsatz kommen. Das gibt es bei >Reichelt und bei CSD gut erhältlich und ist kompakt. Hier sind vor allem kleine Streukaspazitäten zwischen den geöffneten Kontakten wichtig. Kai Klaas
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Kai Klaas schrieb: >>Ich möchte den Filter in Leistungsanpassung betreiben (Zin=Zout=47R) und >>anschließend (bzw. vorher) wieder um 2 verstärken. Das sollte laut Simu >>ganz gut gehen. > > Leistungsanpassung ist Standard, ja, aber das muß nicht unbedingt > 50R-Technik sein. Die kann ein normaler OPamp wie der TL082 gar nicht > treiben. Ja, stimmt. Eigentlich muss der ja nur 100Ohm treiben, aber je hochohmiger, desto besser natürlich. Problem ist, dass die Induktivitäten relativ groß werden. Wie wirkt sich eigentlich genau der Q Faktor auf den Filter aus? Soweit ich weiß, hat das doch was mit Schwingkreisen zu tun. Aber ich benutze den Filter ja nicht als Schwingkreis. >>Als Relais soll ein Finder 30.22 zum Einsatz kommen. Das gibt es bei >>Reichelt und bei CSD gut erhältlich und ist kompakt. > > Hier sind vor allem kleine Streukaspazitäten zwischen den geöffneten > Kontakten wichtig. Du meinst diejenigen Kapazitäten zwischen den Schaltkontakten bei geöffnetem Kontakt? Steht leider nicht im Datenblatt. Aber ich denke mal um Größenordnungen kleiner als bei den CMOS Switches. http://www.finder-relais.net/de/finder-relais-serie-30.pdf Eins ist mir noch aufgefallen: Bei meinem jetzigen Schema verwende ich die Leistungsanpassung ja nur, wenn der Filter aktiviert ist. Das heißt, wenn ich den Filter überbrücke habe ich ja die doppelte Spannung. Im Anhang ein Auszug aus dem Schaltplan von dem ELV DDS. Vom Ausgang VOUT des DDS ICs (der eigentlich ein Stromausgang mit internem Lastwiderstand gegen Masse ist), gehen die auf den Filter/Bypass und dann mit 470 Ohm (Poti) auf Masse. (Ist also ein Spannungsausgang mit definiertem Innenwiderstand). Es sieht also ganz danach aus, als wenn bei aktiviertem Filter-Bypass einfach nur ein Spannungsteiler gebaut wird. Oder? EDIT: Ach so, Danke Kai für deine professionellen Tipps! :-)
50 Ohm sind etwas niederohmig für die normalen OPs, und hier auch gar nicht nötig. Wenn man unbedingt an die Impedanz der Leiterbahnen anpassen will wäre man ohnehin schon eher bei 100 Ohm. Etwas höher sollte man schon gehen, um den OPs entgegenzukommen, aber über 600 Ohm würde ich nicht gehen, denn je höher die Impedanz, desto mehr stören parasitäre Kapazitäten wie die an den Relais. Die Amplitude kann man für den Bypass-mode ja auch anpassen mit einem Abschwächer statt der einfachen Leitung. Das sollte auch das ohnehin schon geringe übersprechen über die offenen Relaiskontakte reduzieren.
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Hallo Ulrich. Ja 50 Ohm sind zu niedrig, seh ich ja ein ;-) Ich habe mal erst mal überschlagshalber mit Rin=Rout=270 Ohm gerechnet. Macht also 560 Ohm Last am OPAMP Ausgang. Das sollte wohl klar gehen. Zumal in dem Bereich das Signal direkt nach dem Opamp nur von 0-5V geht. Also max. 10mA aus dem OpAmp. Klingt aber auch schon nicht wenig. Und eventuell wollte ich noch die Gesamtverstärkung (*16 mit dem leistungsangepassten Filter um von 0-2,5V auf +/-10V zu kommen) auf beide Opamps gleichmäßig verteilen. Sprich beide *4 (Ich hoffe so krieg ich die bestmögliche Performance in der Frequenzübertragung). Dann wären es aber schon 20mA bei der Filterimpedanz. Generell klingt das aber alles schon mal ganz gut, würde ich fast behaupten. Zu der Amplitude beim Bypass: Ich glaube wir meinen das Gleiche. Deshalb das Bild im Anhang. Ich habe quasi meine beiden Widerstände die nötig sind für die Leistungsanpassung aus dem Filterzweig "nach außen" verlegt. So habe ich quasi auch Leistungsanpassung im Bypass, was dann nichts anderes als ein Spannungsteiler ist :-)
>Wie wirkt sich eigentlich genau der Q Faktor auf den Filter aus? Teilweise drastisch! Wenn du bei einem fertigen Filter einfach den Quell- und Lastwiderstand veränderst, also beispielsweise von 100R auf 300R, stimmt der Frequenzgang natürlich nicht mehr. Wenn er vorher ganz glatt war, erhälst du jetzt eine erhebliche Welligkeit. Das ist aber nicht schlimm, weil man das durch Anpassung der Ls und Cs ausgleichen kann. Am besten nimmst du einfach ein fertiges Filter, das du in einer zuverlässigen Veröffentlichung findest. ELV z.B. hat schöne Filter in ihren Schaltungen. Nimm TINA, o.ä., simuliere das Filter, dann bist du auf der sicheren Seite. >Du meinst diejenigen Kapazitäten zwischen den Schaltkontakten bei >geöffnetem Kontakt? >Steht leider nicht im Datenblatt. Aber ich denke mal um Größenordnungen >kleiner als bei den CMOS Switches. Das Takamisawa-Relais aus der ELV-Schaltung hat, glaube ich, jeweils 0,5pF. Das ist in der Tat weniger. >Ich habe mal erst mal überschlagshalber mit Rin=Rout=270 Ohm gerechnet. >Macht also 560 Ohm Last am OPAMP Ausgang. Hhm, könnte knapp werden. Geht eigentlich nur in Verbindung mit einem OPamp der zuverlässig 600R Lasten treiben kann. Ein TL082 kann nur 2k. Dein BUF634 wäre ideal dafür... Kai Klaas
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Kai Klaas schrieb: >>Wie wirkt sich eigentlich genau der Q Faktor auf den Filter aus? > > Teilweise drastisch! Wenn du bei einem fertigen Filter einfach den > Quell- und Lastwiderstand veränderst, also beispielsweise von 100R auf > 300R, stimmt der Frequenzgang natürlich nicht mehr. Wenn er vorher ganz > glatt war, erhälst du jetzt eine erhebliche Welligkeit. Das ist aber > nicht schlimm, weil man das durch Anpassung der Ls und Cs ausgleichen > kann. Ok, das habe ich schon in meinen Simulationen gesehen. Da ich den Filter aber doch eh leistungsangepasst verwende, mit festen ohmschen Widerständen an Eingang und Ausgang dürfte das doch eigentlich egal sein (Zumindest weitestgehend, da ja die Widerstände auch Toleranzen haben). > Am besten nimmst du einfach ein fertiges Filter, das du in einer > zuverlässigen Veröffentlichung findest. ELV z.B. hat schöne Filter in > ihren Schaltungen. Nimm TINA, o.ä., simuliere das Filter, dann bist du > auf der sicheren Seite. Was heißt "fertiges Filter"? ;) Gibt da nette (teure) ICs mit Switched Capacitor Filtern drauf, die sind genial. Leider aber auch schlecht zu kriegen. Ich habe hier den AADE Filter Designer. Damit geht das eigentlich ziemlich problemlos. Daher auch die aktuellen Werte für den 400kHz Butterworth Filter (der hier mal nur exemplarisch dargestellt sei. Denn für 12 Bit ist die Dämpfung bei 1MHz zu wenig. 72dB sollten da ja schon drin sein). >>Ich habe mal erst mal überschlagshalber mit Rin=Rout=270 Ohm gerechnet. >>Macht also 560 Ohm Last am OPAMP Ausgang. > > Hhm, könnte knapp werden. Geht eigentlich nur in Verbindung mit einem > OPamp der zuverlässig 600R Lasten treiben kann. Ein TL082 kann nur 2k. > Dein BUF634 wäre ideal dafür... Hast Recht. Selbst bei 1k muss man schon mehrere Volt Output Swing einbüßen (2.5V pro Rail). bei 500 Ohm Last sinds schon 5V pro Rail. Aber an der Stelle einen BUF634 zwischenzuschalen, naja ich weiß nicht. Dann lieber den Filter hochohmiger machen. Die Idee mit der Simulation ist aber gar nicht mal übel. Im Anhang mal die komplette Schaltung. Klappt wirklich schon sehr gut, muss ich sagen: - Nachdem ich den Feedback hinten hinter den BUF634 gesetzt habe, ist die Abweichung bei der niedrigen Last (50 Ohm = Kurzschluss am Ausgang) um Längen kleiner geworden, als wenn man den im Open-Loop einfach hinten anschließt - Im Frequenzgang (Besonders beim Bypass) ist ganz klar zu sehen, dass der TL084 (bzw. TL082) nicht wirklich geeignet ist, bzw. eher eine Low-Cost Lösung darstellt. Nun bin auch ich überzeugt ;) EDIT: Die Simulationen zeigen den kompletten Übertragungsverlauf. Also der Messpunkt liegt ganz hinten.
Wollte noch was loswerden: Mit einem stinknormalen NE5532 (Der dazu auch noch 600 Ohm treiben kann) sieht es schon um Längen Besser aus. Einzig die Slew Rate ist noch etwas klein für 100kHz Rechteck (20Vpp). Aber das ist auch schon ne krasse Anforderung. Es sind jetzt ca. 4µs am Ausgang. Sind also ca 5V/µs.
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Ich bin jetzt auch dazu übergegangen die Endstufe diskret aufzubauen. Braucht nicht wesentlich mehr Platz, ist aber günstiger. Und die dynamischen Parameter sind immer noch bei weitem ausreichend. Im Anhang mal die Simulationen. Rechteck und Sinus sind für den Kurzschlussfall gezeichnet.
Ist die Endstufe denn kapazitiv belastbar? Kai Klaas
Habe mal 100p bis 100µ Querbeet hinten (hinter den 50 Ohm Innenwiderstand) drangehangen, da schwingt zumindest nichts. Allerdings ist bei 100µF die Amplitude auch nicht mehr sehr hoch bei 100kHz :-D (Sinus) Beim Rechteck passiert auch nichts außergewöhnliches (Außer, dass die Ecken verrundet werden). Wo könnte man denn noch rum-messen? Ich würde ansonsten schon fast sagen: Passt!
D1 ist kurzgeschlossen, ja. Habe die Schaltung mit zwei Dioden in Reihe im Internet gefunden, allerdings ist selbst bei keiner Last schon der Strom durch die Transistoren so groß, dass die in Echt durchbrennen würden. Mit einer Diode geht es besser. Vermutlich wäre dann die Linearität (ohne Rückkopplung) schlechter, kann das? Aber durch den Operationsverstärker, habe ich mir gedacht, wird das ausgeglichen. Ganz ohne Dioden geht leider nicht, dafür ist der Operationsverstärker wohl zu langsam. Da sind noch Verzerrungen im 0V Bereich zu sehen am Ausgang. Deswegen wollte ich erst mal im Layout beide Dioden vorsehen, wobei man ja dann eine einfach überbrücken kann, wenn das dann tatsächlich besser funktioniert. Ich muss demnächst mal wieder in der FH-Bibliothek rumsuchen und mir was praktisches zu Gegentaktendstufen raussuchen.
>Mit einer Diode geht es besser. Vermutlich wäre dann die Linearität >(ohne Rückkopplung) schlechter, kann das? Aber durch den >Operationsverstärker, habe ich mir gedacht, wird das ausgeglichen. Auch ein NE5532 kann nicht zaubern. Das Weglassen der Diode wird bei kleineren Signalen wohl in größeren Ünernahmeverzerrungen resultieren. Kai Klaas
Kai Klaas schrieb: >>Mit einer Diode geht es besser. Vermutlich wäre dann die Linearität >>(ohne Rückkopplung) schlechter, kann das? Aber durch den >>Operationsverstärker, habe ich mir gedacht, wird das ausgeglichen. > > Auch ein NE5532 kann nicht zaubern. Das Weglassen der Diode wird bei > kleineren Signalen wohl in größeren Ünernahmeverzerrungen resultieren. Klar nicht ;-) Aber in der Simulation ist diesbezüglich auch bei kleinsten Signalen nicht festzustellen (100mV Amplitude am Ausgang). Für alles andere fehlt mir die Erfahrung. Also wird man es wohl drauf ankommen lassen müssen ;-)
>Klar nicht ;-) Aber in der Simulation ist diesbezüglich auch bei >kleinsten Signalen nicht festzustellen (100mV Amplitude am Ausgang). Für >alles andere fehlt mir die Erfahrung. > >Also wird man es wohl drauf ankommen lassen müssen ;-) Du hast ja geschrieben, daß das Low-Cost sein soll, und da ist eine diskret aufgebaute Endstufe nicht unüblich. Ist doch prima, wenn es so funzt. Kai Klaas
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