kann mir jemand weiterhelfen: für meine Abschlussarbeit suche ich einen HF Verstärker bzw. Spannungsfolger mit einer Bandbreite von 10GHz; Gain: ~1dB oder kleiner. Weitere Anforderungen: hohe Eingansimpedanz, saubere Verstärkung über die ganze Bandbreite. Bisher konnte ich Verstärker nur mit einem Gain von >10dB finden. (z.B. Hittite). Hat mir jemand einen Tipp?
"Ein dB ist kein dB", um mal unseren Messtechniker zu zitieren. ;-) Wofür soll das gut sein? Entweder will man eine möglichst genaue Verstärkung von 1 (also 0 dB) für Messzwecke, oder man will "richtig" verstärken, dann ist 1 dB reichlich wenig. Normalerweise kann man einen Verstärker gegenkoppeln, um die Verstärkung zu reduzieren, aber das wird bei einer Bandbreite von 10 GHz recht schwierig. Auch eine höhere Verstärkung mit nachfol- gendem Dämpfungsglied wird bei dieser Bandbreite schon zur Herausforderung. "hoher Eingangswiderstand" als Forderung bei 10 GHz ist sowieso Kokolorus. Selbst eine vergleichsweise kleine Eingangskapazität von 1 pF hat da schon nur noch 16 Ω Scheinwiderstand.
HP 1168A: Bandbreite 10GHz, Input impedance 25kOhm//0.35pf (SE), Attenuation 3,45:1, 8000$.
Richtig ...benötige diesen für Messzwecke! Daher auch die genauen 0dB! Und daher auch die große Bandbreite! Einen Verstärker mit z.B. 15dB zu wählen und danach wieder zu dämfpen halte ich nicht für sehr sinnvoll! Was würdest du mir dann empfehlen?
Andi Es ist absoluter Unsinn bei 10GHz NICHT!!! mit 50 Ohm Impedanz zu arbeiten. Kein Mensch tut das. Wie Jörg schon geschrieben hat, ist bei nur 1pF Eingangskapazität der Scheinwiderstand schon nur noch 16 Ohm. Was nützen dann einen noch 25Kohm Eingangswiderstand? Sorge lieber dafür das du an den Punkten wo du messen willst konstruktiv einen 50 Ohm Ausgang hast. Dann hast du bei der Frequenz immer noch genug mit Kabeldämpfung zu kämpfen, sofern du einen breitbandigen Messkopf mit 50 Ohm Eingangswiderstand hast. Ralph Berres
Ok .. diesen Fehler muss ich mir eingesehen! Das war Unsinn was ich da vorher geschrieben habe! Da hab ich kurzfristig selber nicht drüber nachgedacht... 50Ohm Eingangsimpedanz ist Plicht!! Klar... aber mein eigentliches Probelem ist ja das das ich keinen Verstärker für die Bandbreite mit dem Gain finde!? Was empfehlt Ihr mir hier?
Du solltest einfach mal noch ein paar Anforderungen in die Runde werfen. Der Rest von dir gebrachte, ist leider echt dünn. Wenn das die Abschlußarbeit sein soll, naja. Ich dachte nichts von HF zu verstehen, aber da habe ich wohl noch jemand dümmeren gefunden. Tut mir leid für die Wahrheit. Hittite ist bereits ziemlich am Ende der Fahnenstange! Danach wirds schlicht teuer, exotisch, geheimnisvoll. Also was brauchst du genau und wozu? - Linearität - Kostenrahmen - Modul oder Bauelemente - welchen Meßpark hast du? usw.
nette Antwort ...Abdul K.! Ich kann jetzt schlecht meine ganze Arbeit posten damit du die Güte davon bewerten kannst... haha Find das auch echt interessant wie oberflächlich du eine Aussage bewertest ohne das große ganze zu betrachen... naja... wenn du meinst du musst mich runter machen... bitteschön! Das mit der Impedanz war mehr als falsch ..das hab ich zugeben ..basta! Wenn du meine Text genau lesen würdest hättest du auch verstehen was ich will: Linearität: Habe ich gesagt so linear wie möglich sprich bestenfalls +/-2dB Abweichung über die komplette Bandbreite! Da ich bisher gar nichts gefunden habe wäre ich auch mit was schlechterem zufrieden gewesen! Kostenrahmen: Keine Angabe -> spielt für meine Frage keine Rolle Modul oder Bauelement: SMT ..also Bauelement Messpark: Was spielt denn das für die Frage für ne Rolle!? Geh davon aus ich bin bestens ausgerüstet! So Abdul K... jetzt hast du alle Infos die du gewollt hast.. auf deine hochkompetente Antwort bin ich ja schon jetzt gespannt!
Mag sein ich komme oft harsch rüber, aber ich lese garantiert deinen Text supergenau. Du bist unter der Lupe! ha ha Die Linearität bezog sich nicht auf den Frequenzgang, sondern die Verzerrungen. Nenne es mir wegen die Klasse (A, AB, D, E usw) des Verstärkers oder Modulationsverfahren. Kompresionspunkt usw. Leider schreibst du nichts über den Verwendungszweck. Sei dir sicher, deine eigentliche Arbeit interessiert mich nicht die Bohne. Und vermutlich die meisten hier auch nicht. Wäre ein seltener Zufall, wenn da was interessantes für mich drin wäre. Was willst du überhaupt? Laß mich raten: Einen Trennverstärker mit möglichst großer Rückwärtsdämpfung? Wenn du einen bestens ausgerüsteten Meßpark hast, bin ich nur neidisch und greife mich an den Kopf, wieso du dann nicht die passenden Leute die das auch nutzen können, bei dir hast. Also wie immer: Da steht ne halbe Million auf Staatskosten rum. Ich kann dir leider nur einige Kontakte nennen, wo man dir helfen könnte. Selbst ist das für mich kein Thema. Da bin ich zu unerfahren. Erste Adresse wäre s.e.d. Da tummeln sich die potenten Leute. Wenn das nix bringt, kann ich dir einige direkt nennen. Laß erstmal dort die Frage los. Was das Forum hier angeht: Mit 10GHz beschäftigen sich hier nur wenige und die meisten sind so wie ich. Springen also nur auf den Zug, wenn für sie interessante Themen kommen, wo sie sich darstellen können, dem Helfer-Syndrom folgen, oder zumindest einen glaubwürdigen Leidensweg lesen können. Kurzum: Mit dem Titel Verstärker Gain 1dB biste also sofort draußen.
Ralph Berres schrieb: > Es ist absoluter Unsinn bei 10GHz NICHT!!! mit 50 Ohm Impedanz zu > arbeiten. Es gibt Probes die schaffen auch in diesem Bereich noch wenige 100 Ohm. Natürlich nichts für die Portokasse. Gruß Michael
Hallo Andi, > nette Antwort ...Abdul K.! nein, nett war die Antwort nicht. Der Ton war nicht in Ordnung, der Inhalt mußte aber unbedingt gesagt werden. > Ich kann jetzt schlecht meine ganze Arbeit posten damit du die Güte > davon bewerten kannst... *haha* Das ist deshalb so wichtig, weil hier im Forum viele Anfänger posten, auf deren Aussagen man sich nicht unbedingt verlassen kann. Oft ist man gut beraten, mit Hinblick auf die Anwendung falsche Vorstellungen der Fragesteller zu korrigieren, ehe eine gute Lösung erarbeitet werden kann. > Wenn du meine Text genau lesen würdest hättest du auch verstehen was ich > will: Das sehe ich anders. Erst auf Nachfragen hast Du die benötigte Bandbreite mitgeteilt. Über die benötigte Leistung und die erforderliche Rauschzahl wissen wir allerdings immer noch nichts. Da Du Deine Anwendung nicht genannt hast, bleibt bei den meisten Lesern auch wohl noch mindestens ein Restzweifel, ob Du tatsächlich eine Bandbreite von DC bis 10 GHz benötigst. Denn Anwendungen, bei denen DC genauso benötigt wird wie 10GHz sind eher selten. Gewöhne Dir also bitte vernünftige Fragestellungen an. Alles andere bringt eh nichts. Vielleicht wirst Du ja hier fündig: http://www.minicircuits.com/products/amplifiers_wideband.html Wenn Du nicht die gesamte Bandbreite benötigst, kannst Du evtl. einen Verstärker und einen Abschwächer kombinieren, so daß 0dB herauskommen. Gruß, Michael
Hatten wir schon die Leistung, um wieviel Listung geht es denn ? Mit 1dB gain kan man gerade den Verlust des Steckverbinders wettmachen. Ein Breitband verstaerker baut man aus mehreren breitbandigen Stufen hintereinander, die alle ein Wenig beitragen. DC gekoppelt ... kann man machen.
Das Vorgehen ist wie folgt. Designe eine Stufe mit einem Transistor, der eine FT von 40GHz oder so bringt. Die Impedanzen dieser Stufe ist 50 Ohm ein, 50 ohm aus. Verstaerkung dieser Stufe ist wahrscheinlich weniger als 2. Dafuer ist das Design breitbandig, dh keine Wellenleiteranpassungen. Ein rein resistives Design, das aber mindestens 10GHz macht.
Die Aufgabe müsste sich einem modernen Bipolartransistor (ft > 15 GHz) in Basisschaltung problemlos (Voraussetzung: ein perfektes Stripline-Layout, ist nicht ganz trivial) problemlos lösen lassen. Bei so niedrigem Gain ist diese Bandbreite und Frequenzgang durchaus machbar. Liste mal alle Bedingungen auf: Frequenzbereich: DC - 10 GHz Gain 1dB +/- 2dB (oder 0dB +/- 2dB ?) Eingangs Impedanz 50 Ohm (VSWR = ? z.B. 2.0) Ausgangs Impedanz 50 Ohm (VSWR = ? z.B. 2.0) Maximaler Ausgangs-Pegel (-1dB Compression Point z.B. 15 dBm) Rauschzahl? (NF = ?, z.B. 4.5dB) Dann wäre der nächste Schritt einen geeignetejn Transistor zu finden. Interessieren würde mich aber den Zweck dieses Verstärkers, ich kann mir nur zwei Dinge vorstellen: Isolationsverstärker: => Entkopplung der Rückwirkung vom Ausgang auf den Eingang. Übungsaufgabe: => für akademische Zwecke
Wenn du einen Verstärker brauchst, der gar nicht verstärkt, dann nimm doch einfach ein Stück Koax-Leitung und mach ein Gehäuse drum herum. Oder habe ich da jetzt etwas falsch verstanden?
@Johannes >Oder habe ich da jetzt etwas falsch verstanden? Ja, es gibt eine durchwegs sinvolle Anwendung: >Isolationsverstärker: > => Entkopplung der Rückwirkung vom Ausgang auf den Eingang.
Das passende Projekt wäre dann ein Zirkulator aus Transis bei 10GHz...
Eine Kombination aus "Abschwächer - Verstärker - Abschwächer" gibt die beste Rückwirkungsfreiheit. Besser bekommt man das mit keiner anderen Methode hin.
Man müsste aber noch die Rauschzahlanforderungen kennen. Eventuell kommt ein Abschwächer vor dem Verstärker dann nicht in Frage.
Angehängte Dateien:
-
Messkopf.JPG
19 KB
besten Dank für die vielen Antworten: Ich starte nochmal wie vorgeschlagen mit der Anwendung und einer Erklärung: Ich möchte einen HF- Messkopf entwickeln / bzw. schauen ob dies mit "einfachen" Mitteln möglich ist. Sprich: Die Varianten aktiv, passiv genauer unter die Lupe nehmen und über Versuche/ Simulationen herausfinden mit welchem ich die besten Resultate erziele. (Hier stehe ich derzeit am Anfang meiner Recherche) Fakt ist: Für einen aktiven Verstärker brauche ich einen Amplfier der in der Frequenzbandbreite linear verstärkt und die sonstigen Anforderungen erfüllt die ich bereits beschrieben habe! Ich konnte allerdings bisher nirgens einen Amplifier finden der schon alleine diese "groben" Anforderungen erfüllen! (Daher habe ich hier nachgefragt) Amplifier selber bauen wäre eine Möglichkeit... Meine Vermutung: Dies sprengt den zeitlichen Rahmen!? Um das ganze noch abzurunden anbei ein Bild:
Dann äußere ich mich auch mal. Den Bereich DC-10GHz mit einem einzigen Tastkopf abdecken zu wollen und das mit einer vertretbar guten Linearität über die komplette Bandbreite ist schlichtweg utopisch. Viel cleverer ist es, für jede Anwendung den entsprechenden Tastkopf zu haben. Das reduziert nicht nur den Aufwand und damit die Kosten, sondern verspricht auch eine größere Auswahl an Schaltungskonzepten und Bauteilen. Zum Beispiel baue ich hier an einem Tastkopf mit minimalen Bauteilaufwand für den Einsatzbereich bis 500MHz (und ein wenig mehr): Beitrag "Eigenbautastköpfe" In diesem Thread findest du auch einige Datenblätter kommerzieller aktiver Tastköpfe mit Schaltplänen, bei denen mit FETs schon deutlicher Schaltungsaufwand betrieben wird. Ich glaube dessen musst du dir erst einmal bewusst werden bzw. hätte man voraussetzen sollen können, wenn du schon an deiner Abschlussarbeit sitzt. Man kann nicht einfach einen fertigen Baustein hernehmen und glauben damit einen Tastkopf für den Bereich DC-10GHz abdecken zu können. Wenn dem so wäre könnten Hersteller wie Tektronix, Agilent, LeCroy und wie sie nicht alle heißen einpacken. Vielleicht arbeitest du dich vorab erst noch einmal in die Thematik ein und formulierst anschließend deine Anforderung noch einmal neu. Die wird dann ganz anders aussehen. branadic
Achja, im Übrigen zeigt dein Bild einen AC-Tastkopf, DC lässt sich nach diesem Prinzip nicht messen ;) Dazu bedürfte es noch eines DC-Pfades vor dem Kondensator. branadic
Hallo, Tastköpfe bei mehr als 2GHz einzusetzen halte ich für wenig sinnvoll. Denn dann baut man sich eine Art Stub der die eigentliche Anpassung in der ganzen Schaltung stört/verändert. Wenn man nur an z.B. dem Spektrum oder qualitativen Aussagen zu dem Signal interessiert ist tut es ein resisitiver Tastkopf sehr gut. Da braucht man keinen Verstärker im Tastkopf. Und alles über die ~2GHz muss man dann sowieso mit geeigneten HF-Steckverbindern messen. Entweder mit Buchsen die einen integrierten Schalter haben, mit Widerständen/Kondensatoren, die man umlötet, oder einer entsprechenden Struktur die man mit (Micro)Probes kontaktieren kann. Viele Grüße, Martin L.
Martin Laabs schrieb: > Tastköpfe bei mehr als 2GHz einzusetzen halte ich für wenig sinnvoll Mit dieser Aussage gehe ich nicht ganz d'accord. Schauen wir mal bei Tek rein (könnte auch jeder andere Hersteller sein, soll nur als Beispiel dienen), dann finden wir folgende Tastköpfe: http://www.tek.com/products/accessories/ Oscilloscope Probe Type Bandwidth Active Voltage 750 MHz - 6 GHz Current DC - 2 GHz Differential 1 MHz - 20 GHz High Voltage 25 MHz - 1 GHz Low Capacitance 3 GHz - 9 GHz Optical 250 MHz - 1.25 GHz Passive Voltage 15 MHz - 500 MHz Tastköpfe sind für verschiedene Einsatzbereiche optimiert und das durchaus auch jenseits der 2GHz. Allerdings wird man keinen Tastkopf finden, mit dem sich alle Eigenschaften in einem Tastkopf vereinen lassen. Und schon gar keinen Tastkopf für DC - 10 GHz. branadic
Hallo, die Bandbreite kann man natürlich mit Tastköpfen erreichen. Das typische "Ich halt die Spitze auf die Leiterbahn" geht dann aber nicht mehr. Entweder man hat einen speziellen Tastkopf der z.B. koaxial aufgebaut ist und hat auch entsprechende Messpunkte auf der Schaltung vorgesehen oder man verfälscht das Messergebnis so sehr, dass man nur noch qualitative Aussagen machen kann. Viele Grüße, Martin L.
@Martin, branadic
Das so ein Tastkopf sinnvoll ist sehe ich schon auch so... daher werden
diese ja auch angeboten!
Vorteil von so einem Tastkopf besteht darin das man sehr schnell nen
Fehler auf nem Leiterkartenmodul finden kann! ...Für die Fehlersuche
benötigt man natürlich dann auch nicht die Genauigkeit die die
Hersteller einem bieten können!
Was natürlich machbar ist steht auf einem anderen Blatt geschrieben!
DC - 10GHz sind die Vorgaben die bestenfalls erfüllt werden sollen!
--> sehe ich genau so wie branadic ...muss nur schauen was bestenfalls
rauszuholen ist!
>Das typische "Ich halt die Spitze auf die Leiterbahn" geht dann aber nicht mehr.
Die Spitze muss speziell designed werden... aber im prinzip geht es
genau so! Schau dir mal die differential Probe von Agilent an... die
funktioniert genau so!
Einige von euch würden weg von der aktiven Variante hin zur passiven
gehen!
(da ist die Anpassung doch noch schwerer wie bei der aktiven Variante!?)
Zudem sind ALLE hochfrequenten angebotenen Probes aktiv! (siehe liste
von branadic)
Die Frage ist, verfügst du über die notwendigen Fertigkeiten einen solchen Tastkopf von Grund auf selbst zu entwickeln, was ich anzweifeln würde. Nichts gegen dich persönlich, aber ganz offensichtlich bist du dir dem Aufwand gar nicht bewusst. Andi schrieb: > Kostenrahmen: Keine Angabe -> spielt für meine Frage keine Rolle > Modul oder Bauelement: SMT ..also Bauelement Wenn der Kostenrahmen keine Rolle spielt, warum legst du dir dann nicht einfach einen Tastkopf wie den P7513A zu und betreibst Reverse Engineering. Dann sein aber bitte auch so gut und dokumentiere das für die Öffentlichkeit in Form eines Schaltplanes, schließlich ist es immer ein Geben und ein Nehmen. Im schlimmsten Fall wirst du feststellen, dass Tektronix bei diesen Tastköpfen analoge ASICs verwendet, mit Glück findest du stattdessen kommerziell erhältliche FETs und einige Bipolartransistoren, möglicherweise finden sich aber auch Gain Blocks. Kommerzielle Bausteine in Form von OPVs sind mir für diesen Frequenzbereich zumindest nicht bekannt. branadic
Der Aufwand ist mir sehr wohl bewusst... die genannten Bedenken kamen mir schon alle vorher! Wie gesagt: Ziel ist es nicht die genannten Anforderungen zu erfüllen sondern aufzuzeigen wie man am besten dort hin kommt! Bei Agilent / Tektronik arbeiten ganze Entwicklungsteams daran eine solche Probe zu entwicklen.. es wäre naiv zu behaupten dies im Rahmen einer Abschlussarbeit auch hinzubekommen! (Hab ich auch zu keinem Zeitpunkt behauptet) Kostenrahmen... diesen Satz habe ich nur gebracht damit mir hier mal überhaupt jemand einen Link zu einem derartigen auf dem Markt verfügbaren Amplf. schickt! Kam aber nichts...
Hallo, der Hinweis auf Hittite kam sehr wohl. Und die haben auch Verstärker von DC bis 10GHz. Allerding nicht mit 1dB Verstärkung weil das eher niemand kaufen würde. Der Gain-Block ist aber IMHO nur als Chip verfügbar. Du musst Dich also drum kümmern ein Stubstrat zu erstellen auf den Du den Chip bonden kannst. Kleinststückzahlen sind dafür bei Hittite kein Problem - auch bei Chips nicht. Viele Grüße, Martin L.
Wenn ich das alles so lese, hmm. Kann es sein, das hier schlicht 1db Gain mit 1dB gain compression verwechselt wurde?
Abdul K. schrieb: > Wenn ich das alles so lese, hmm. Kann es sein, das hier schlicht 1db > Gain mit 1dB gain compression verwechselt wurde? Nein, was er wirklich sucht ist ein Baustein um einen Impedanzwandler aufzubauen, daher meint er höchstwahrscheinlich Gain=1, so meine Vermutung. Und dazu sollte er sich erst mal einen FET schnappen, einen Sourcefolger aufbauen und anschließend einen Verstärker aus Biploartransistoren, so wie es die Jungs von Tek bisher auch praktiziert haben. Schade das es zu den heutigen Tastköpfen keine Schaltpläne mehr gibt, da könnte man sich sicher einiges abschauen. Grundsätzlich dürfte sich aber am Schaltungskonzept nicht so viel geändert haben. branadic
Ist doch völlig abstrus. Allein die Frage, wie man bei 10GHz auf ein 1dB genau die Spannung/Leistungs messen will... Dann kommen Verbindungselemente hinzu: PCB, Stecker usw. Überall 0,2dB... Aber der Ton war ja gerade überdeutlich zu hören. Daher steige ich aus. Er täte besser, wenn er seinen Prof auf eine interessantere Fragestellung hinweisen würde. Nämlich, der Thread von branadic zum selbstgebauten FET-Tastkopf. Da kommt dann wenigstens was brauchbares und nichts esoterisches raus. Wenn das ein Prof mit Hirn ist, wird er sofort einschwenken.
Abdul K. schrieb: > Aber der Ton war ja gerade überdeutlich zu hören. > Daher steige ich aus. Ich hoffe das bezog sich nicht auf meinen Beitrag!? Aber du hast natürlich recht, einfach ist ganz was anderes. Um so mehr glaube ich, dass sich der TE noch nicht ausreichend mit der Thematik beschäftigt hat. Ich denke bevor man die zweistelligen Gigahertze anvisiert sollte man es erst einmal mit einem aktiven Tastkopf von DC bis 1GHz versuchen. Man stellt ganz schnell fest, dass das schon eine ziemlich anspruchsvolle Herausforderung ist. Erst danach kann man sich ergeizigere Ziele stecken. branadic
Nach einer Zeitdifferenz von 10h gehe ich im Allgemeinen von der korrekten Anzeige der Reihenfolge der Posts aus. Von daher warst du nicht gemeint. Stelle mir gerade vor, wie er an seinem verrosteten Polo die Soundqualität des in regenwassergekochten Glitzerkabels zum Subwoofer im Kofferraum bei 10GHz messen tut. Naja, lassen wir das. Abdul, du sollst doch nicht mehr so lästern, he he. Völlig irrsinnig sich mit Boliden wie Agilent anzulegen. Es gibt auch noch die Vögel und die Sonne draußen!
Abdul K. schrieb: > Völlig irrsinnig sich mit Boliden wie Agilent anzulegen. Naja, so krass würd ich das jetzt auch nicht ausdrücken wollen, aber "die Großen" haben einen Vorteil, nämlich das sie Großteile nicht diskret aufbauen, sondern in ein IC bannen. Um nur mal ein solches Beispiel zu nennen sein auf das Datenblatt des P6204 verwiesen: http://www2.tek.com/cmsreplive/marep/9197/070694903_2008.10.02.15.28.32_9197_EN.pdf auf dem es auf Seite 7-5 heißt "U1 - Simplified IC Circuit". Man sieht dann recht schön einige Transen, Dioden und Widerstände. Im Bereich jenseits der 1GHz wird man es kaum anders handhaben. Schwer vorstellbar, dass man hier auf kommerziell erhältliche integrierte Schaltungen zurückgreift. Das erklärt wahrscheinlich auch, warum es zu den heutigen Manuals kaum noch Schaltpläne gibt, einfach aus der Tatsache heraus dass eh analoge ASICs zum Einsatz kommen. branadic
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