Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage bezüglich einer Analog-Schaltung


von opcode69 (Gast)



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Sehr geehrte Forumuser,

ich persönlich hätte die Schaltung im Anhang als einen aktiven 
Tiefpassfilter 1. Ordnung eingestuft aber diese 49.9 Ohm Widerstände 
irritieren mich. Ich lese gerade ein Paper von Texas Instrument über 
Fully Differential Amplifiers durch. Den Screenshot der Schaltung 
vergleiche ich mit Figure 26 auf Seite 21 des Papers. Wozu dienen diese 
49.9 Ohm ? Würde dieser Widerstand nicht dafür sorgen, dass die 
Verstärkung nicht 1 ist ?

Die Schaltung stammt aus einem Datenblatt eines AD Umsetzers und daher 
der Gedanke an einen aktiven Tiefpassfilter der als Anti Aliasing Filter 
dient.

Ich habe noch nicht recht viel Ahnung über aktive Filterschaltungen bzw. 
OpAmps und befinde mich in der Einlegephase und daher würde ich mich 
über jeden Tipp freuen.

opcode69

: Verschoben durch User
von Michael B. (laberkopp)


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opcode69 schrieb:
> Wozu dienen diese 49.9 Ohm ?

Leitungsanpassung an 50 Ohm Twinax-Kabel. Bei hohen Frequenzen kommt es 
halt drauf an, um Reflektionen zu vermeiden.

> Würde dieser Widerstand nicht dafür sorgen, dass die
> Verstärkung nicht 1 ist

Nein, daher wird doch hinter den 49.9 Ohm gemessen.

von opcode69 (Gast)


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Du meinst wohl die Impedanzanpassung was ich mal in einem Paper von TI 
über das Layouten von High Speed PCBs gelesen habe.

Twinax-Kabel ? Ist das ein Standard das man das benutzen soll oder hat 
sich dieser Wert von 49.9 Ohm einfach so standardisiert ? Öfters sehe 
ich in den Datenblättern das man 50 Ohm in die Digitalleitungen packen 
soll um diese Reflektionen zu vermeiden, kommt das daher ?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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opcode69 schrieb:
> Twinax-Kabel ?

Google?
Plenken?

> Ist das ein Standard das man das benutzen soll oder hat
> sich dieser Wert von 49.9 Ohm einfach so standardisiert ?

Die eigentlich geforderten 50R sind nicht in der E-Reihe.
49.9R hingegen schon. Und nah genug dran sind sie auch.

von opcode69 (Gast)


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Ich habe natürlich Twinax Kabel gegoogelt.. das Fragezeichen war nur 
warum unbedingt Twinax Kabel.

von Helmut S. (helmuts)


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> Die Schaltung stammt aus einem Datenblatt eines AD Umsetzers und daher
der Gedanke an einen aktiven Tiefpassfilter der als Anti Aliasing Filter
dient.

Diese Schaltung wäre ein 100kHz Tiefpass.

Bitte zeig mal den Link und die Seitenzahl auf die Quelle für diese 
Schaltung?

von Mark S. (voltwide)


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Die Art der Verschaltung der Gegenkopplung ist nicht die eines 50R 
Leitungstreibers. Diese Impedanz ergibt sich erst oberhalb einer 
Eckfrequenz, außerhalb des Audiobandes. Darunter wird der 
49.9R-Widerstand mehr oder weniger ausgeregelt.
Ich denke dass es hier darum geht, den Ausgang stabil für kapazitive 
Lasten zu machen (lange Kabel), bei gleichzeitig möglichst niedriger 
NF-Ausgangsimpedanz.

von U. M. (oeletronika)


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Hallo,
> opcode69 schrieb:
> Twinax-Kabel ? Ist das ein Standard das man das benutzen soll
Nein, muss man nicht benutzen.

Es kommt aber immer drauf an, was man erreichen will und welche 
Randbedingungen man hat.

> oder hat sich dieser Wert von 49.9 Ohm einfach so standardisiert ?
Zunächst ist die Terminierung an die Impedanz des Kabels anzupassen.
Hat man einfache paarig verdrillte Signalleitungen, so ist deren 
Impedanz so zwischen 80...120 Ohm.

Die 49,9 Ohm sind in dem Zusammenhang auch eher akademisch.
Die stammen aus der standadisierten E96-Reihe.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/1109071.htm
Ein Wert mit exakt 50 Ohm ist da gar nicht enthalten, also kaum 
verfügbar.

Aber meist hat man so fein angestufte BE-Sammlungen gar nicht zur Hand, 
dann wird es auch ein stink-normaler 51 Ohm-Widerstand aus der E24-Reihe 
machen.
Außerdem, wenn man es ganz genau nimmt, wird die Abschlußimpedanz nicht 
allein von den 49,9 Ohm-R bestimmt, sondern auch durch die 
Parellelschaltung mit den 1 kOhm-R.

> Öfters sehe
> ich in den Datenblättern das man 50 Ohm in die Digitalleitungen packen
> soll um diese Reflektionen zu vermeiden, kommt das daher ?
Sofern man lange Datenleitungen hat, auf denen entsprechend hohe 
Frequenzen übertragen werden, sollte man sich Gedanken um den 
Leitungsabschluss (Impedanzanpassung machen).

Aber auch der Reihenwiderstand selbst macht schon mal eine gewissen 
Filterwirkung, weil jeder Reihenwiderstand in Verbindung mit der 
unvermeidbaren Leitungskapazität einen Tiefpass darstellt. Das kann bei 
Signalejn mit sehr steilen Impulsflanken auch schon mal die Abstrahlung 
von Störspannungen reduzieren und damit die Bedingungen für eine 
erfolgreichen EMV-Prüfung verbessern.
Gruß Öletronika

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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opcode69 schrieb:
> Twinax-Kabel ? Ist das ein Standard das man das benutzen soll

Nun, symmetrische Übertragung erfordert 2 Leitungen,
und wenn es um impedanzrichtig angeschlossene Leitungen
geht meint man Abschirmung,
da gäb es XLR Kabel aber das hat 110 Ohm Impedanz
und Twinax mit 78 Ohm, daher eher Twinax.
Brauchen tut das keiner.

von opcode69 (Gast)


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Guten Morgen an Alle :),

vielen Dank für die ausführlichen Informationen. Das hat mir definitiv 
weiter geholfen.

Ich wünsche einen sonnigen Tag !

Gruß,
opcode

von opcode69 (Gast)


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@Helmut:

Wenn für die Berechnung der Grenzfrequenz für diese Tiefpassschaltung

f=1/(2*pi*R*C)

gilt, wobei R=1k und C=15nF ist, dann erhalte ich jedoch 10.6kHz und 
nicht nicht 100kHz. Da ist der Faktor einer 10er Potenz als Unterschied 
drin...

Gruß,
opcode

von Jens W. (jensw)


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Hallo,

da hast du dich wohl vertippt. Rechne nochmal nach.

Ich habe jetzt keinen Simulator verwendet, aber ich denke die 1kOhm 
stimmen bei der Bestimmung der Eckfrequenz auch nicht.
Du befindest dich da im AC-Modell. Also Kleinsignal-Verhalten.
Da musst du alle Widerstände kurz schließen. Auch den am Ausgang. Der 
liegt dann mit dem am Eingang parallel an Masse.
Da kommst du auf 1,5nF und 500Ohm. Macht etwa 200kHz.

Oder irre ich mich? Ist schon länger her bei mir.

Grüße, Jens

von Achim S. (Gast)


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opcode69 schrieb:
> wobei R=1k und C=15nF ist, dann erhalte ich jedoch 10.6kHz

bleibt nur die Frage, woher die 15nF kommen sollen - in der Schaltung 
sind 1,5nF gezeichnet. Es bleibt also bei den 106kHz.

Und auch diese Frage ist noch offen:

Helmut S. schrieb:
> Bitte zeig mal den Link und die Seitenzahl auf die Quelle für diese
> Schaltung?

Denn je nach Randbedingungen kann sich der Autor der Schaltung 
unterschiedliche Dinge dabei gedacht haben. Am wahrscheinlichste halte 
ich die Interpretation von Mark Space (Isolation gegenüber kapazitiver 
Last, z.B. an ADC-Eingang). Aber wie gesagt: es können unterschiedliche 
Absichten hinter der Schaltung stecken.

von Limi (Gast)


Angehängte Dateien:

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Eine ähnliche Schaltung ist im Datenblatt dargestellt (Figure 14, Seite 
13)

von Achim S. (Gast)


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Limi schrieb:
> Eine ähnliche Schaltung ist im Datenblatt dargestellt (Figure 14, Seite
> 13)

Ja, und dort ist die Funktion der 40-Ohm Widerstände eindeutig, nämlich:

Achim S. schrieb:
> Isolation gegenüber kapazitiver
> Last, z.B. an ADC-Eingang

Mag sein, dass das bei der Schaltungsquelle des TO genau so ist. Mag 
sein, dass sich deren Autor was anderes dabei gedacht hat.

von HildeK (Gast)


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Mark S. schrieb:
> Die Art der Verschaltung der Gegenkopplung ist nicht die eines 50R
> Leitungstreibers. Diese Impedanz ergibt sich erst oberhalb einer
> Eckfrequenz, außerhalb des Audiobandes. Darunter wird der
> 49.9R-Widerstand mehr oder weniger ausgeregelt.
Korrekt. Will man 50Ω Quellwiderstand zur Leitungsanpassung haben, so 
müssen diese beiden 49R9 ganz an den Ausgang gelegt bzw. die 1k vor den 
49R9 angeschlossen werden.

> Ich denke dass es hier darum geht, den Ausgang stabil für kapazitive
> Lasten zu machen (lange Kabel), bei gleichzeitig möglichst niedriger
> NF-Ausgangsimpedanz.
Korrekt. Außerdem bieten die beiden 49R9 einen Schutz gegen 
Kurzschlüsse.

von Peter D. (peda)


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Die Gegenkopplung wird hinter den 49,9R abgegriffen, daher sind sie für 
das Signal nicht wirksam.
Sie dienen ausschließlich zum Schutz des OPV gegen Kurzschluß am 
Ausgang.
Der Wert ist daher unkritisch, z.B. 47,5R oder 68,1R ginge auch.
49,9R ist einfach nur ein gebräuchlicher Standardwert.

Oft sieht man zusätzlich einen kleinen Kondensator vor dem 
Schutzwiderstand vom Ausgang des OPV zum invertierenden Eingang. Der 
dient dann zur Schwingunterdrückung bei hoher Kabelkapazität am Ausgang.

von Limi (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Sie dienen ausschließlich zum Schutz des OPV gegen Kurzschluß am
> Ausgang.

Mit "ausschliesslich" bin ich nicht einverstanden, da passt "kann" 
besser. In der Schaltung mit dem ADC-Eingang (Datenblatt des opa1632, 
Seite 13, Figure 14) trifft folgende Erklärung zu:

Achim S. schrieb:
> Isolation gegenüber kapazitiver
> Last, z.B. an ADC-Eingang

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