Hi Leute ich suche schon einige Zeit lang nach einer Hochspannungsendstufe für meinen Signalgenerator und habe im Netz nichts dazu finden können. Mein Signalgenerator erzeugt NF Signale im Bereich 0 bis 5 Volt. Diese möchte ich nun in einer Endstufe auf +-50V mit maximal 30mA verstärken. Für den Anfang würde es reichen wenn das Ding bis 7Khz sauber verstärkt. Allerdings muß es eben sauber jede beliebige Signalform verstärken, also auch Rechtecksingnale etc.pp. Ein NF-Transformator kommt also nicht in Frage. Leider finde ich im Netz immer nur normale Audio Power Verstärker mit viel zu hoher Leistung und zu geringer Spannung. Auf EDN habe ich zwar eine Schaltung gefunden nur macht diese +-1000 Volt und das ist viel zu hoch und die Schaltung ist viel zu aufwendig. Auch einige HV Opamps habe ich finden können, nur liegen die in Preisbereichen jenseits von gut und böse. Die üblichen Kandidaten wie OPA445 vertragen aber nur +-45V. Also eine ziemlich vertrackte Sache das. Naja und kommt noch der Fakt hinzu das ich in Analogtechnik ungebildet bin, aber lernfähig. Kann mir einer von euch Tipps geben wonach ich suchen müsste, welche Bücher zu empfehlen wären oder am besten mit Schematics aushelfen ? Schonmal besten dank, Hagen
Hallo Hagen, Du schreibst "jede beliebige Signalform verstärken" und genau das ist das große Problem. Einen Sinus zu verstärken ist nicht weiter tragisch. Hast Du Dir mal konkrete Gedanken über Deine Anforderung an die Flankensteilheit Deines Rechteck-Signales gemacht? Je höher diese Anforderung ist, desto umfangreicher wird die Schaltung. Im einfachsten Fall würde es ein einzelner Transistor in Emitterschaltung als A-Endstufe tun ;) Bernhard
Ok, ich denke am besten mit dem einfachsten anfangen. Der NF Bereich der mich interessiert liegt bei 250Hz bis 5Khz (für den Anfang, sollte später aber auf bis zu 50Khz erhöht werden). Die häufigste Signalform wird Sinus, Dreieck und Sägezahn sein. Die Flankensteilheit bei Rechteck ist erstmal zweitrangig da ich ja noch garnicht weis wie ich anfangen soll. Ich habe meine Forderungen im Spannungsbereich auch schon nach unten korregiert, auf kleiner +-40V. In diesem Bereich habe ich den LM143 und LM343 gefunden. Allerdings würde es mich denoch sehr interesieren wie man sowas vereinfacht auch diskret realisert und dann eventuell auf +-80V Ausgangsspannung kommen könnte. Essentiell geht es mir darum für meinen Signalgenerator eine solche Ausgangstufe zu basteln und damit dann Experimente mit spezialisierten Signalformen für Piezoschallwandlern durchführen zu können. Gruß Hagen
In Deinem konkreten Fall würde ich Dir einen einfachen diskreten und robusten Aufbau empfehlen. Eine einfache Gegentaktendstufe, bestehend aus 3 Transistoren, nach Möglichkeit kurzschlussicher würde Dir schon treue Dienste tun. Hier einige Beispiele: http://www.elexs.de/kap5_8.htm http://www.softwaredidaktik.de/new2_spicelab/s_u_mod/beispiele/gegentakt1/index.htm Nur die Dimmensionierung musste auf 50 Volt noch vorgeommen werden. Bernhard
Hm, wenn ich deine Links richtig verstanden habe dann sind diese Schaltungen aber nicht bipolar, d.h. das Ausgangssignal kann nicht zwischen zb. -40V und +40V schwingen, richtig. Ich hatte eher an sowas gedacht http://www.pha.inecnet.cz/macura/next.htm allerdings ist das eben ein Audio Verstärker und kein Voltage Follower wie mit einem Opamp. Verzeih bitte wenn ich auf diesem Gebiet noch nicht so fit bin. Gruß Hagen
>Hm, wenn ich deine Links richtig verstanden habe dann sind diese >Schaltungen aber nicht bipolar, d.h. das Ausgangssignal kann nicht >zwischen zb. -40V und +40V schwingen, richtig. Die Spannungswerte schaffen sie natürlich in diesen Beispielen nicht, aber Wechselspannung erzeugen sie, Du kannst die +-40 Volt problemlos Durch einen am Ausgang geschalteten Elko erzeugen. Mit diesem Trick erspart man sich die negative Spannung. Benötigst nur eine Betriebsspannung von +80Volt, das ist das ganze Geheimnis. Bernhard
Mein Problem ist die Wechselspannung, tja. Mein Signalgenerator arbeit als DDS und ich hatte eigentlich vor auch mit speziellen Signalformen zu experimentieren die keine reinen Wechselspannungen sind. Alles soll im Endeffekt darauf hinauslaufen eine spezielle Ultraschall Entfernungsmessung aufzubauen. Die Piezos werden dabei mit einem speziellen Signal angesteuert das in der Zeitdomain codiert wurde. Ich müsste also schon weitgehende Kontrolle über die Signalform haben. Gruß Hagen
Benötigst Du für die Piezos auch Wechselspannungen mit einem Gleichsspannungsanteil?
Das weis ich eben noch nicht. Essentiell geht es darum die Piezo mit einem Time Shift Code anzusteuern und zwar kontinuierlich. Das ist im Gegensatz zu normalen Ultraschallmessungen bei denen man ein Ping macht und die Zeit bis das Echo eintrifft ausmisst. Bei diesem Verfahren sendet man quasi einen modulierten Code aus der ein Timestamp enthält, das Signal ist dann kontinuierlich und der Timecode ändert sich ständig. Das empfangene Echo kann dann (theoretisch) an hand des codierten Timestamps zeitlich identifiziert werden. Das ist aber alles noch eine Idee von mir und deshalb wäre es gut wenn die Endstufe jedes Eingangsignal wie ein Spannungsfolger verstärken könnte. Gruß Hagen
Achso, das bedeutet, Du suchst einen Breitbandverstärker von 0 bis 7KHz, dazu benötigst Du natürlich auch zwei Spannungen. Die Schaltung, die Du gefunden hast, würde dafür ausreichen, sie muss nur noch an die hohen Spannungen angepasst werden.
Das dachte ich mir auch, allerdings fehlt mir der Feedback/Rückkopplung wie beim Opamp gewohnt. Und danke, "Breitbandverstärker" habe ich noch nicht im Netz abgegrast. Gruß Hagen
Achso, bei der Schaltung http://www.pha.inecnet.cz/macura/next.htm bin ich mir über die Eingangsbeschaltung nicht ganz sicher. Die Einkopplung über den Cap ist doch wieder störend für mein Vorhaben oder ? Gruß Hagen
>Das dachte ich mir auch, allerdings fehlt mir der >Feedback/Rückkopplung wie beim Opamp gewohnt. Sie hat Widerstände im Ohmbereich am Emitter, das ist die Stromgegenkopplung. Das ist eine Verstärker-Schaltung mit einer Spannungsverstärkung von 1 !! D.h. Du müsstest bei dieser auch ein Signal von +-40Volt einspeisen.
Shit das nützt mir nichts, mein DDS erzeugt Signale zwichen 0 bis 5 Volt. Ok, gehe jetzt erstmal pennen. Gruß Hagen
>Ok, gehe jetzt erstmal pennen.
Ich auch, aber uns fällt schon noch was ein ;)
Gruß
Bernhard
Schau doch mal bei APEX. Die haben solche Verstärker im Programm. NIcht ganz billig, aber sehr gut. Thomas
Wenn Du noch keine Erfahrung damit hast, vergiß es. Piezos haben eine wahnsinns Kapazität und eine hohe Güte. Um sie verlustarm treiben zu können, schaltet man eine Speicherdrossel in Reihe mit dem Ausgang der Endstufe und arbeitet in Resonanz. Modulation währe mit FM um die Resonanzfrequenz herum möglich. Aber einzelne Impulse zu verformen ist nicht möglich wegen der hohen Güte. Alles wird in Sinus verwandelt. Peter
Hm, danke das du meine Hoffnungen so zerstört hast ;) Aber wie soll ich Erfahrungen sammeln wenn ich nicht experimentiere ? Ok es gibt da ein Problem: ich weis das andere Entwickler das nach einer ähnlichen Methode gemacht haben, die Frage ist dann wie ? Sie modulieren das Signal für den Piezo kontinuierlich mit einem sich änderten code der quasi ein Timestamp oder Timeoffset enthält. Die reflektierten Signal werden empfangen und diese Timestamps wieder rausgefiltert, ebenfalls kontinuierlich. Dabei kann es auf Grund der unterschiedlichen Reflexionsabstände natürlich zu Überlagerungen der empfangenen Signale/Timestamps kommen (ein weiteres Problem) aber anscheinend muss das gehen. Auf Grund des zeitlichen Unterschiedes zum aktuellen Timestamp zu den empfangenen Timestamps ist man dann in der Lage mehrere reflektierende Objekte auf sehr hohe Auflösung zu detektieren. Und ganz wichtig ist das dies kontinuierlich erfolgt was die Reaktionszeiten enorm verkürzt. Benutzt man die normale Methode mit einem Ping, bzw. Burst zur Ansteuerung des Piezos dann hat man immer auf Grund der Resonanzfrequenz der Piezos und dem gewünschten Entfernungsbereich eine Zeitspanne zu warten bis das ausgesendete Signal empfangen wurde um dann das nächste Ping aussenden zu können. Und exakt diese Probleme soll umgangen werden. Da es darüber fast nichts an Infos gibt dachte ich mir halt expermentierst du eben selber ein bischen damit rum. Und die erste Hürde die zu nehmen wäre ist eine HV Endstufe, mehr erstmal nicht. Ich versuche also nochmal meine Anforderungen exakter zu umschreiben, also was ich im absolut höchsten Fall benötige: 1.) Input beliebiges Signal im Spannungbereich 0-5 Volt 2.) Output -80 bis +80 Volt Signal mit max. 30 mA 3.) Frequenzbereich 0 bis 250 KHz, enthält Oversampling von Signalen bis 50KHz. Signalgenerator ist ein Wavetable DDS auf Softwarebasis bis 1 MHz. Spannnungsversorgung ist ein regelbares Labornetzteil mit symmetrischer Spannung bis +-80 Volt. So mir reichen schon Stichworte nach denen ich im Netz/Blibliothek suchen kann. Zb. einfach wie man so ein fuck Amplifier überhaupt nennt :) @Thomas S: die Teile von APEX sind mir bekannt (PA083 oä.) und sind exakt die Teile die mir zu teuer sind ;) Eventl. muß ich aber in den sauren Apfel beisen. Gruß Hagen
@HAGEN Mir ist was zu Deiner Schaltung eingefallen, bau Dir einen diskreten Differenzverstärker auf, ca. 3 Transistoren, kostet unterm Strich nur wenige Euronen und würde Deinen Anforderungen volkommen genügen. Bernhard
Eine Bandbreite von 7 kHz ist ja auch noch ein wenig von Ultraschall entfernt. Informiere Dich mal im Bereich der Oszilloskopverstärker (Y-Kanal) und der Verstärker für elektrostatische Lautsprecher. Ausserdem solltest Du eine Brückenschaltung (BTL) in Betracht ziehen, weil im Bereich über 50V schnelle gute Transistoren schon wieder rar werden. Bei Hameg kann man z.B. Manuals nicht mehr ganz aktueller Geräte runterladen, eine weitere Fundgrube älterer Geräteschaltbilder ist BAMA. http://bama.edebris.com/manuals/ Arno
Es gibt recht preiswert den LM675P, 3A max 60V Betriebsspannung, also noch nicht ganz die gesuchten >2*50V: http://www.national.com/search/search.cgi/main?keywords=LM675 für höhere Leistungen bis in den Kurzwellenbereich die Produkte von Apex, teuer aber gut: http://eportal.apexmicrotech.com/mainsite/
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Ich werde jetzt erstmal mit der Schaltung im Anhang anfangen zu simulieren. Wie immer ist das Problem das man mit viel zu wenig Wissen, nach Möglichkeit schon gestern, alles kapieren möchte und die Schaltung fertig haben möchte (man kennt dies ja). Ich baue da auf Peters Meinung wenn er sagt das aus Priinzip heraus ein Piezo nicht so angesteuert werden kann wie ich es mir vorstelle. Eine Investition, als Bastler, in die teuren APEX Teile wäre dann Verschwendung (zumal ich so gezwungen bin mich mit dem analogen Urschleim auseinander zu setzen :) Vieleicht hat ja noch einer par Ideen ? Gruß Hagen
>Ich werde jetzt erstmal mit der Schaltung im Anhang anfangen zu >simulieren Den unteren Transistor(Konstantstromquelle) mit seiner Beschaltung könnte man einsparen und durch einen einfachen Widerstand ersetzen. Bernhard
Die Apex-Teile sind schon ganz gut, wir verwenden den PA88 allerdings nur bis etwa max 1kHz. Da sind aber durch die Kapazität des Piezo die Flanken schon deutlich verschliffen, spielt aber für unsere Anwendung keine Rolle. Peter
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Hallo Freunde des Ultraschalls und der Hochspannung, mir ist zum Ansteuern von Piezos letztlich angehängte Schaltung in die Hände gefallen, Horowitz/Hill: Art of Electronics. Schönes Prinzip, leistungsstark, quasi push/pull ohne Komplementärtransistoren, anpaßbar auf eigene Anforderungen. Hagen, wer moduliert denn piezos zur Entfernungsmessung? (Sicher keine Modulation bei den Dingern, die es letztens bei Aldi für 11,99 gab). Bin mit einer genauen Piezo-Entfernungsmessung letzens an den multipath-Reflektionen gescheitert, hm. Cheers Detlef
Super ich danke dir vielmals, das ist doch schon was. Diese "multipath-reflexionen" sind es ja gerade die man quasi erkennen möchte. Wenn ich das Konzept richtig verstanden habe ist das Signal auf eine Weise mit einem Time Shift Code moduliert der sich selbst bei sich überlappenden Relexiionssignalen immer noch unterscheiden lässt. Das wird wohl nur gehen wenn dieser Time Shift Code eine hohe Redundanz besitzt und denoch rel. eindeutig ist. Und somit lassen sich mehrer solche Time Shift Codes die sich im Empfangssignal überlappen wieder separieren. Aber das ist garnicht so problematisch wenn meine Idee funktioniert, denn ich bin erstmal nur daran interessiert zu erkenne OB sich solche Timecodes im Empfanmgssignal überlappen oder nicht. Denn wenn ich das erkennen kann habe ich per Software ein Indiz für Multiple Reflexionen und kann darauf mit erneuten, aber slektiven Pings darauf reagieren. Quasi ein nachfolgendes Korrekturping das auf das sich am nächsten befindliche Objekt fokusiert reagiert. Denn das wsa ich erreichen will ist die möglichst sehr schnelle Reaktionszeit auf Hindernisse und nicht deren Klassifikation an sich. Gruß Hagen
Schonmal an einen Vertikal-Verstärker gedacht, wie man ihn in einem Oszilloskop findet? Oder in einem TV? Bandbreiten bis 10MHz sind möglich, das Ganze bei Ausgangspegeln bis 100V. Röhrenbasiert: http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/instruments/test/oscilloscopes.htm (Die drei Heathkit-Teile ziemlich weit unten) Halbleiterbasiert: http://members.tripod.com/michaelgellis/scope.html Wenn man bei Google / Ask.Com weitersucht, dürfte man noch mehr finden. Gruss Jadeclaw.
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