Hallo! Ich möchte Rechteck-Impulse digitalisieren, die ca. 1µs lang sind. Mein ADC erwartet am Digitalisierungseingang eine Spannung von max.2Vp-p. Mein Signal hat aber 4Vp-p max. Also möchte ich das jetzt dämpfen. Dazu habe ich (den Tip habe ich aus dem Forum) an mein Signal einen Trimmer dran, mit dem ich den gewünschten Spannungswert einstelle (=> 2V), und dann einen OPV mit einer Verstärkung 1, damit der Spannungsteiler nicht (oder nur sehr wenig) belastet wird. Leider habe ich keinen OPV parat, der es schafft die 1µs langen Impulse so zu verarbeiten, dass man am Ausgang wenigstens noch erahnen kann, was da mal reingegangen ist. Zuerst habe ich einen TL084 benutzt. Der liefert mir statt eines Rechtecks aber nur Dreiecke, da die Slew Rate wohl nicht ausreicht (16V/µs). Jetzt habe ich einen LF357 eingebaut. Da sieht es schon besser aus (Slew Rate 50V/µs), aber erstens immer noch nicht gut genug und zweitens kann ich das Eingangssignal nicht auf 2V abschwächen, da ich dann gar keine vernünftigen Ausgangszustände mehr bekomme. Könnt ihr mir vielleicht einen OPV Typ empfehlen, mit dem ich das Problem in den Griff bekomme? Oder gibt es vielleicht spezielle Schaltungen, die ich verwenden kann? Habe ich solche Problem, weil ich das ganze auf Lochraster aufgebaut habe und das bei diesen Frequenzen nicht mehr so gut ist? Gruß Maik
meine glaskugel is kaputt.... also: welcher ad-wandler? impedanz deiner quelle? sample-takt? zweck des ganzen?
Die meisten Hersteller haben eine Parametersuche, da kann man nach der Slewrate oder so sortieren. Die angegebenen Daten sind zu knapp was gescheites zu empfehlen. Fehlend : Speisung, Rail, Offset, ..
Gedanke: Ggf. einfach mit Schottky-di den Pegel limitieren + R zwecks Stromlimit
Erst mal Danke für die Antworten . . . @Düsentrieb: Also, die Frage bezieht sich eigentlich nur auf den OPV. Bisher ist da noch gar kein ADC dran, weil ich ja erst versuche die entsprechenden Signale auf meinem Oszilloskop zu sehen. @Sabb: Sorry, das da noch was gefehlt hat. Letztendlich bin ich gerade erst am Anfang meines Projektes. Deswegeen sind Versorgungsspannungen noch sehr flexibel. Das Signal, welches durch den OPV geht hat 4V. Mit dem Trimmer geht es dann runter auf 2V. Den OPV will ich dann als Impedanzwandler nutzen. Die beiden Typen, die ich oben erwähnt habe haben eine +-12V Versorgung dran. . . Mit Rail kann ich leider noch nichts anfangen (ich bin schon froh, dass ich mittlerweile mit dem Begriff Slew Rate "angeben" kann . . . ) @Christian: Werde auch diese Möglichkeit mal in Betracht ziehen. . . Noch was: Ich habe einen seltsamen Effekt entdeckt, den ich mir nicht erklären kann: Zuerst habe ich die beiden oben genannten Typen mal im nicht invertierenden Verstärkerbetrieb verglichen. Hatte für die beiden Widerstände (R1 und R2) ca.150K genommen. Ich hatte also eine Verstärkung von 2. Der TL084 ist mit meinem Impulssignal dann gar nicht klar gekommen, und hat nur das oben beschriebene Dreiecksignal ausgegeben. Der LF357 war da schon ganz OK, aber auch noch nicht ideal. Jetzt habe ich beide mal im Impedanzwandlerbetrieb arbeiten lassen (also komplett ohne Widerstände) und plötzlich liefert der TL084 das bessere Signal (ehrlich gesagt sieht es sogar richtig gut aus), und der LF schwingt wie ein Irrer. Auch ohne Eingangsimpuls schwingt der LF mit einer Amplitude von 2-3V. Jedes Signal, das durch diesen Inpedanzwandler läuft ist somit völlig unbrauchbar. Was ist denn hier los? Gruß Maik
In der Regel sind AD wandler eigentlich ziehmlich hochohmig, so dass du keinen OP brauchst. Einfach ein Spannungsteiler aus zwei gleichen Widertständen (bsp.: 100k) Aber genaueres kann man erst sagen wenn man den Eingangswiderstand des AD wandlers und den Ausgangswiderstand deiner Impulsquelle kennt.
versuchs mal mit TLC272, der geht erfahrungsgemäß ziemlich gut. (hohes Bandbreitenprodukt, und große SlewRate)
Auch wenn du noch nichts über die gewünschte Bandbreite sagen kannst, so gehe ich davon aus dass du so zwischen 10...100 MHz brauchen wirst, was in etwa auch zu deinem anderswo erwähnten ADC MAX1420 (12Bit 60Msps) passen dürfte. Als leicht beschaffbare OPs kommen hier MAX4012, MAX4016, MAX477 oder der im MAX1420 Datenblatt erwähnte MAX4108. Wenn du nur einen Spannungsfolger brauchst käme ein MAX4178 in Frage. Schau dir das DB nochmal genau an wie der ADC seine Eingangsbeschaltung haben möchte. Bei 12Bit 60Msps ist alles nicht mehr so ganz trivial. >Effekte Mach dir klar dass in diesem Frequenzbereich (und vor allem bei den hohen Widerständen) und je nach Aufbau du alle möglichen Effekte durch parasitären Cs und Ls (abrundung von Ekken, Schwingungsneigung) siehst. Hier hilft halt nur Lernen der elemtaren Schaltungstheorie (=> Vorlesungsskripts) sonst wirds ein mühsames und frustrierendes Stochern. z.B. bei einem 100K vorwiderstand und 10pF Streukapazität (OP Eingangspin + Sockel + Leiterplatte) hast du schon einen Tiefpass von 160KHz also nix mehr mit Rechteck, egal wie schnell dein OP hintendran ist. Also niedriger Teilerwiderstände (wenn möglich) und Frequenzgangkompensation je nach Schaltungsvariante. >Lochraster Aufbau Durchaus möglich, aber du musst auch wissen was du tust. In dieser hinsicht wird es durch eine geruckte Schaltung aber von alleine auch nicht besser. Als einfachset wichtigste Regel in diesem Frequenzbereich: Alle Leitungen so kurz wie irgend möglich.
P.S: Elementare OpAmp Beschaltungstheorie findest du hier: Op Amps for Everyone Design Guide (Rev. B) http://focus.ti.com/lit/an/slod006b/slod006b.pdf Op Amp Basics: http://www.national.com/onlineseminar/2003/opamps_basics/090303_Opamp_Trivia_Notes.pdf
Hallo an alle! Vielen Dank für eure Tips! @Matze: Also der ADC hat einen Eingangswiderstand von 22K und eine Eingangskapazität von 4pF. Über den Ausgang der Signalquelle kann ich jetzt nichts genaues sagen. Da muss ich mal bei der Arbeit nachschauen, ob ich da überhaupt Infos drüber habe, da es ein Signal aus einem Gerät ist, das nicht herausgeführt wird, und deswegen wohl auch nicht im Datenblatt auftaucht. @Kupfer Michi: Ein extra Danke an dich für die Zusatzinfos! Klar muss man Schaltungstheorie durcharbeiten. Aber am Besten lernt man (ich) es doch am konkreten Beispiel, wie ich jetzt merke. Es ist für mich nicht so einfach Dinge aus der Theorie in der Praxis auf Anhieb zu erkennen, wenn ich sie sehe (so nach dem Motto: "Ach ja, das ist wegen dem parasitären C"). Schön wär's, wenn ich das könnte. Aber mit euren Tips und Hinweisen, weiß ich dann wieder in welche Richtung ich weiterforschen muss. Die Sache mit dem LF 357 leuchtet mir aber gar nicht ein. Warum der völlig ohne Eingangssignal (und leider ja auch mit) so ein heftiges Signal am Ausgang ausgibt . . . Gruß Maik
357: rtfm ...es steht da eben. Av > 5. bei weniger als 5x is er eben nicht stabil. nochmal: mit welcher sample rate willst du abtasten? oder is das gaheim?
Hallo Maik, wenn Du das Datenblatt des LF357 genau durchliest, wird Dir auffallen, dass dieser Typ nur für Verstärkungsfaktoren von >=5 geeignet ist. Deshalb schwingt er bei Verstärkung 1 munter vor sich hin. Hier jetzt die Zusammenhänge zu erklären ist mir zu viel Schreibarbeit.
Beim nachschauen vorhin bin ich noch über ein für mich neus OpAmp Buch gestolpert: ADI - Analog Dialogue Op Amp Applications Handbook http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-05/op_amp_applications_handbook.html Auch sehr informative.
>Klar muss man Schaltungstheorie durcharbeiten. Aber am Besten lernt man
(ich) es doch am konkreten Beispiel
Dito.
Das bedarf vieler Iterationsrunden zwischen Praxis und Theorie bevor
sich das richtige Verständniss herauskristallisiert.
@Düsentrieb: >357: rtfm >...es steht da eben. Av > 5. bei weniger als 5x is er eben nicht stabil. Sorry, aber im bin halt so blöd auf die Welt gekommen, dass ich eben nicht weiß, was AV bedeutet . . . Wie gesagt, für mich ist das alles, vor allem die Praxis, noch Neuland. In den Datenblättern steht so vieles, was ich (noch) nicht verstehe. Aus deinem Mund hört sich das so an, als wenn das alles so klar wäre. Natürlich habe ich tfm gelesen. Ich verstehe halt nicht alles. Deswegen frage ich ja hier, und gebe mir alle Mühe meine Fragen so klar wie es mir möglich ist zu formulieren, so dass ihr seht, dass ich es auch alleine probiere, und nicht alles vorgekaut haben möchte. Die Samplerate wird 25MSps sein. . . @Dieter Werner: Hast du denn einen Tip, wo ich mir die Zusammenhänge mal selber erlesen könnte? Ich habe es (mit meiner theoretischen Vorbildung) nicht für möglich gehalten, dass es auch OP Amps gibt, die eine Mindestverstärkung haben müssen. Damit ist die Sache jetzt klar. @Kupfer Michi Der Link sieht ja ganz gut aus. Danke dafür! (Bin mal gespannt, ob dort die ganzen Parameter der OPV Datenblätter erklärt werden . . . ) Gruß Maik P.S.: Sorry, wenn ich etwas pampig war . . . ;-)
>>Sorry, aber im bin halt so blöd auf die Welt gekommen
tja, ich auch.
kann mit lernen aber meist gebessert werden :-)
high speed ad-wandler verwenden...aber keine grundlagen
kenntnisse...etwas seltsam.
wozu soll das ganze sein?
immerhin schreibste oben rechteck-impulse...
dazu braucht man keinen ad-wandler ...das versteh jetzt ich eben nicht!
Maik, der 357 laeuft nur bei einer Verstaerkung von groesser 5 stabil. Bei National Semiconductors gibt es einige Application Notes ueber OpAmps.
>ob dort die ganzen Parameter der OPV Datenblätter
erklärt werden
siehe auch Anhang
@Sabb: Danke für die Tips. @Kupfer Michi : Das Dokument ist großartig!! Gruß Maik
Na, hier herrscht ja auch schon reger Betrieb - hatte ich garnicht mitbekommen :)) Eines will ich kurz loswerden: Rechtecksignale mit einer Pulslänge von 1µs mit einem ADC zu messen halte ich ,gelinde gesagt, für unklug. Ich dachte, es geht eher um Videosignale oder sowas. >Jetzt habe ich beide mal im Impedanzwandlerbetrieb arbeiten lassen (also komplett ohne Widerstände) Heisst das, den invertierenden Eingang mit dem Ausgang verbunden und dem nichtinvertierten Eingang das Signal zugeführt, oder wirklich ohne Beschaltung des OPV? Wenn es tatsächlich Rechtecksignale sind, und Du die messen willst, kannst Du einen MAX961 als Komparator vorschalten...
>Rechtecksignale mit einer Pulslänge von 1µs mit einem ADC zu messen >halte ich ,gelinde gesagt, für unklug. Ich dachte, es geht eher um >Videosignale oder sowas. Also, ich habe so etwas das Gefühl, dass ich mal etwas Licht ins Dunkel bringen muss. . . Es IST ein sog. Video Signal (ehrlich gesagt weiss ich nicht, warum es so heißt). Es hat aber nichts mit "Video" zu tun, wie es im Volksmund gebraucht wird. Es werden also keine Bilder damit übertragen. . . Ich möchte von meinem Videosignal die Amplitude herausbekommen, die Länge der Impulse und die Impulspausen. . . (<= alles in einem bestimmten rahmen variabel). Für die Amplitudenbestimmung brauche ich doch schon einen ADC, oder nicht? Sie soll auch relativ genau sein. Das Signal ist natürlich nur annähernd ein Rechteck im Labor. In der Realität sieht das dann sicher noch schlimmer aus. Dafür möchte ich halt recht viele Samples von dem Signal haben, um dann 2 Impulse unterschiedlicher Amplitude auseinanderhalten zu können. Der "Unterschied" zwischen 2 Amplitudenwerten sind in Originalsignal ca. 250mV. Das ganze muss ja dann noch an den ADC angepasst werden. Sind also nur noch 125mV. Dann sind die Signale wie gesagt auch nicht so 100%ig schön mit steigender Flanke, Amplitude und fallender Flanke, sondern (wie in der Realität halt üblich) etwas krumm. Deswegen möchte ich von den Impulsen mit meiner hohen Samplerate den linearen Bereich erwischen, um damit weiterzuarbeiten. Gruß Maik
Angehängte Dateien:
-
max4200.png
4,8 KB
aha, dan willst Du doch nicht im Ernst mitm '084er oder einem '358er auf das Signal losgehen??!?? Was Du brauchst ist etweder einen Video-OPV mit V=1 oder aber das (nichtdokumentierte) Signal hat eine geringe Quellimpedanz und Du sparst Dir den OPV hinter dem Spannungsteiler und führst diesen entsprechend niederohmig aus. Beispiel vom MAXIM (gibt noch andere Hersteller, klar) http://para.maxim-ic.com/cache/en/results/39083.html Weiterhin viel Erfolg AxelR.
Hallo Axel! Vielen Dank für deine konstruktiven Tips! Mensch, was es nicht alles gibt . . . Wenn man mit so einem Projekt anfängt nimmt man halt erst mal das, was in der Schublade liegt. Dein Vorschlag (MAX4200) sieht natürlich vom Datenblatt her sehr gut aus. Nur, ist der auch so leicht zu bekommen? Naja, werde mich dann halt wieder an MAXIM wenden, und schauen, ob ich den dort irgendwie bekomme. Gruß Maik
Ich möchte zu bedenken geben, dass zur Erfassung von 1µs Signalen eine Abtastrate von > 1MSamples/s nötig ist. Die Weiterverarbeitung der digitalisierten Werte ist sicher auch nicht gerade trivial.
>Nur, ist der auch so leicht zu bekommen? MAXIM Bauteile sind idR. generell nicht zu beschaffen (vom MAX1811 mal abgesehen) :(( Du weisst ja nun, wonach Du suchen musst. Linear Technologies oder Ananlog Devices haben sicher auch was im Programm. @Dieter es stehen, glaube ich, 25MSs zur Verfügung
Die oben aufgeführten Video OpAmps sind alle bei Reichelt erhältlich. Wenn du dich für die Variante mit einem Av=+1 Buffer entscheidest, versuchs mit dem MAX4178, der hat zwar eine etwas geringer Bandbreite (250MHz bei +-2V) als der MAX4200, das dürfte aber locker für deine Anwendung reichen.
Bevor du dich auf die Bauteilsuche machst, solltest du dir erst ausrechnen welche Bandbreite du überhaupt brauchst. Dazu musst du erst einmal wissen welche Bandbreite dein Eingangsrechteck hat. Besser brauchst du auf keinen Fall sein. Eine eifach Abschätzung hierzu kannst du aus der Rise Time deines Rechtecks ableiten. Da der ADC aber auch eine maximale Analogbandbreite an seinem Eingang hat (steht manchmal im DB), brauchst du auch nicht besser sein als diese. Eine andere Abschätzung (unabhängig von der ADC Input Bandbreite) kannst du wie folgt machen: 25Msps = 40ns Sample Intervall, das legt deine Zeitliche Auflösung fest. Willst du dass dein OpAmp deine Rechteckflanke in 40ns voll durchlaufen kann so brauchst du einen Bandbreite von ca BW = 0.35/t.Rise [1/µs] also BW = 8.75MHz = .35/0.04 (dies ist eine Näherungsformel die bei Oszis gerne verwendet wird) Du brauchst als ein OpAmp der mindestens 10MHz schafft. Wie man die benötigte Slew Rate dazu ausrechnet weisst du ja mittlerweile. Da der OpAmp bei steilen Flanken eine gewisse Einschwingzeit auf x% Genauigkeit braucht musst du (in Abhängigkeit von deinen Genauigkeitsanforderungen) dann doch in der Regel zu einem OpAmp mit einer höheren Bandbreite greifen. Aber mach dir gedanken was passiert (sprich was deine ADC Messwerte aussagen) wenn du dem ADC zu hohe Freq. anbietest.
Hallo! Ich muss schon sagen, dass ihr mit sehr guten Informationen rüber kommt! Ich glaube ich habe ne ganze Menge gelernt mit diesem Thread. Danke dafür! Gruß Maik P.S.: Habe den MAX4200 mal bei MAXIM als Sample bestellt. Mal schauen, ob die den für mich raus rücken . . .
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