Ich habe einen Tastkopf, welcher ein Signal bis zu 5Mhz messen soll. Ich
soll ein Gerät bauen, welches diese Messsignale verarbeitet. Das Gerät
soll sich direkt am Tastkopf befinden und möglichst schmal sein. Daher
habe ich keine Möglichkeit an meinem Gerät eine BNC Buchse anzubringen.
Daher wollte ich wissen, ob ich das BNC Kabel kürzen darf und die BNC
Buchse abschneiden darf. Dann würde ich den Innenleiter direkt an der
Platine anlöten. Als Eingangsstufe hätte ich dann diese Schaltung
verwendet(Anhang).
Wenn ich die Leitung kürze, dürfte sich der Wellenwiderstand nicht
verändern oder?
Meine zweite Frage ist: Wenn ich es irgendwie schaffe die BNC Buchse am
Gehäuse unterzubringen, brauche ich bei der Eingangsstufe noch den 50
Ohm Widerstand. Weil ich bin mir nicht sicher, ob die BNC Buchse den
Widerstand darstellt.
3. Brauche ich den Impedanzwandler?
Vielen Dank im Voraus!
LG Singh
P.S: Bin noch in der Ausbildung, deshalb könnten etwas dumme Fragen
folgen.
Schlechte Idee! Tastköpfe sind Verschleißteile. Einmal runtergefallen,
draufgetreten, Knack! Oh, kaputt :-(
Also bleib bei der BNC-Buchse.
Außerdem, nur weil ein Tastkopf einen BNC-Stecker hat, heißt das noch
lange nicht, dass es sich um ein 50 Ohm-System handelt. Die 50
Ohm-Eingangswiderstand deiner Schaltung sind daher kontraproduktiv.
Wenn es ein 1:1 Tastkopf ist, reicht der den Eingangswiderstand der
Schaltung einfach weiter. Wenn es ein 10:1 oder 100:1-Tastkopf ist, soll
er normalerweise mit 1 Meg-Ohm abgeschlossen werden.
Ob du den OPV weglassen kannst, hängt von der Schaltung ab, die dahinter
kommt. Beachte auch, dass die meisten schnelleren OPVs nicht
Unity-Gain-Stable sind und allgemin keine nennenswerten Kapazitäten
mögen. Das Datenblatt und die Application Notes des Herstellers geben
hierüber Auskunft.
M.N. schrieb:> Schlechte Idee! Tastköpfe sind Verschleißteile. Einmal runtergefallen,> draufgetreten, Knack! Oh, kaputt :-(> Also bleib bei der BNC-Buchse.
Ich muss es laut Projektleiter leider so machen(Sollbruchstelle?)
> Außerdem, nur weil ein Tastkopf einen BNC-Stecker hat, heißt das noch> lange nicht, dass es sich um ein 50 Ohm-System handelt. Die 50> Ohm-Eingangswiderstand deiner Schaltung sind daher kontraproduktiv.> Wenn es ein 1:1 Tastkopf ist, reicht der den Eingangswiderstand der> Schaltung einfach weiter. Wenn es ein 10:1 oder 100:1-Tastkopf ist, soll> er normalerweise mit 1 Meg-Ohm abgeschlossen werden.
Bei dem System handelt es sich um einen 50 Ohm Tastkopf(Ist auf dem
BNC-Stecker angebracht). Leider habe ich das mit dem "Wenn es ein 1:1
Tastkopf ist, reicht der den Eingangswiderstand der Schaltung einfach
weiter."nicht verstanden.
Ist es nun prinzipiell falsch, wenn ich das Kabel kürze und den
Innenleiter direkt an die Platine anlöte
Bei den Oszilloskop Tastköpfen gibt es teils spezielle Kabel, die gerade
nicht mit 50 Ohm Wellen widerstand arbeiten. Da sollte man den BNC
Stecker nicht entfernen - denn den sehr dünnen Innenleiter kann man dann
i.A: nicht löten. Das ist bei den meisten Tastköpfen für einen 1 M
Eingang der Fall.
Es hängt halt vom Tastkopf ab, ob man da ohne den Stecker auskommen kann
oder nicht. Da gleich gilt für den Abschluss: es gibt welche für 50 Ohm
Systeme und welche zum Anschluss an ein Oszilloskop mit 1 M Ohm. Wegen
der eher niedrigen Frequenz kann es ggf. ohne Abschluss gehen - wenn der
Tastkopf es zulässt.
Wenn BNC zu große ist, gäbe es ggf. andere kleinere Verbinder wie SMA /
SMB. Die sind zwar nicht so einfach zu bedienen, aber immerhin noch
austauschbar.
Tastköpf für die kleineren Verbinder sind aber in der Regel für hohe
Frequenzen und entsprechend teuer - da ist dann der 50 Ohm Abschluss
eher die Regel.
Also 50 Ohm-Tastköpfe kenn ich nur als aktive Tastköpfe. Da sollte man
erst Recht nicht den Stecker abschneiden. Schon allein wegen des
Anschaffungspreises.
Außerdem, so groß ist eine BNC-Buchse nun wirklich nicht.
Falls an dem Tastkopf-Stecker noch ein "fetter" Kasten dran hängt, den
sollte man erst Recht nicht abschneiden, da ist ein
Kompensations-Netzwerk verbaut, das für die korrekte Messung notwendig
ist.
Um was genau für einen Tastkopf handelt es sich überhaupt?
* Ein 1:1-Tastkopf ist eigentlich nur eine Prüfspitze mit Kabel dran.
Damit verbindet man den Prüfling direkt mit dem Scope-Eingang.
Beispiel:
https://www.reichelt.de/Tastkoepfe-und-BNC-Adapter/TESTEC-LF-112/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32414&GROUPID=7230&artnr=TESTEC+LF+112&SEARCH=testec
Außerdem erreichen die Scops ihre Analogbandbreite erst an einem
(kompensierten!) 10:1-Tastkopf. Bsp. typisches 20 MHz-Scope (Hameg
Schulscope 203-6 oder so, Eingangsimpedanz: 1 Meg parallel mit 30 pF (!)
=> Grenzfrequenz: 5,3 kHz!)
* Ein 10:1-Tastkopf erhöht die Eingangsimpedanz des Scopes (1 Meg) auf
den zehnfachen Wert (10 Meg) und erlaubt es, die Eingangskapazität des
Scopes wegzukompensieren. Es verbleibt aber eine zusätzliche eigene
Kapazität durch das Kabel und mechanischen Aufbau. Typ. 10...15 pF
Gleichzeitig wird der Messbereich spannungsmäßig auf bis zu den
10-fachen Wert erweitert. (max. Specs und Derating über die Frequenz für
den Tastkopf beachten!)
Beispiel:
https://www.reichelt.de/Tastkoepfe-und-BNC-Adapter/TESTEC-LF-212/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32415&GROUPID=7230&artnr=TESTEC+LF+212&SEARCH=testec
* Ein 100:1-Tastkopf erhöht die Eingangsimpedanz des Scopes (1 Meg) auf
den hundertfachen Wert (100 Meg). Aber auch er bringt zusätzliche
Lastkapazität mit, typ. 4 pF.
Der Messbereich wird bis zu Faktor 100 erweitert, aber auch hier sind
die Specs und Deratings im Datenblatt des Tastkopfs zu beachten.
Beispiel:
https://www.reichelt.de/Tastkoepfe-und-BNC-Adapter/TESTEC-HV-150/3/index.html?ACTION=3&LA=446&ARTICLE=32423&GROUPID=7230&artnr=TESTEC+HV+150&SEARCH=testec
usw....
@Maha Singh (singh_m)
>3,05 MB, 91 Downloads
Fehler! Siehe Bildformate!
>Ich habe einen Tastkopf, welcher ein Signal bis zu 5Mhz messen soll. Ich>soll ein Gerät bauen, welches diese Messsignale verarbeitet. Das Gerät>soll sich direkt am Tastkopf befinden und möglichst schmal sein. Daher>habe ich keine Möglichkeit an meinem Gerät eine BNC Buchse anzubringen.>Daher wollte ich wissen, ob ich das BNC Kabel kürzen darf und die BNC>Buchse abschneiden darf. Dann würde ich den Innenleiter direkt an der>Platine anlöten. Als Eingangsstufe hätte ich dann diese Schaltung>verwendet(Anhang).
Kann man machen, ist aber eher häßlich.
>Wenn ich die Leitung kürze, dürfte sich der Wellenwiderstand nicht>verändern oder?
Nein.
>Meine zweite Frage ist: Wenn ich es irgendwie schaffe die BNC Buchse am>Gehäuse unterzubringen, brauche ich bei der Eingangsstufe noch den 50>Ohm Widerstand.
Das ist der Terminierungswiderstand. Siehe Wellenwiderstand. Aber
bei 5 MHz und einem kurzen Kabel von ein paar cm braucht man das
eigentlich nicht. Es sein denn, der Tastkopf ist darauf ausgelegt.
> Weil ich bin mir nicht sicher, ob die BNC Buchse den>Widerstand darstellt.
Nein.
>3. Brauche ich den Impedanzwandler?
Bei 50 Ohm Terminierung eher nicht, da ist die Quelle (dein Tastkopf)
stark genug.
Maha S. schrieb:> Daher wollte ich wissen, ob ich das BNC Kabel kürzen darf
Am besten postest du mal ein Bild von deinem Tastkopf. Sonst ist alles
nur Rätselraten.
Vorab hätte ich noch 1..2 Ratschläge:
1. Wenn das ein Oszi-Tastkopf ist, dann lasse die Finger vom Tastkopf
und Kabel und mach es wie unter Punkt 4.
2. Wenn das Kabel an diesem Tastkopf auch nur per BNC-Stecker
angeschlossen ist, dann mach dir ein anderes Kabel.
3. Wenn das Kabel einfach so im Tastkopf verschwindet, dann versuche
mal, selbigen zu öffnen, um zu sehen, wie es drinnen angeschlossen ist
und um was für eine Art Kabel es sich tatsächlich handelt. Eventuell
kannst du das ganze Kabel ersetzen (so daß es später wieder richtig
angelötet werden kann)
4. der allereinfachste Weg: Bau an dein Kästchen eine SMA-Buchse dran
und besorge dir einen Adapter von BNC auf SMA. Sowas gibt's vielleicht
bei Pollin für wenig Geld.
W.S.
Danke für Antworten.
Mein Problem ist, dass die Tastkopfe immer viel zu lange Kabel haben.
Das Ziel ist es, dass man ein kleines Gehäuse auf dem Tastkopf hat(soll
möglichst nicht auffallen) und die Daten werden von einer Platine im
Gehäuse verarbeitet und dann an einen PC weitergeleitet(Bluetooth od.
ZigBee). Das Ziel wäre es eigentlich, dass ich nur einen Tastkopf habe
mit der Elektronik und einen PC das wars. Ich müsste daher eigentlich
meinen eigenen Tastkopf bauen oder? Vielleicht hat jemand von euch eine
Idee. Ist für meine Diplomarbeit
@ Maha Singh (singh_m)
>Mein Problem ist, dass die Tastkopfe immer viel zu lange Kabel haben.
Es gibt auch andere Tastköpfe. Und wenn es kompakt sein soll, läßt man
den einfach weg und baut ihn selber in seiner Schaltung. Das ist bei 5
MHz auch relativ unkritisch.
>meinen eigenen Tastkopf bauen oder? Vielleicht hat jemand von euch eine>Idee. Ist für meine Diplomarbeit
Na dann sollten die meisten Ideen doch eher von dir kommen. Außerdem
solltest du dich mal mit dem Thema Netiquette befassen. Wenn du eine
substantielle Diskussion willst, mußt du auch ein paar Informationen
liefern. Sonst wird es nur Raterei, Spekulation und Gesülze.
Was willst du denn messen? Max. Spannung? Bandbreite?
Wenn du das per Mikrocontroller erfassen willst. Mit welcher Abtastrate?
Auflösung?
M.N. schrieb:> Bsp. typisches 20 MHz-Scope (Hameg> Schulscope 203-6 oder so, Eingangsimpedanz: 1 Meg parallel mit 30 pF (!)> => Grenzfrequenz: 5,3 kHz!)
Wäre mir bestimmt schon aufgefallen...
Entschuldigung. Bekomme manchmal nicht mit, dass ich zu wenige Infos
geliefert habe.
Mein Ziel ist es eine kontaktlose Messung zu ermöglichen. D.h. ein
Oszilloskop ist im Tastkopf versteckt(so gut es geht) und die restliche
Darstellung der Signalverläufe erfolgt durch den Computer.
Ziel: kein Kabelsalat auf dem Messplatz.
Meine Versorgungsspannung ist 5V/DC durch eine Batterie. Das gemessene
Signal würde ich mit einem Dämpfer auf 1/4 dämpfen und damit ich eine
höhere Spannung messen kann(bis zu 20V). Dann schalte ich einen
Impedanzwandler zwischen dem Dämpfer und der eigentlichen
Verstärkerschaltung. Bei der Verstärkerschaltung handelt es sich um
einen PGA/VGA, welcher je nach Spannung die Verstärkung schaltet. Der
Verstärker wird durch den Mikrokontroller dsp PIC30f2020(sehr geringe
Abstastrate 2MS/S) . Die Daten werden anschließend durch ein Bluetooth
Modul an den Computer weitergesendet, welcher damit einen Signalverlauf
erzeugt.
Meine Ziele:
Bandwith:20MHz(ist weiß dass das wenig ist. Bitte keine blöden
Kommentare)
Abtastrate:50 - 100MS/s(etwas zu optimistisch, wegen der
Batterieversorgung.
Hoffe diesmal reichts. Hab mal ein Blockschaltbild eingefügt(als PNG)
@ BobDylan (Gast)
>> Bsp. typisches 20 MHz-Scope (Hameg>> Schulscope 203-6 oder so, Eingangsimpedanz: 1 Meg parallel mit 30 pF (!)>> => Grenzfrequenz: 5,3 kHz!)>Wäre mir bestimmt schon aufgefallen...
Jaja, das liebe Halbwissen. Nach der "Theorie" hätte ein 10M//15pF
Tastkopf nur ~ 1kHz Bandbreite . . . ;-)
Der informierte Leser würde vielmehr feststellen, daß obiger Tastkopf
bis ca. 1kHz im wesentlichen eine ohmsche Last darstellt und mit
steigender Frequenz der kapazitive Anteil deutlich stärker wird. Bei
vielen MHz ist es praktisch nur noch die Kapazität, die den Ton angibt.
10 pF @ 100 MHz = 1pF @ 1GHz = 160 Ohm (kapazitiv).
@Maha Singh (singh_m)
>Mein Ziel ist es eine kontaktlose Messung zu ermöglichen. D.h. ein>Oszilloskop ist im Tastkopf versteckt(so gut es geht) und die restliche>Darstellung der Signalverläufe erfolgt durch den Computer.>Ziel: kein Kabelsalat auf dem Messplatz.
Naja.
>Meine Versorgungsspannung ist 5V/DC durch eine Batterie. Das gemessene>Signal würde ich mit einem Dämpfer auf 1/4 dämpfen und damit ich eine>höhere Spannung messen kann(bis zu 20V).
Is OK.
> Dann schalte ich einen>Impedanzwandler zwischen dem Dämpfer und der eigentlichen>Verstärkerschaltung. Bei der Verstärkerschaltung handelt es sich um>einen PGA/VGA, welcher je nach Spannung die Verstärkung schaltet. Der>Verstärker wird durch den Mikrokontroller dsp PIC30f2020(sehr geringe>Abstastrate 2MS/S) . Die Daten werden anschließend durch ein Bluetooth>Modul an den Computer weitergesendet, welcher damit einen Signalverlauf>erzeugt.
Auch 2Ms/s kriegst du nicht durch Bluetooth.
>Bandwith:20MHz(ist weiß dass das wenig ist. Bitte keine blöden>Kommentare)>Abtastrate:50 - 100MS/s(etwas zu optimistisch, wegen der>Batterieversorgung.
Vor allem bist du reichlich optimistisch bezüglich der Übertragungsrate
per Bluethooth. Schon mal nachgeschaut, wieviel man dort WIRKLICH an
Daten durchkriegt?
>Hoffe diesmal reichts. Hab mal ein Blockschaltbild eingefügt(als PNG)
Ja. Aber für eine Diplomarbeit ist das recht sportlich, erst recht mit
den Abtastraten. Mein Tip. Bau es mindestens 2 Nummern kleiner auf. 1
Ms/s oder gar nur 100ks/s ist für niederfrequente Langzeitmessungen
ausreichend, denn in diese Richtung geht es ja eher. Die großen
Abtastraten und Bandbreiten von Oszis kriegst du so ohne weiteres nicht
hin. Das ist ein Job für ausgewachsene Entwickler mit ordentlich
Erfahrung. Trotzdem viel Erfolg bei deiner Diplomarbeit.
Danke dir für deine ehrliche Antwort.
Noch eine kleine Fragen:
Kennst du ein Datenübertragungssystem, welches für große
Datenübertragungsraten bekannt ist?
Könnte ein digitaler Buffer helfen, sodass die Daten verlangsamt über
die BT - Schnittstelle übertragen werden?
@ Maha Singh (singh_m)
>Kennst du ein Datenübertragungssystem, welches für große>Datenübertragungsraten bekannt ist?
WLAN? Schafft bis zu 300Mbit/s. Es gibt mittlerweile wireless HDMI, dort
gehen ein paar Gbit/s.
https://www.golem.de/news/wireless-hdmi-sender-hdmi-signale-drahtlos-in-full-hd-aufloesung-uebertragen-1602-119165.html>Könnte ein digitaler Buffer helfen, sodass die Daten verlangsamt über>die BT - Schnittstelle übertragen werden?
Das geht aber nur eine bestimmte Zeit, bis dir dein Puffer überläuft.
Denn die Nettofüllrate = Zuflußrate-Abflußrate
Es hat schon seinen Grund, warum es so verdammt wenige WLAN Tastköpfe
gibt ;-)
Aber das ist KEIN Grund, es nicht doch mal zu probieren. Aber versuch es
lieber im Kleinen aufzubauen, dann ist die Chance daß es am Ende
wirklich funktioniert deutlich höher.
Maha S. schrieb:> Meine Versorgungsspannung ist 5V/DC durch eine Batterie.
Es gibt leider keine 5V Batterien. Entweder du nimmst 1-2 Mikro (AAA)
oder Mignon (AA) Zellen und dann einen Step-Up auf 3.3 oder 5V oder
gleich einen LiIon Akku. Eine vernünftige Ladeschaltung und Step-Up ist
dann auch gleich ein wesentlicher Teil der Diplomarbeit ;-)
Ich würde das ganze mit einem EPS8266 kombinieren. Der hat auch einen
ADC, allerdings schafft dieser "nur" ca. 500 kHz Sampling Rate (lt.
http://bbs.espressif.com/viewtopic.php?t=2440). Würde aber auch besser
zu Falk Brunners Einwand passen. Ich halte 20MHz Bandbreite und 100Ms/s
Sampling Rate auch ambitioniert (du wirst dann fast einen FPGA
brauchen), neben der ganze Auswertung-Software, die du eh schreiben
musst.
Irgendwie passen deinen Anforderungen und der dsPIC so gar nicht
zusammen, denn einen deutlich größeren RAM Speicher wirst du brauchen.
Der EPS8266 hat mehrere Vorteile:
- Wifi integriert (ist auch schneller als BT)
- für LowPower Battriebetrieb geeignet
- deutlich mehr RAM (96k) zum zwischenspeichern der Daten als dein dsPIC
(welcher nur 512 Byte hat)
- große Community (du findest viele Beispiele und Hilfen im WWW)
Cool wäre es, wenn der EPS8266 einen Web-Server bereitstellt, d.h. die
Oberfläche zum "auslesen" des Oszis wird per HTML gestaltet, jeder
Rechner mit einem Browser kann dann als Benutzerinterface dienen. Wäre
was neues und passt gut zum Schlagwort IoT.
Links zum EPS8266: https://de.wikipedia.org/wiki/ESP8266 und
https://www.mikrocontroller.net/articles/ESP8266
@2⁵ (Gast)
>Es gibt leider keine 5V Batterien. Entweder du nimmst 1-2 Mikro (AAA)>oder Mignon (AA) Zellen und dann einen Step-Up auf 3.3 oder 5V oder>gleich einen LiIon Akku. Eine vernünftige Ladeschaltung und Step-Up ist>dann auch gleich ein wesentlicher Teil der Diplomarbeit ;-)
Falsch! Das ist der beste Weg, die Arbeit nie fertig zu bekommen, weil
man sich in 1000 Nebensächlichkeiten verrennt! Man muss sich auf das
WESENTLICHE konzentrieren! Den Rest kauft man fertig!
Falk B. schrieb:> Falsch! Das ist der beste Weg, die Arbeit nie fertig zu bekommen
Deswegen ja das Smiley! Ich würde zu deinem Einwand sagen, das der TO ja
bei EPS8266 sogar den Code als Arduino Sketch programmieren könnte. Das
dürfte den ADC zwar nochmal um den Faktor 10 verlangsamen, wobei wir
dann bei den 50-100kHz angekommen wären, aber die Chance, das
Produkt/Dipl. Arbeit fertig zu bekommen, steigt. Sollte dann Hardware
und Software (auf Arduino Basis) erstmal laufen, kann er immernoch
optimieren bzw. auf "reines" C bzw C++ umstellen (falls noch viel Zeit
vorhanden ist).
Ein ADC mit max. 2 Ms/s, 20 MHz Bandbreite und evtl. 100Ms/s, ein dsPIC
mit 512 Bytes RAM und BT passen eh nicht zusammen. Gleichzeitig soll das
Teil klein (so dass nicht mal Platz für eine BNC Buchse ist) und
Batteriebetrieben sein. Das spricht jetzt eher gegen einen 9V Block und
LDO, sondern eher für einen Step-Up. Aber letztlich ist es wichtig, was
der Betreuer möchte. Hoffen wir mal für den TO, dass er (der Betreuer)
Ahnung hat.
hinz schrieb:> Bergweise, sogar beim Supermarkt an der Kasse.
Welche meinst du jetzt? Eine 5V USB Powerbank? Eine 4,5 V Flachbatterie?
Ich steh auf dem Schlauch...
Maha S. schrieb:> Mein Ziel ist es eine kontaktlose Messung zu ermöglichen. D.h. ein> Oszilloskop ist im Tastkopf versteckt(so gut es geht) und die restliche> Darstellung der Signalverläufe erfolgt durch den Computer.
Mit der Idee bist du aber nicht der erste:
https://www.ikalogic.com/ikascope-wireless-oscilloscope/
Ist leider noch nicht erhältlich.
Aha!
Bei den Testec-Tastköpfen kann man das Kabel direkt hinten am Tastkopf
abziehen. Dann guckt da ein ganz normaler BNC-Stecker ohne Bajonett
raus.
Da kannste andocken.
Unbenannt.png
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