Eigenbautastköpfe

Hallo Alex,

interessanter Einwand, dem ich mal nachgehen werde.
Das kapazitiver und resistiver Spannungsteiler bisher auf 
unterschiedlichen Lagen untergebracht sind hat was mit der 
Kompatibilität der Leiterplatten im Gehäuse zu tun. Deswegen konnte ich 
die Position des Trimmkondensators in den anderen Versionen auch nicht 
mehr ändern.
Bei dieser Variante ist das aber möglich. Mal schauen, wie sich das 
besser anordnen lässt. Danke für den Hinweis.

branadic

Ich habe das mal schnell geändert. Das Ganze schaut dann wie folgt aus. 
Der Platz gibt es gerade her, den kompletten frequenzkompensierten 
Spannungsteiler auf der Oberseite aufzubauen.

branadic

> Durch die einfache, strenge Form (Ergonomieaspekte fallen hierbei leider
> völlig unter den Tisch) dürfte man in der Lage sein ein eigenes Gehäuse
> aus Kupferrohr fertigen zu können, womit auch der klempnerische Aspekt
> bedient wird.

Ich glaub von der V4B (aka Klempnerausfuehrung) wuerd ich gerne zwei 
nehmen. :-)

Olaf

Hallo Alex,

hab auch diesen Hinweis mit eingepflegt.

@ Olaf,

sei doch bitte so gut und schreibe mir eine Mail, dass bewahrt die 
Übersichtlichkeit.

branadic

Ich hab mir die verschiedenen Designs mal angesehen, kann es aber nicht 
ganz nachvollziehen:

In der letzten Variante werden zwei Vias eingespart, um die Induktivität 
zu verringern (Induktivität einer Via ist vielleicht 1 nH). Wenn man 
sich den HF-Pfad aber anschaut (also die Reihenschaltung der 
Kondensatoren), dann macht das einen schönen Bogen, ich würde die 
Induktivität da auf > 20 nH schätzen.

Wäre es nicht sinnvoller, die Fläche, die durch diesen Pfad aufgespannt 
wird, möglichst klein zu machen, indem man SMD-Kondensatoren direkt 
unter den Trimmer legt, also auf dem gegenüberliegenden Layer. Ich denke 
nicht, dass die Vias hier einen großen Einfluss haben. Dadurch wird der 
Tastkopf auch robuster gegenüber externen Magnetfeldern.

Hallo Johannes,

ist Punkt über den man streiten kann, vollkommen richtig.

Ich werde noch einmal tief in mich gehen und grübeln. Bisher hat die 
parasitäre Induktivität der Vias ja keine Probleme bereitet.
Nachher mache ich noch einmal Vergleichsmessungen des Eingangsteils 
beider Leiterplattenversionen (V2 und V3), dann weiß ich sicherlich 
mehr.

Die Thematik hatte ich auch mal simulatorisch untersucht. Vielleicht 
schaut man sich das in Spice auch noch mal etwas genauer an.

branadic

Ich habe das Layout noch mal ein wenig geändert und passend dazu eine 
optimistische Simulation in LTSpice aufgesetzt, in der ich versucht habe 
die wichtigsten Leiterzüge und Vias nachzubilden.
Mit dieser Anordnung, denke ich, sind die Parasitics gegenüber den 
gezeigten Vorgängerversionen deutlich reduzierter.
Ein Einfluss lässt sich in der Simulation und im Einsatzfrequenzbereich 
nicht entdecken, allerdings kann ich auch keinen Garant dafür geben, 
dass wirklich alle Effekte berücksichtigt wurden.
Ihr dürft euch gerne selbst austoben.

branadic

> Ich habe das Layout noch mal ein wenig geändert und passend dazu eine
> optimistische Simulation in LTSpice aufgesetzt, in der ich versucht habe
> die wichtigsten Leiterzüge und Vias nachzubilden.

Ja, von der Induktivität her gefällt mir dieser Entwurf besser. 
Allerdings ist es vielleicht für den Einbau in ein Gehäuse eher 
ungünstig, wenn der Trimmer unten ist, weil der ja doch relativ hoch 
aufbaut.

> Ein Einfluss lässt sich in der Simulation und im Einsatzfrequenzbereich
> nicht entdecken, allerdings kann ich auch keinen Garant dafür geben,
> dass wirklich alle Effekte berücksichtigt wurden.

Wenn man großzügig die Induktivität (vom 50 Ohm Widerstand bis zum 
OPV-Eingang) mit 50 nH und die gesamte Kapazität (also die 
Reihenschaltung aus allen Kondensatoren) mit 1 pF abschätzt, dann liegt 
die Resonanzfrequenz bei ca. 700 MHz; in der Realität wird sie deutlich 
höher liegen.

Deshalb ist der Einfluss auf die Anstiegszeit bzw. Einschwingverhalten 
ziemlich gering bzw. am Oszi nicht sichtbar. Vermutlich sieht man in der 
Praxis zwischen diesen Entwürfe keinen Unterschied.

Johannes schrieb:
> Ja, von der Induktivität her gefällt mir dieser Entwurf besser.

Freut mich, wenn dir der Entwurf zusagt.

Johannes schrieb:
> Allerdings ist es vielleicht für den Einbau in ein Gehäuse eher
> ungünstig, wenn der Trimmer unten ist, weil der ja doch relativ hoch
> aufbaut.

Für das Selbstbaugehäuse aus einem Kupferrohr, genau dafür ist ja diese 
Version gedacht und für nichts anderes, sollte das keine Rolle spielen. 
Die Leiterplatte sollte großzügig Platz in einem 15x1mm Kupferrohr 
haben, wobei ich sowieso empfehlen würde, das Kupferrohr nur bis zum 
Ausgang des OPV zu ziehen. Über den Rest würde ich dann ein 
Kunststoffteil empfehlen oder an der Stelle ganz offen lassen. Wird bei 
kommerziellen Tastköpfen zum Teil ebenfalls so gehandhabt.

Dann werde ich mir die V4a noch einmal genauer unter die Lupe nehmen und 
danach das Gehäuse für die Versionen 2, 3 und 4a angehen.

Bisher musste ich allerdings mal ein wenig mit meinem neuen VNWA spielen 
und habe mal Vergleichsmessungen der Eingangskapazität durchgeführt.
So ließ sich feststellen, dass die Eingangskapazität nach dem Abgleich 
der Tastköpfe in der V3 gegenüber der V2 gesunken ist. In der V2 ist die 
Bestückungsvariante mit 2x 1,6M und 200k von der Eingangskapazität sogar 
minimal größer, als die Bestückung mit 820k + 205k, was wohl auf die 
Parallelschaltung der beiden Widerstände zurückzuführen ist. Ebenfalls 
eine interessante Erkenntnis, die ich nun auch mal messtechnisch 
erfassen konnte.
Die Messung der Ausgangsimpedanz der V3 als Messung von S11 habe ich 
ebenfalls mal nachgestellt und komme zum gleichen Ergebnis wie Eric. Die 
Ausgangsimpedanz hat ihr Maximum bei 433 MHz mit 81 Ohm (VSWR=1,63).

branadic

Vorn Nachn schrieb:
> Da Du dafür ein neues Design machst, könnte es doch insgesamt kleiner
> werden (wie vorgeschlagen die Distanz SMA - OPA verringern, indem die
> Drossel auf der Rückseite des Cs (oder umgekehrt) verlegt wird.

Grüß dich,

macht es wirklich Sinn den Tastkopf bei derzeit gerade mal 40mm Länge 
noch weiter zu verkleinern? Willst du den Tastkopf mit der Pinzette 
halten? Irgendwas muss man doch in der Hand haben, wenn das Ding zu 
fipselig wird, dann flucht man auch wieder, denke ich.

Vorn Nachn schrieb:
> Mit welchem Programm hast Du die Platine entworfen?

Ich arbeite mit Eagle Light.

Vorn Nachn schrieb:
> Kannst Du bitte die Datei hochladen oder mir schicken?
> Dann mache ich einen Vorschlag.

Ich schreibe dich nachher mal persönlich an, okay?

branadic

Hallo,

die Neugierde hat mich heute getrieben und ich habe mir mal die 
Waveguide näher angeschaut. Wie gut ist die eigentlich gelungen, war die 
Frage.
Also habe ich eine SMA-Buchse genommen, mit einem 49.9R 1% Widerstand 
bestückt und darauf den VNA kalibriert.
Anschließend habe ich einen Tastkopf genommen und am Ende, von der 
SMA-Buchse aus gesehen, einen 49.9R 1% Widerstand gegen Masse gelegt. 
Bei der Coplanaren Waveguide ist das ja relativ einfach. Das Ergebnis 
dieser Messung zeigen der orangefarbene und der rote Trace.
Danach habe ich den Tastkopf wieder zurückgebaut, also den Widerstand 
wieder in Serie gelötet und erneut die Impedanz gemessen (grün & blau).
Die Waveguide ist also auf diesem kurzen Stück tatsächlich nicht das 
Problem.

branadic

> sei doch bitte so gut und schreibe mir eine Mail, dass bewahrt die
> Übersichtlichkeit.

Das haette ich schon getan, aber du hast keine Emailadresse.

Olaf

Olaf schrieb:
> Das haette ich schon getan, aber du hast keine Emailadresse.

Ich helfe mal aus, findet man aber wirklich mehrfach im Thread:

branadic@users.sourceforge.net

Muss bei Gelegenheit wirklich mal einen Bausatz VNWA kaufen!
Und, der Tastkopf wird wirklich richtig gut. Kompliment an
alle beteiligten.

Guten Abend,

bisher wurden Messungen von mir immer nur an einem doch nicht 
alltäglichen Oszi durchgeführt.
Um zu zeigen, dass auch normale Oszis vom Tastkopf profitieren können 
sind hier mal zwei Bilder vom Tastkopf am Probesignal meines 100MHz 
Welec (original bestückte Eingangsstufe).
Einmal ist der Tastkopf abgeglichen und einmal überkompensiert 
aufgezeichnet.
Eine Unterkompensation konnte ich bei mir leider nicht darstellen, dafür 
ist wohl die Anstiegszeit der Oszi-Eingangsstufe zu gering.
Der Tastkopf verrichtet seinen Dienst also auch an einem einfachen Oszi 
zuverlässig.

branadic

Ich nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil. Mit viel Gefühl und 
den richtigen Einstellungen lässt sich die Unterkompensation auch am 
Welec darstellen.

branadic

Hallo,

neue Leiterplatten sind bestellt und sollten Ende nächster Woche bei mir 
sein. Ich habe beide Varianten bestellt (V4A und V4B, siehe Thread).
Die Leute die mich bereits angeschrieben haben bekommen in den nächsten 
Tagen eine Mail von mir.
Wer noch Tastkopfleiterplatten haben möchte, jetzt wäre der richtige 
Zeitpunkt sich bei mir zu melden, damit ihr sie schnellst möglich bei 
euch habt.

branadic (ed) users [punkt] sourceforge {punkt} net

Preis pro Leiterplatte sind wieder 5,-€ inkl. Versand im Briefumschlag.

branadic

Hallo,

weil bereits die ersten Leute gefragt habe, wie die V4A ausschaut:

Es handelt sich dabei um die in diesem Thread gezeigte Version V3, die 
aber am SMA-Anschluss noch etwas modifiziert wurde, damit der 
SMA-Anschluss besser passt und man nicht noch die Feile ansetzen muss, 
wie das bisher der Fall war.
Ansonsten hat sich gegenüber der V3 nichts geändert.

V4a hat die Probe-Anschlüsse versetzt, V4b hat sie auf gleicher Höhe.

branadic

Hi!
@branadic:
fantastische Arbeit! Respekt!

Ich habe mir gerade den Schaltplan angeschaut und rätsel nun über den 
Sinn des 49.9 Ohm Widerstandes (R1), der im Eingang direkt vor dem 
Spannungsteiler eingebaut ist.
Kann mir bitte jemand den Zweck erklären?

Vielen Dank
   BimmyandJimmy

Hallo,

genauso ist es. Diesen Widerstand findet man übrigens auch immer wieder 
in den Schaltplänen kommerzieller Tastköpfe.

Von der V4b sind nur noch wenige Leiterplatten bestellbar. Die Vorzüge 
der 4Va scheinen nur wenige Leute zu erkennen, denn hier sind bisher so 
gut wie keine Vorbestellungen eingegangen.

Aktuell arbeite ich am Gehäuse für die V4a, bis ich aber mit der 
Konstruktion vollständig zufrieden bin dauert es noch einen Moment.

branadic

Hallo,

ich bin heute mal dazu gekommen, die Ausgangsimpedanzen der V2 mit der 
V3 direkt in einer Messung miteinander zu vergleichen.
Die V2 habe ich dazu, wie zuvor auch schon von Eric durchgeführt, mit 
einem kurzen Stück Semi-Rigid bestückt.
Deutlich zu erkennen ist die Verbesserung der Ausgangsimpedanz in der 
aktuellen Leiterplattenversion.

Noch sind Leiterplatten beider Varianten bestellbar. Ihr dürft euch also 
gerne bei mir melden.

branadic

Hallo,

anders als in der Auftragsbestätigung angekündigt wurden die 
Leiterplatten noch nicht losgeschickt. Ich wollt euch das nur kurz 
wissen lassen, damit ihr nicht unruhig werdet.

In der Zwischenzeit mal was anderes. Es wurden ja einige Beispiele für 
Messungen der Eingangskapazität des Tastkopfs gezeigt.
Ich habe jetzt ein nettes Beispiel für eine 4-Port-Simulation in LTSpice 
gefunden, wo die S-Parameter in einem Smith-Chart dargestellt werden. 
Allerdings lässt sich die Messung nicht mit der Realität in 
Übereinstimmung bringen, nicht einmal annähernd.
Wozu das Ganze? Ich tät gern den Eingangsspannungsteiler nachstellen, um 
herauszufinden wie hoch denn nun die Eingangskapazität des OPV 
tatsächlich ist. Je näher die Simulation mit der Realität übereinstimmt, 
desto genauer bekommt man den Wert für die Kapazität.
Im Anhang mal das File der 4-Port-Simulation am Tastkopf. Wenn jemand 
weiter weiß würde ich mich freuen von ihm zu hören.
Parallel dazu werde ich mal eine Messung einer modifizierten 
Leiterplatte durchführen.

branadic

Für die V4b kann ich momentan keine weiteren Vorbestellungen mehr 
entgegen nehmen. Falls Überproduktion mitgeliefert wird lass ich es euch 
wissen.
Die V4a ist noch bestellbar.

branadic

Ich wurde jetzt schon mehrfach gefragt, welche SMA-Buchsen ich verwendet 
habe, es sind jene hier:

http://de.farnell.com/multicomp/19-70-tgg/jack-sma-end-launch/dp/1342651

SMA-Buchsen für Kartenrandmontage und Gehäusebefestigung. Ähnliche gibt 
es auch bei anderen Distributoren. Bei Digikey z.B. diese hier:

http://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=J992-ND

branadic

Das ist im Prinzip schon mehrfach erwähnt und kann auch im öffentlich 
gestellten PDF nachgelesen werden.
Es ist ein aktiver 10:1 Tastkopf mit 1.025MΩ || <1pF, >500MHz zu einem 
Preis von <50,-€ inkl. Kabel.
Der Tastkopf ist erweiterbar um einen weiteren 10:1-Teiler.
Ich denke da kann kein 300MHz Tastkopf von der Stange mithalten.
Es gibt zwei Versionen, V4a mit versetzten Eingangspins und V4b bei der 
beide Eingangspins auf gleicher Höhe sind.
Das sind so ziemlich die wichtigsten Eckdaten. Wer mehr wissen will, 
kann entweder den Thread durchlesen oder ins PDF schauen, wo die 
Entwicklung und Messungen dokumentiert sind.

branadic

Deine Browser-Probleme kann ich bei mir nicht nachvollziehen.

Abdul K. schrieb:
> Ich habe hier übrigens eine Probe von HP 300MHz 1M/7,5pF #10435A.
> Kostete ein paar Euro.

Genau, gebraucht kostet der ein paar Euro und darüber hinaus denke ich, 
dass man einen gebrauchten passiven Tastkopf mit 7,5pF mit diesem 
aktiven Selbstbautastkopf mit <1pF nicht vergleichen kann. Da liegen 
doch Welten zwischen. Komisch das man ausgerechnet dir das erst noch 
erklären muss.

Frequenz  |   7,5pF   |   1pF
---------------------------------
100MHz    |   212Ω    | 1,59kΩ
200MHz    |   106Ω    |   795Ω
300MHz    |    71Ω    |   530Ω

Schließlich geht es doch immer darum, dass zu messende Signal so 
originalgetreu wieder zu geben wie irgend möglich und demzufolge die 
Schaltung möglichst wenig zu belasten.

branadic

Hallo,

die Browserfehlermeldung hatte ich heute auch und die beiden Vorseiten 
(also Seite 1und 2 dieses Threads) waren weg....
Nach Neustart und Einloggen wars dann weg....

Zur SMA-Buchse, ich habe die hier gekauft: 
http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&item=370479670037&ssPageName=STRK:MEWAX:IT
Der VK hat sicher noch mehr davon. Digikey ist mir zu teuer und Farnell 
mach mir als Hobbyisten immer Stress.

Old-Papa

Ja, gute Koax-Anschlüsse kosten nun mal leider. Aber diese Diskussion 
gibt es ja bereits an anderer Stelle hier im Forum.

branadic

Hallo Christoph,

"Nicht schön, aber selten." täte man jetzt sagen, wenn nicht sogar 
einmalig. Ich hoffe du wirst deine Freude mit dem Tastkopf haben. Schön 
auch mal wieder Feedback von Leuten zu bekommen, die den Tastkopf schon 
(aufgebaut) haben.

branadic

> Ich wurde jetzt schon mehrfach gefragt, welche SMA-Buchsen ich verwendet
> habe, es sind jene hier:

Bei Buerklin gibt es auch so eine Buchse unter der Bestellnummer
76F410. Die kostet nur 3.19euro. Ich weiss aber noch nicht
wie genau sie passt.

Olaf

Kurze Info, die Tastkopfleiterplatten sollten morgen bei mir sein. Die 
Versandbenachrichtigung ist mir heute ins Haus gegangen.

branadic

Die Leiterplatten sind soeben bei mir eingetroffen. Von der V4b gibt es 
reichlich Überproduktion. Ihr könnt also wieder Leiterplatten bei mir 
anfragen.

branadic

Anbei ein Bild der Leiterplatten, vielleicht hilft es dem ein oder 
anderen bei der Entscheidung.

branadic

Aufgrund der Änderungen des Layout (Spitzen auf gleicher Höhe, in der 
V4b ist mit leicht erhöhten Eingangskapazitäten zu rechnen. Das stellt 
man spätestens beim Abgleich des Tastkopfes fest.

Ich empfehle daher, statt der 2x 0.5pF + 1,4...3pF Trimmer  2x 1pF + 
1,4...3pF Trimmer einzulöten. Damit erhält man einen relativ großen 
Spielraum für den Abgleich.

Kein "Vorteil" ohne Nachteil, aber ihr habt es so gewollt ;)

branadic

> Kein "Vorteil" ohne Nachteil, aber ihr habt es so gewollt ;)

Aber immerhin habe ich 1pF Kondensatoren noch rumliegen, die 0.5pF 
haette ich extra bestellen muessen.

BTW: Habt ihr gesehen was die fuer eine Genauigkeit haben? Die 0.5er bei 
Farnell haben +/- 0.25pF abweichung. Also 50%!

Olaf

> weitere 10% ... das wird aber nicht besser.

Das ist schon klar. Ich muss sogar sagen das ich bisher noch garnicht 
wusste das es ueberhaubt 0.5pF Kondensatoren gibt weil das ja schon im 
Bereich von Platine, Layout und Pad liegt. Wenn es aber wichtig ist 
0.5pF zu haben oder nicht zu haben, dann sind 50% Abweichung ja bereits 
eine ganze Menge.

Olaf

Hallo,

einige Leiterplatten haben ja nun schon einen Besitzer gefunden. Stellt 
sich abschließend noch mal die Frage, wo man mit dem Tastkopf eigentlich 
genau steht.
Ich habe dazu vergleichende Messungen am Spektrumanalyser durchgeführt 
und die Daten mal in einem Diagramm dargstellt.
Als Signalquelle diente der offene Ausgang eines Signalgenerators mit 
eingestellten 141mVeff (797,6mVpp am offenen Ausgang). Gemessen wurde im 
Bereich 10 - 600MHz.
Schwarz dargestellt ist der Ausgang des Signalgenerators, wenn er direkt 
an den Spektrumanalysator geschlossen ist.
Als Vergleich habe ich den zu Anfang des Threads genannten Poor Man's 
1GHz und den P6205 von Tektronix mit aufgenommen.
Aufgrund der leicht erhöhten Eingangskapazität der V4b ergibt sich 
erwartungsgemäß auch eine etwas geringere Bandbreite.
Die V3 steht stellvertretend auch für die V4a, da sich hier lediglich 
die Fräsung der Leiterplatte am SMA-Anschluss geändert hat damit sich 
die End Launch Buchse besser montieren lässt, ansonsten ist jedoch alles 
gleich geblieben.
Damit ist auch die Charakterisierung des Tastkopfs meinerseits 
vollständig abgeschlossen.
Natürlich freue ich mich über Feedback der neuen Besitzer. Noch mehr 
würde ich mich aber freuen, wenn wir nun auch andere Designs und 
Entwürfe diskutieren würden. Es fehlt immer noch an einem 
differentiellen Tastkopf.

branadic

Thomas R. schrieb:
> branadic
>
> kannst du bitte die PDF updaten ?

Thomas, was meinst du genau? Was sollte denn deiner Meinung nach noch 
unbedingt mit rein, dass nicht schon drin ist?

branadic

Dabei handelt es sich doch nur um eine etwas geänderte Layoutvariante, 
nicht um dramatische Änderungen. Daher sehe ich diesbezüglich keinen 
Handlungsbedarf, der unbedingt festgehalten werden muss.

branadic

Hallo branadic

mache in Deinem Bericht ein kleine Tabelle mit Bildern wo man den 
Unterschied erkennt und kurzer Textbeschreibung und dann sollte es für 
alle klar sein.
Außerdem gehört das Vergleichsbild noch in den Bericht (habe nicht 
gecheckt ob es schon drin ist

Eric
PS: und wiederhole bitte den Link zum Bericht man sucht sonst so lange 
rum

Wenn ich raten müsste würde ich behaupten, dass du weder einen 
Durchgangsabschluss verwendet hast, noch dein Oszi auf 
50Ω-Eingangsimpedanz umschalten kannst, sondern die Tastköpfe hochohmig 
am Oszi betreibst.
Liege ich richtig?

branadic

> Habe aber genau 22mV spannungsdiff. in der versorgung (meine -5V ist
> 5,029V wärend +5V ist genau 5.007V). Ich muss da was ändern.

Das sollte aber kein Problem sein; wichtig ist, dass die Masse der 
Versorgungsspannung richtig mit der Tastkopfmasse verbunden ist. Der OPV 
hat einen relaitv hohen Ruhestrom, evtl. wird dadurch irgendwo ein 
Spannungsabfall erzeugt, der diesen Offset bewirkt. Wie hasst Du denn 
die Versorgung angeschlossen?

Teste mal mit einem Multimeter, ob zwischen dem Masse-Anschluss des 
Tastkopfs und der Oszi-masse eine Spannungdifferenz besteht.

Thomas R. schrieb:
> Ich teste morgen weiter, allerdings wenn du kein DC offset bei dir
> gesehen hast dann bin ich beruhigt.

Zumindest keinen in dieser Größenordnung. Ein minimaler Offset ist 
natürlich vorhanden und auch bei kommerziellen Tastkopfen durchaus 
normal.
Um ein Beispiel zu nennen, auch meine P6205 weist einen Offset auf, der 
an einem Oszilloskop mit entsprechender Funktionalität (ProbeCal) weg 
kalibriert werden kann.

branadic

Hallo Thomas,

die -12mV fänd ich immer noch deutlich zu viel.

Da offensichtlich niemand seinen aktiven, differentiellen oder sonstigen 
Eigenbautastkopf vorstellen mag mache ich mal weiter im Text.

Wie viele hat auch mein Oszi keinen internen 50Ω-Abschluss, den man 
zuschalten kann. Ergo bleibt zum Betrieb des Tastkopfs an hochohmigen 
Eingängen nur ein Durchgangsabschluss.
Wie bereits an anderer Stelle diskutiert wurde:

Beitrag "50Ω Durchgangsabschluss"

sind diese zum Teil eher suboptimal. Die Gründe dafür wurden ebenfalls 
diskutiert.
Für den Tastkopf bietet sich daher die Entwicklung eines "aktiven 
Durchgangsabschlusses" an. Am Markt sind diverse Bausteine erhältlich, 
die geradezu prädistiniert sind, um in einer solchen Anwendung 
eingesetzt zu werden.
Da der OPA659 von TI gute Dienste verrichtet lag es nah, auch bzgl. des 
aktiven Durchgangsabschlusses bei TI geeignete Bausteine zu 
identifizieren. Der THS3201 ist ein solcher Kandidat. Dabei handelt es 
sich um einen stromrückgekoppelten Operationsverstärker, mit 780kΩ||1pF 
am nichtinvertierenden Eingang.
Besonderes Augenmerk bei CVOPVs liegt in der Wahl der Werte für die 
Widerstände.

In Anbetracht der Tatsache, dass passive Durchgangsabschlüsse für 18,-€ 
(HZ22 bei Datatec) und mehr das Stück erworben werden können, ist die 
Investition in ein aktives Bauelement und entsprechender Leiterplatte 
durchaus gerechtfertigt.

Ein direkter Vergleich der Simulationsergebnisse des aktiven Tastkopfes 
an 50Ω mit dem aktiven Tastkopf und aktivem Durchgangsabschluss an einem 
hochohmigen Eingang (hier mit 1MΩ||20pF angenommen) zeigt 
vielversprechende Ergebnisse.
Der Ausgang des aktiven Durchgangsabschlusses ist mit einem 
frequenzkompensierten Spannungsteiler versehen. Der Kondensator am 
Ausgang des CVOPV wird als Trimmer ausgeführt, um die Kapazität des 
Spannungsteilers an die Eingangskapazität des Oszilloskops anpassen zu 
können. Der Oszilloskopeingang bildet den zweiten Teil des 
Spannungsteilers.
Es zeigt sich, zumindest in der Simulation, dass die Dämpfung des 
Tastkopfs zum Teil durch den Durchgangsabschluss kompensiert werden 
kann, sodass sich eine vergrößerte Bandbreite ergibt. Soweit die 
Theorie. Praktische Aufbauten müssen zeigen, wie gut sich die Ergebnisse 
in der Realität reproduzieren lassen.

branadic

Mal eine Frage am Rande. Habt ihr den OPA659 in SOT23 alle bei TI 
bestellt oder gibt es einen halbwegs gaengigen Laden der den fuehrt?

Olaf

Die Leiterplatte für den aktiven Durchgangsabschluss ist fertig 
gelayoutet und in Auftrag gegeben. Demnächst sind also Ergebnisse zu 
erwarten.

Darüber hinaus habe ich ein V5-Design aufgelegt, mit dem laut Simulation 
die Bandbreite des Tastkopfes noch einmal steigen sollte. Ich möchte 
noch nicht mit zahlen jonglieren, aber in Verbindung mit dem aktiven 
Durchgangsabschluss ist eine deutliche Steigerung zu verzeichnen. Die 
Realität muss zeigen, was tatsächlich möglich ist.

Weiterhin arbeite ich gerade an der Spannungsversorgung. Der Plan ist, 
dass die Spannungsversorgungsplatine zusammen mit dem 
Durchgangsabschluss in ein Gehäuse kommt. Gespeist wird mit 5V (bei 
alternativer Bestückung mit 9V oder 12V) und zur Verfügung gestellt 
werden die ±5V für den Tastkopf und den aktiven Durchgangsabschluss.
Bei der 5V-Variante wäre daher eine Versorgung via USB für einen 
einzelnen Tastkopf mit aktivem Durchgangsabschluss möglich, eine 
Schnittstelle die an heutigen Oszilloskopen zum Standard gehört.

branadic

Gerd E. schrieb:
> Ich wollte aber mal nach Erfahrungen mit der Massespitze fragen. Der
> Abstand Messpunkt - Massepunkt ist durch das Layout des Tastkopfes ja
> fest vorgegeben. Ich könnte mir vorstellen, daß man öfters auf
> Messobjekte trifft, an die man daher nicht gut rankommt.
>
> Wenn man feste Spitzen nimmt, stelle ich es mir außerdem gar nicht so
> einfach vor, sowohl am Messpunkt als auch am Massepunkt gleichzeitig
> einen zuverlässigen Kontakt hinzubekommen.

Hallo Gerd,

genau das sind die Punkte, warum es die Variante V2, V3 und V4a mit 
annähernd gleicher Kontour gegeben hat. Bei diesen ist der 
Masseanschluss leicht nach hinten versetzt, damit ausreichend Platz für 
ein Ground Wire ist. Die V4b, mit Pins auf gleicher Höhe, ist nur 
entstanden, weil immer mal wieder nach einer solchen Version nachgefragt 
wurde. Warum diese Version mehr gefragt war ist auch mir unverständlich.

Gerd E. schrieb:
> Wie weit bist Du mit Deiner Gehäuseentwicklung gekommen? Mich
> interessiert nicht nur der Fortschritt, sondern auch Dein Plan zur
> Herstellung mit Lasersintern und Abgießen. Ich würde für ein anderes
> Projekt von mir gerne auch ein eigenes Gehäuse gestalten und bin daher
> auf der Suche nach Tipps. Es wäre daher nett wenn Du kurz erklären
> könntest wie Du das machen willst.

Ich bin noch nicht soweit wie ich sein sollte, sagen wir es mal so. 
Allerdings hat sich der Plan auch etwas geändert. Die Positiv-Urform 
wird nun gefräst und nicht mittels Lasersintern hergestellt und 
anschließend wird zunächst in Silikon die Negativform abgeformt, in der 
die eigentichen Gehäuse hergestellt werden.
Momentan hänge ich noch im CAD, weil ich mit der Form noch nicht so 
zufrieden bin. Es wird also noch ein Weilchen dauern bis ich soweit bin.

Jurij G. schrieb:
> wurden die Layout-Dateien eigentlich veröffentlicht, damit man selbst
> welche machen lassen kann?

Nein, wurden sie nicht und werden sie auch vorläufig nicht.

branadic

> Die gängigen Krokoklemmen sind HF-technisch natürlich nicht der Hit -
> aber halt praktisch. Kann jemand von Erfahrungen oder Messungen
> berichten, wieviel es ausmacht wenn man an den Masseeingang von
> branadics Tastkopf nen kurzes Kabel mit Krokoklemme ransteckt?

Die Masse-Kable mit Krokoklemme haben zwei Nachteile:

1. Das Massekabel hat eine Induktivität, die ist ungefähr proportional 
zur Leitungslänge. Bei steilen Flanken liegt diese Induktivität zur 
Eingangskapazität des Tastkopf in Reihe und bildet einen 
Serienschwingkreis, wodurch das Einschwingverhalten schlechter wird.

Da der aktive Tastkopf aber ungefähr nur 1/10 der Kapazität eines 
passiven Tastkopfs hat, kann die Masse-Leitung um ungefähr diesen Faktor 
länger sein bei ähnlichem Resultat.

2. In der Schleife, die durch den Tastkopf und das Massekabel gebildet 
wird, kann durch externe Magnetfelder eine Störspannung induziert 
werden. Die ist um so größer, je länger das Massekabel ist; unabhängig 
davon, ob es ein aktiver oder ein passiver Tastkopf ist.

Wenn man also in der Umgebung von Leitungsbauteilen, (z. B. 
Speicherdrosseln, Übertrager, ...) genaue Messungen machen möchte, dann 
ist eine kurze Masseanbindung eigentlich Pflicht. Wichtig ist vor allem, 
dass der Massepunkt möglichst nah an der Stelle liegt, die man messen 
möchte.

> Oder hat jemand ein anderes Konzept im Einsatz wie ich mit dem
> Masseanschluss flexibler bin aber ohne mir gleich Störungen über nen
> Krokoklemmenkabel zu holen?

Für komerzielle Tastköpfe (aktive und passive) gibts da jede Menge 
Zubehör, da kann man sich einige Ideen holen. Was mir gut gefällt, sind 
diese Masse-Federn, die man auf den Tastkopf aufsteckt.

Schau dir mal in diesem Datenblatt die Fotos auf der 2. Seite an; falls 
da jemand eine Idee hat, wie man das mit einfachen Mitteln selber machen 
kann, wäre ich auch dran interessiert:

http://www.pmk-gmbh.com/files.php?lang=de&tf_cms_file_id=5168

Hallo Johannes,

das Massekabel hat bei 5cm Länge in meinen Messungen her bisher keinen 
auffallenden Einfluss gehabt (Messungen an einem 1GHz, 5GS Oszilloskop). 
Bandbreite begrenzendes Element ist in diesem Fall der Tastkopf, nicht 
das Oszilloskop.
Grundsätzlich hast du jedoch vollkommen recht mit deinen Aussagen.

Eine Massefeder (Gropund Blade), wie von dir gezeigt, lässt sich bspw. 
mit einer sehr dünnen Leiterplatte realisieren. Es gibt Anbieter, die 
FR4 bis zu einer Dicke von 50µm strukturieren können, was hierfür 
natürlich schon viel zu dünn ist.
Da ich für den Masse-Anschluss steckbar 1mm Lötnägel vorgesehen habe, 
könnte man bspw. eine Massefeder aus FR4 mit einem solchen Lötnagel 
versehen. Als Basismaterial würde ich ein einseitig kaschiertes 0,2mm 
dickes FR4 vorschlagen.

branadic

> Eine Massefeder (Gropund Blade), wie von dir gezeigt, lässt sich bspw.
> mit einer sehr dünnen Leiterplatte realisieren

Das ist eine interessante Idee mit der Leiterplatte; ich kann mit aber 
nicht vorstellen, dass man damit einen guten Kontakt bekommt, wenn man 
z.B. mit der Spitze auf eine Massefläche aufsetzt. Und blankes Kupfer 
oxidiert ja auch relativ schnell, das müsste man noch irgendwie schützen 
(z.B. vergolden).

Könnte man da nicht irgend ein dünnes Blech aus Edelstahl bzw. 
Federstahl nehmen? Das müsste ziemlich dünn sein, damit es gut federt. 
Kennt da vielleicht jemand eine Bezugsquelle?

> branadics Tastkopf nen kurzes Kabel mit Krokoklemme ransteckt?

Das kann man ziemlich vergessen. Zum einen wegen der genannten 
Kabelprobleme, zum anderen wegen der Krokoklemme an sich.

Was man machen kann ist ein kurzes Stueck Kabel anzuloeten. (so 2cm)
Das kann man dann eigentlich immer in seine Schaltung irgendwo 
dranloeten. Wenn du etwas messn willst wo du dir ernsthaft um die 
Qualitaet deines Tastkopfes sorgen machst, dann hast du auch auf deiner 
Platine viel Masse. Sonst koennte man sich das sowieso sparen.

Man kann auch mit normalen Tastkoepfen schon viel erreichen wenn man auf 
das Massekabel verzichtet. Ich hab z.B an einem meiner Tatkoepfe direkt 
vorne an der Spitze ein 2cm Kabel angeloetet. Man hat dann zwar immer 
noch die Eingangskapazitaet des Kabels, aber die Einstreungen ins Kabel 
werden kleiner und die sind IMHO das groessere Uebel.

Und wenn man es ganz vornehm haben will, zumindest Tektroniks verkauft 
auch Buchsen die man direkt in seine Schaltung integrieren kann um da 
seinen Tastkopf einfach reinzustecken. Hat aber seinen Preis.

Die ideale Loesung ist vermutlich der Tastkopf so wie er hier entwickelt 
wurde, und ein extra Testpad mit Masse daneben zum messen.

Olaf

> das Massekabel hat bei 5cm Länge in meinen Messungen her bisher keinen
> auffallenden Einfluss gehabt (Messungen an einem 1GHz, 5GS Oszilloskop).

Hier wird in einer Beispielrechnung und Messung ein passiver Tastkopf 
(11 pF Eingangskapazität) mit einem aktiven Tastkopf (0,6 pF) 
verglichen; die Länge der Masseleitung ist beim aktiven Tastkopf (1 
Inch) doppelt so lang wie beim passiven (1/2 Inch).

www.lecroy.com/files/manuals/AP022-OM-E-03.pdf

Das Ergebnis (Seite 8) ist, dass der aktive Tastkopf wesentlich besser 
einschwingt als der passive, obwohl die Masseleitung doppelt so lang ist

Das ist natürlich eine etwas "optimiertes" Beispiel, der passive 
Tastkopf hat schon eine ziemlich große Kapazität mit 11 pF. Aber die 
Aussage ist, dass sich beim aktiven Tastkopf die Induktivität der 
Masseleitung deutlich schwächer auswirkt als beim passiven.

> Man kann auch mit normalen Tastkoepfen schon viel erreichen wenn man auf
> das Massekabel verzichtet.

Beim passiven Tastkopf muss man auf das Massekabel verzichten, um ein 
geringes überschwingen zu erreichen. Beim aktiven Tastkopf ist es 
einfacher.

> aber die Einstreungen ins Kabel ... sind IMHO das groessere Uebel.

Ja, oft ist das so. Aber speziell bei sehr steilen Signalflanken ist das 
Einschwingverhalten auch wichtig.

> Wenn ich das richtig verstehe, kleben die diese Kupferfolien auf den
> Chip und gehen dann mit dem Ground Blade auf diese Folie. Doch wie kommt
> die Masse des Chips auf die Kupferfolie?

Die Folie muss natürlich irgendwie (also möglichst direkt) mit der 
Chip-Masse bzw. der Massefläche unter dem Chip verbunden werden. Das 
sieht man auf dem Foto nicht; aber dort gehts ja eher um den Tastkopf 
bzw. die Masse-Feder.

> Und wenn man es ganz vornehm haben will, zumindest Tektroniks verkauft
> auch Buchsen die man direkt in seine Schaltung integrieren kann um da
> seinen Tastkopf einfach reinzustecken. Hat aber seinen Preis

Das gibts eigentlich bei allen Marken-Herstellern. Und so teuer sind die 
gar nicht.

> Die ideale Loesung ist vermutlich der Tastkopf so wie er hier entwickelt
> wurde, und ein extra Testpad mit Masse daneben zum messen.

Ja, ideal ist es, wenn man schon im Layout geeignete Messpunkte mit 
Masseanschluss vorsieht.

Johannes schrieb:
> Aber die
> Aussage ist, dass sich beim aktiven Tastkopf die Induktivität der
> Masseleitung deutlich schwächer auswirkt als beim passiven.

Das habe ich bei meinen Messungen am ECL-Gatter auch feststellen können, 
wobei das stark von der Bauform des aktiven Tastkopfs abhängig ist. Der 
P6205 mit langem Ground Wire neigt ebenfalls stark zum Überschwingen, 
dann hilft nur den Masseweg drastisch zu verkürzen. Je nach Bauart ist 
der Masseweg mehr oder weniger gut kurz zu halten.
Schade das man den Aufbau des P6205 nicht mal genau unter die Lupe 
nehmen kann, weil die Schaltung in dem auf Masse liegenden Röhrchen 
steckt und man das Griffstück nicht zerlegen kann. Da kann man sich 
sicherlich noch das ein oder andere abschauen und lernen und 
wahrscheinlich wäre man auch über deren Lösungsansatz überrascht.

branadic

Ich war jetzt doch mal neugierig und habe das Gehäuse am BNC-Anschluss 
des P6205 geöffnet. Das Gehäuse ist weitestgehend leer und beherbergt 
nur eine Leiterplatte, auf der ein E2PROM für die Tastkopferkennung 
sitzt (X24C02), die 50Ω-Leitung geht geradewegs an den BNC-Stecker. Um 
so beeindruckender ist, dass sie die gesamte Tastkopfelektronik im 
Griffstück unterbekommen, der dünner als ein passiver Standardtastkopf 
ist.

branadic

> Ich war jetzt doch mal neugierig und habe das Gehäuse am BNC-Anschluss
> des P6205 geöffnet. Das Gehäuse ist weitestgehend leer und beherbergt
> nur eine Leiterplatte, auf der ein E2PROM für die Tastkopferkennung
> sitzt (X24C02), die 50Ω-Leitung geht geradewegs an den BNC-Stecker.

Ja, das ist auch bei anderen aktiven Tastköpfen so, die ich mir 
angeschaut habe. Die Elektronik ist im Tastkopf selber, im Gehäuse mit 
dem BNC-Anschluss ist höchstens noch eine Stromversorgung.

>> Um so beeindruckender ist, dass sie die gesamte Tastkopfelektronik im
>> Griffstück unterbekommen, der dünner als ein passiver Standardtastkopf
>> ist.

> Vermutlich irgendwas integriertes. Schon, damit man es nicht in China
> nachbauen könnte.

Ich denke nicht, dass da ein Asic oder sonst irgend ein Spezial-IC drin 
ist. Vermutlich ist das eine ganz schmale Platine in Hybrid-Technik mit 
ein paar diskreten Transistoren.

Wär aber schon mal interessant zu sehen, wie der intern aufgebaut ist.

> Vielleicht sogar nur ein rein passives IC?

Was ist denn ein passives IC? Ist das nicht ein Widerspruch in sich? Auf 
einem IC sind ja immer zumindest Dioden drauf, die normalerweise nicht 
zu den passiven Bauteilen gerechnet werden.

Der P6205 wird vom Hersteller als "Active FET Probe" bezeichnet, also 
sollte schon zumindest ein FET drin sein.

Abdul K. schrieb:
> Vermutlich irgendwas integriertes. Schon, damit man es nicht in China
> nachbauen könnte.
> Vielleicht sogar nur ein rein passives IC?

Das glaub ich weniger. Ich möchte jedoch auch nicht behauptet haben, 
dass da unbedingt ein OPA659 drin steckt, auch wenn man SOT23 mit etwas 
Liebe zu Leiterplattenlayout dort hineinbekommen würde. Vielleicht gibt 
es den für diverse Firmen auch im SC70-Gehäuse?

Was etwas verwunderlich ist, es sind keinerlei Möglichkeiten vorgesehen 
worden, um den Eingangsspannungsteiler zu kompensieren. Und der Tastkopf 
muss einen Eingangsspannungsteiler besitzen, wenn er mit ±5V versorgt 
40Vpp am Eingang verträgt und zugleich insgesamt 10:1 teilt.
Vielleicht hat Tek den Aufbau über einige Iterationen dahingehend 
optimiert, dass man das auf Masse liegende Gehäuse gleich als Kapazität 
nutzt.
Das Röhrchen ist im Kunststoff-Griffstück mit dem Schirm des Koaxkabels 
verpresst.
Zumindest scheint mir das Konzept sehr gut mit dem Eigenbautastkopf 
übereinzustimmen (5:1 Teiler und 2:1 Teiler durch Abschluss mit 50Ω), 
auch wenn Tek sicherlich eine bessere Auswahl an Widerständen haben wird 
und auch 800kΩ || 200kΩ realisieren könnte.

Durch ein kleines Loch kann man nur zwei Kondensatoren in 0603 
ausmachen, mehr sieht man leider nicht.

branadic

Abdul K. schrieb:
> Es würde mich nun auch wundern, wenn branadic jemals meiner Meinung
> wäre.

Das hat doch nichts mit deiner Person zu tun, aber Tektronix würde 1. 
keinen Tastkopf als FET-Probe verkaufen, wenn es ein rein passiver 
Tastkopf wäre und 2. wäre die Versorgungsspannung zum Griffstück dann 
hinfällig.

Wenn man das Kabel genau betrachtet sieht es aus als hätte man den 
Außenmantel eines RG58 entfernt, anschließend die Versorgungsleitungen 
zusammen mit dem Rest einfach in einen farblich passendenen, grauen, 
neuen Außenmantel eingelegt.

Tektronix hat nicht nur mit Maxim, sondern auch mit National 
Semiconductor und sicherlich noch einigen anderen Kooperationen.
Es würde mich jedoch wundern, wenn hier nicht sogar ein Baustein von der 
Stange zum Einsatz kommen würde, schließlich bewegen wir uns hier noch 
deutlich unterhalb von 1GHz. Erst darüber wird es in Richtung ASIC 
gehen, denke ich.

Einen reinen FET schließe ich auch aus und der Platz gibt es nicht her 
noch irgendwelche Bipolar-Treiberstufen vorzusehen, wie bei anderen 
Schaltungen in alten Datenblättern, wo es auch einen separaten DC-Pfad 
gibt. Es wird daher sicherlich irgendwas in Richtung FET-OpAmp sein.
Maxim hat da aber nichts vergleichbares zum OPA659 im Programm, National 
ebenfalls nicht.

branadic

Hallo,

ich habe noch mal eine Frage zum Eigentlichen Tastkopf der von branadic 
entwickelt wurde.

Mein Oszilloskop hat einen Aux-Power Ausgang mit +-5V und 50mA Strom.
Jedoch weis ich nicht ob dieser Potentialgetrennt vom restlichen 
Ozsilloskop ist ( glaube nicht).
Gibt es Masseprobleme, wenn ich diese Aux-Power-Versorgung als 
Versorgungsspannung des aktiven Tastkopfes nehme?
Ich habe ja dann eigentlich eine Masseschleife ( BNC und 
Spannungsversorgung)?

Danke!

mfg Benedikt

> Gibt es Masseprobleme, wenn ich diese Aux-Power-Versorgung als
> Versorgungsspannung des aktiven Tastkopfes nehme?
> Ich habe ja dann eigentlich eine Masseschleife ( BNC und
> Spannungsversorgung)?

Wenn diese Aux-Versorgung nicht potentialfrei ist, dann liegt die Masse 
dieser Versorgung auf der Oszimasse, also auf der BNC-Buchse. In diesem 
Fall ist es vermutlich günstig, den BNC-Schirm als Masseleitung zu 
benutzen und nur die beiden Versorgungsleitungen für +/5 5V zum Tastkopf 
zu führen. Dann hat man nur eine Masseleitung und damit bildet sich 
keine Schleife.

Falls diese Aux-Versorgung potentialfrei wäre, dann würde ich drei Adern 
zum Tastkopf ziehen (+/- 5V und Masse) so dass die Versorgungs-Masse im 
Tastkopf mit der Oszi-Masse verbunden ist.

Johannes schrieb:
> Fall ist es vermutlich günstig, den BNC-Schirm als Masseleitung zu
> benutzen und nur die beiden Versorgungsleitungen für +/5 5V zum Tastkopf
> zu führen. Dann hat man nur eine Masseleitung und damit bildet sich
> keine Schleife.

Genauso macht es Tektronix bspw. beim P6205.

Benedikt Lippert schrieb:
> Jedoch weis ich nicht ob dieser Potentialgetrennt vom restlichen
> Ozsilloskop ist ( glaube nicht).

Du bräuchtest ja eigentlich nur mal mit einem Durchgangsprüfer schauen, 
ob die Mittenspannung des AUX-Power Ausgangs auf der Masse der 
BNC-Eingänge liegt. Theoretisch sollte es klingeln.
Man darf aber schwer davon ausgehen, dass die gleiches Potential haben.

Die neuen Leiterplatten sind gestern gekommen (aktiver 
Durchgangsabschluss und TK_V5), allerdings brauche ich noch ein paar 
Tage, bis alles fertig aufgebaut und getestet worden ist.

branadic

Hallo,

ich habe vorhin mal den Masseanschluss und die BNC Masse durchgeklingelt 
und habe festgestellt das die nicht getrennt sind.

Dann werde ich den Koax Schirm als Masse nehmen.
Zum Schutz des Oszis werde ich noch surpressordioden und kleine 
Sicherungen einbauen. Falls ich den Tastkopf kille sollte das Oszi ganz 
bleiben.

Was ist der TK V5?

mfg Benedikt

Benedikt Lippert schrieb:
> Was ist der TK V5?

Ich hab noch mal ein Layout des Tastkopfes aufgesetzt, bei der ich noch 
explizit eine mögliche Bandbreitenverbesserung untersuche.

Der aktive Durchgangsabschluss nimmt auch Formen an, hab schon mal ein 
Gehäuse auf der Drehbank gefertigt, bevor die restlichen Bauteile 
bestückt werden und das Teil in den Test geht.

branadic

In der Zwischenzeit ist die neue Leiterplatte des Tastkopfs V5 bei mir 
eingetroffen und aufgebaut.
Diese Version verfügt über die Möglichkeit einen zusätzlichen Widerstand 
in der Rückkopplungsleitung einzufügen.
Seinen Einfluss habe ich in einigen Messungen am Spektrumanalysator noch 
einmal näher untersucht, die Ergebnisse findet man anbei.
Der Tastkopf wurde zuvor am Oszilloskop mit dem ProbeSignal abgeglichen. 
Die Kurven des Frequenzgangs sind bezüglich des Eingangssignals aus dem 
Tracking Generator korrigiert.

Darüber hinaus habe ich die Ausgangsimpedanz aller drei 
Leiterplattenversionen (V3, V4a und V5) und 49.9Ω im Rückkopplungszweig 
der V5 miteinander verglichen. Ein merklicher Unterschied zwischen den 
Versionen ist nicht festzustellen.

Die erhoffte Bandbreitenvergrößerung, wie die Simulation in LTSpice 
zunächst vorher gesagt hat, ist so nicht eingetroffen, allerdings lässt 
sich mit dem Rückkopplungswiderstand der Amplitudengang verbessern.

Im nächsten Schritt werde ich die Layouts noch einmal einnehmlich 
miteinander vergleichen und versuchen Änderungen mit den Messergebnissen 
in Verbindung zu bringen.

branadic

Hallo Dieter,

zunächst einmal habe ich meine Messungen an einem Signalgenerator oder 
Funktionsgenerator immer mit abgeschlossen Ausgang durchgeführt.
Ohne Abschluss kann es mitunter zu falschen Interpretationen kommen, 
schließlich sieht der Funktionsgenerator am Ausgang nur den Tastkopf 
bzw. dessen Kapazität.
Wurden alle Tastköpfe abgeglichen, bevor mit der Messung begonnen wurde?

Aus einigen deiner Formulierungen werde ich leider nicht ganz schlau. Du 
setzt da irgendwas ins Verhältnis, schreibst du?

Bei meinen Messungen musste ich, trotz teurem Gerät, feststellen, dass 
die Anstiegszeiten des Gerätes zu groß sind und habe daher die 
Anstiegszeiten immer mit dem 1kHz Kompensationssignal des Oszis selbst 
durchgeführt und siehe da, die Ergebnisse sind deutlich 
aussagekräftiger. Alternativ nimmt man eben ein ECL-Gatter und füttert 
es mit einem 1kHz Rechtecksignal aus dem Funktionsgenerator, sodass man 
sehr steile Flanken erhält.

Darüber hinaus denke ich, dass du vielmehr die Bandbreitenbegrenzung 
deiner Oszis selbst siehst, statt der Anstiegszeit der Tastköpfe, die 
Zahlenwerte unterstreichen das. Wenn man jetzt noch Messabweichungen mit 
berücksichtig...

Den Frequenzgang mit dem Oszi aufzunehmen ist immer so eine Sache, weil 
man den Frequenzgang der Eingangsstufe selbst nicht genau kennt. Daher 
muss man alle Bilder nebeneinander vergleichen und nicht getrennt 
betrachten. Der erwähnte Abfall der Amplitude schaut aber selbst beim 
RG58 unschön aus (vergleiche positive und negative Halbwelle). Das 
natürlich am offenen Ausgang Kapazitäten wirken macht sich hier deutlich 
sichtbar. Und 2pF wirken sich am nicht abgeschlossenen Ausgang stärker 
aus, als am abgeschlossen, daher solche Messungen immer mit 
abgeschlossenem Ausgang durchführen.

branadic

Dieter Jaeger schrieb:
> Was hat das denn für Ergebnisse erbracht?

Bisher noch keine, ich bin noch nicht soweit.

branadic

Der aktive Abschluss soll direkt auf die Eingangsimpedanz des Skopes 
angepasst sein, sprich der Ausgang wird derart gestaltet, dass ein 
Abschluss bei Anschluss an das Skope (bspw. 1M||13pF) entsteht.

branadic

Hallo Dieter,

sorry, dass ich mich erst jetzt melde. Irgendwie hatte ich deine Antwort 
übersehen und irgendwann ist der Thread einfach in der Versenkung 
gelandet. Heute bin ich durch Zufall, im Zusammenhang mit einem 
Mailverkehr, darauf gestoßen. Daher meine verspätete Antwort.

Ich war ebenfalls, nach ersten Simulationen, zu dem Schluss gekommen, 
dass der OPA695 ungeeignet scheint. Auch ich hatte erhebliche 
Schwierigkeiten die Schaltung stabil zu bekommen.
Deswegen ist in meinem oben gezeigten Aufbau der THS3201 vorgesehen 
worden. Beide sind jedoch pinkompatibel, sodass man hier im 
Zweifelsfalls auch Versuche fahren könnte. Deine Simulationen sehen 
interessant aus und ich werde sie mir in aller Ruhe noch mal anschauen. 
Hast du denn einen Aufbau verfolgt?
Erste Messungen meines Aufbaus sahen erst einmal wenig erfolgreich aus, 
ich werde jedoch deine Simulationsergebnisse mal mit aufnehmen. Den 
Dämpfungswiderstand R8 habe ich in meinem Aufbau nicht drin.
In nächster Zeit werde ich das Thema wieder angehen, auch wenn es im 
Zusammenhang mit meinem Neuzugang (2465AA) weniger von Interesse ist. 
Das Thema ist jedoch spannend.

branadic

Weil der Link zum Artikel für den zu Beginn des Threads gezeigten Poor 
Man's 1GHz bisher noch nicht gefallen ist, er mir gestern aber wieder 
vor die Augen gekommen ist hier mal der Nachtrag:

http://www.elektrotanya.com/files/forum/2009/10/e04a036.pdf

branadic

Da ich bereits mehrfach nach dem Layout gefragt worden bin, die 
Eagle-Daten werde ich nicht zur Verfügung stellen. Anbei findet sich 
jedoch ein pdf in dem Schaltplan und beide Layouts V4a und V4b zu finden 
sind, sodass der Tastkopf im Heimätzverfahren repoduziert werden kann.
Ausgangsbasis sollte 1,6mm dickes FR4-Basismaterial sein.

branadic

Ahja, der Tastkopf stammt ursprünglich fertig aufgebaut von mir, aber 
ich biete ihn dort nicht an. Der Startpreis ist mehr als unverschämt, 
wenn man bedenkt für welchen Preis ich sie abgegeben habe. Da möchte 
sich wohl jemand bereichern. Ich hoffe nur, dass die Internetgemeinde 
nicht so dumm ist und diesen Preis bezahlt.

branadic

Nachtrag:
Da es sich um die inoffizielle Version V5 handelt kann ich sogar mit 
Sicherheit sagen wer der Anbieter ist, denn niemand anderes hat jemals 
die V5 bekommen. Ich werde entsprechende Person anschreiben. Bei 35,-€ 
Verkaufspreis des fertig aufgebauten Tastkopfes finde ich das Startgebot 
absolut unter der Gürtellinie.

branadic

Peter W. schrieb:
> aber das sieht ja aus wie
> hinge...
auf welches Bild beziehst du dich?

Pflichtlektüre:

http://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/IssuePDFs/

und da 1993-10.pdf

Es gibt von HP auch eine AppNote über FET-Probes im Allgemeinen,
vermutlich im Context von 54701A, 1152A oder den neueren Probes.
Ich suche das aber jetzt nicht raus.


Gruß, Gerhard

Peter W. schrieb:
> Wenn das wenigstens ordentlich geloetet waere, aber das sieht ja aus wie
> hinge...
> Also ich wuerde mich schaemen sowas anzubieten.

Ich weiß nicht was du an den Lötverbindungen auszusetzen hast, aber 
bevor hier weiter spekuliert wird, ich schrieb bereits das der Tastkopf 
von mir fertig aufgebaut worden ist. 0603 sieht also bei dir besser 
gelötet aus? Dann freu dich!

branadic

Johannes E. schrieb:
> Bisher wurde nur ein Foto mit Gehäuse gezeigt.

Wo hast Du das denn gesehen ? kannst Du bitte einmal den Link dazu 
angeben?

Johannes E. schrieb:
> Das war hier in diesem Thread:

Michael D. schrieb:
> hm, nimm das:

ganz herzlichen Dank, beides ist mir irgendwie "durchgegangen"
Leider keine nachbaubaren Lösungen für "unser Problem"
Wenn einer eine schicke Lösung hätte, wäre ich interessiert :-)

Eric

Eric schrieb:
> Leider keine nachbaubaren Lösungen für "unser Problem"
> Wenn einer eine schicke Lösung hätte, wäre ich interessiert :-)

Eine wirklich schicke Lösung habe ich bis heute nicht gefunden. Trotz 
etlichen Stunden vor dem CAD kam wegen der Leiterplattengeometrie (die 
Proportionen eines Gehäuses wollen einfach nicht passen) und wegen des 
SMA-Anschlusses nichts wirklich Handhabbares heraus. Aber eine 
vorläufige Lösung habe ich letzten Freitag an der Drehbank umgesetzt, 
auch wenn diese nicht für jeden nachbaubar ist.
Die Hülse hat ID=12mm, AD=14mm, ist innen 26mm tief und außen 28mm lang, 
Bohrung für SMA-Anschluss und eine schräg eingebrachte Bohrung für das 
Kabel der Spannungsversorgung.

branadic

Deswegen schrieb ich ja auch

> auch wenn diese nicht für jeden nachbaubar ist

Aber dich dürfte das ja eh nicht betreffen, ich kann mich nicht 
erinnern, dass du die Tastkopfleiterplatte hast.

branadic

Barney Geroellheimer schrieb:
> Wo siehst Du das Problem
> davon 100000 für kleines Geld fertigen zu lassen ? Oder eben nur eine
> für mich ?

Darf es sonst noch etwas sein?
Gegenfrage, würdest du die 100000 für die Community fertigen lassen?

branadic

Ich glaube du hast da etwas missverstanden, die unbestückte Leiterplatte 
für den Tastkopf kann man bei mir erfragen.

Das ebay-Angebot stammt nicht von mir, sondern von jemandem, der den 
Tastkopf von mir erworben hat. Ich habe mit dem Angebot nichts zu tun!

Es steht dir vollkommen frei 100000 Gehäuse fertigen zu lassen, ich 
möchte mir diesen Klotz jedoch nichts ans Bein binden, da mit solchen 
Aktionen erheblicher zeitlicher und finanzieller Aufwand verbunden ist. 
Unter Umständen bleibt man anschließend auf den Kosten sitzen. Es gibt 
genug Leute, die einen Artkel wie den hier vorgestellten Tastkopf nicht 
benötigen, nicht einzuschätzen vermögen (gerade auch wie günstig er im 
Vergleich zu kommerziellen Lösungen ist) oder diesen Thread einfach 
nicht anschauen und sich damit eine Chance entgehen lassen.
Auf der anderen Seite macht der Tastkopf zumindest im Funkamateurbereich 
durch Mundpropaganda seine Runde und teilweise kommen auch Anfragen aus 
der Industrie und von Privatleuten international.
Wer jetzt aber glaubt das bereit 100000 Leiterplatten im Umlauf sind der 
irrt und zwar gewaltig (aus den bereits oben genannten Gründen).

Also, lass dich nicht aufhalten, es gibt sicherlich einige Leute, die 
den Tastkopf haben und auf eine von dir initiierte Gehäusefertigung 
zurückgreifen würden. Gib dich jedoch keinen Illusionen imens hoher 
Stückzahlen hin.

Die von mir gefertigten Gehäuse-Drehteile sind im Einzelnen jedoch 
unbezahlbar (Zeitaufwand), da ganz konventionell während meiner Freizeit 
gefertigt und daher nur für den unmittelbaren Bekanntenkreis verfügbar.

branadic

Differenztastkopf meinst Du Messspannung bis 1400V und/oder isoliert 
für...? Ich hätte einiges Interesse aber mach dafür doch lieber einen 
neuen Faden auf.
Schau dazu ein paar Daten von käuflichen Tastköpfen (z.B. Testec) an und 
würfle mal was Dir an technischen Daten vorschwebt. Ich währe dabei.

Gruss
Hauspapa

Hallo,

die Diskussion ruht zwar schon eine Weile,
aber vielleicht interessiert es jemanden:
Ich habe gerade einen defekten P6243 (Platine im Tastkopf gebrochen) 
zerlegt.

In dem Coax-Kabel werden noch 4 Adern parallel mitgeführt.
- Schwarz (ist wohl eine weitere Masseverbindung)
- weiss   (1. Versorgungsspannung)
- rot     (2. Versorgungsspannung)
- blau    (wird nicht benutzt)

Gruß,
honk

vielen Dank Honk !
Da ist sehr hilfreich das Innenleben mal zu sehen.

Gruss
Matthias

Wirklich sehr interessant. Es wird deutlich, dass keine 
Standardkomponenten zum Einsatz kommen. Die Leiterplatte scheint auch 
etwas keramisch gefülltest zu sein, wenn nicht sogar eine LTCC.
Das das Kabel speziell für Tektronix konfektioniert ist war mir bekannt, 
auch wie die Tastkopferkennung funktioniert.

branadic

Thomas R. schrieb:
> mich würde allerdings der inhalt des EEPROMs interessieren damit
> ich den DIY-Tastkopf (mit kleiner offset anpassung) am Tek benutzen
> kann.

Deine Modifikationen kannst du ja vielleicht auch den anderen zur 
Verfügung stellen?
Was den EEPROM (X24C02) angeht, damit kannst du ja nur an 
Tektronix-Geräten etwas anfangen. Die gleiche Schaltung findet sich 1:1 
auch in meinem P6205.

branadic

Thomas R. schrieb:
> mich würde allerdings der inhalt des EEPROMs interessieren

Mich auch.
Wenn ich dazu komme das EEPROM auszulesen, werde ich das Ergebnis hier 
posten.

Der Tastkopf nutzt übrigens +-5V als Versorgungsspannungen.
rotes   Kabel = +5V
weisses Kabel = -5V

Gruß,
honk

@ honk,

kannst du zufällig noch ein paar Photos mit angelegtem Messschieber 
machen? Eventuell wäre die Gehäusevariante ja generell etwas für aktive 
DIY-Tastköpfe.

Sind die aktiven Bauteile gebondet und die passiven gedruckt? Ist es ein 
Keramiksubstrat (LTCC) oder geht es eher in Richtung Roger-Material?

Was hast du mit dem Tastkopf noch vor? Reparieren oder in die Tonne 
werfen? Ich wäre zu weiteren Analyse daran interessiert.

branadic

Die Leitung ist nichts besonderes, einfach nur ein 50Ω-Kabel, das mit 
den Leitungen für die Spannungsversorgung in einen neuen Mantel gezogen 
worden ist.

branadic

Hallo,

ich hätte Interesse an zwei Platinen, hast Du noch welche abzugeben?

Habe ich, jedoch nur noch eine Version, die der V4a entspricht. Bauteile 
sind selbst zu besorgen, da kann ich nicht mehr aushelfen, allerdings 
ist alles bei Farnell resp. im HBE-Shop + Reichelt zu bekommen.
Anfragen bitte an branadic@users.sourceforge.net stellen.

branadic

I tried to analyze the pictures honk made and agree that it seems they 
used LTCC substrate with film resistors, three in numbers.
But I couldn't identify the compensating cap path. How do they 
compensate for the input capacitance of the fet plus the dividing 
resitor and how do they trim this cap?
Branadic uses a combination of fixed ceramic capacitors (2x 1pF as far 
as I remember) and a trim cap with 1,4...3pF, but how did Tektronix 
solve this on this probe? Can you honk please post some more detailed 
pictures?

Noone out there reading this thread anymore?
Made a mistake, there are three resistors on top and another on the 
bottom. The bottom one seems to be trimmed? Also there seem to be two 
active parts on the pcb. Is someone able to reconstruct the ciruit 
diagram of this probe? I didn't get it up to now.

Sebastian ... schrieb:
> Gibts noch Platinen?

Ja, ich habe noch genau drei unbestückte Leiterplatten und die werden 
auch die letzten ihrer Art sein. Eine davon ist aus FR4, die anderen 
beiden aus RO4003C.
Ich war zwischenzeitlich auf der Suche nach den fehlenden Megahertzen 
und hatte das Layout auf das Roger-Material hin angepasst. Die 
Eingangskapazität ist nachweislich kleiner geworden, jedoch bleibt die 
Bandbreite irgendwo um die 500MHz begrenzt.
Im künftigen Layout werde ich auf das SON8 Package wechseln, daher auch 
die Bemerkung die letzten ihrer Art. Ich werde ferner versuchen den 
Kompensationskondensator in die Leiterplatte zu integrieren, wobei das 
erst ein zweiter Schritt sein wird. Ich verspreche mir hiermit eine 
Verbesserung der Eingangskapazität und endlich auch der Bandbreite. Das 
Layout gibt sonst nichts mehr her, ich hatte alle möglichen 
Stellschrauben im Layout gedreht, teilweise jedoch nur mit bedingtem 
Erfolg.

Sebastian ... schrieb:
> Im Thread hieß es mehrmals, man könne den Tastkopf durch einen
> Aufsteckadapter zu einem 100:1 Tastkopf machen. Gibt es dazu was
> konkreteres? Hat das mal jemand tatsächlich aufgebaut und vermessen?

Ich habe das bisher nicht gemacht, da ich persönlich dafür auch noch 
keinen Bedarf hatte.

Hallo Branadic und alle anderen,
hatte lange keine Zeit mich mit dem Thema zu beschäftigen.

Aber ich will euch die gerade geschossenen Fotos nicht vorenthalten.
Da sie mit einer VGA-USB-Lupe aufgenommen wurden, musste ich die 
Gesamtansicht leider aus Einzelbildern zusammensetzen.

Ich denke das Thema "Abgleich des Tastkopfes" wird hier eindeutig 
geklärt:
Tek nutzt die Möglichkeit des Laser-Trimming.

Interessant finde ich auch, dass die Tastkoopf-Masse als Leitung bis in 
die Spitze des Tastkopfs geführt wird, und dort eine Art "Abschluss-C" 
mit dem Signalkontakt bildet.

@Branadic: hast Du schon mal überlegt auf 0402 Bauteile umzusteigen? 
Dies würde das HF-Verhalten nochmal etwas verbessern.
Den Abgleichkondensator könnte man auch durch zwei Kupferflächen mit 
jeweils 4x4mm aufbauen. Der Abgleich ist dann natürlich etwas 
fummeliger, aber das HF-Verhalten dürfte besser sein. :-)

Gruß,
honk

Hallo Honk,

danke für die Bilder, sind wirklich interessant.

honk schrieb:
> @Branadic: hast Du schon mal überlegt auf 0402 Bauteile umzusteigen?

Nein, da aktuell nicht die passiven Bauteile die Performance limitieren 
sondern das SOT23-5 Package des OPA659

honk schrieb:
> Den Abgleichkondensator könnte man auch durch zwei Kupferflächen mit
> jeweils 4x4mm aufbauen. Der Abgleich ist dann natürlich etwas
> fummeliger, aber das HF-Verhalten dürfte besser sein. :-)

Ja, diesbezüglich ist etwas in Planung, allerdings kommt dann kein FR4 
mehr zum Einsatz.

Gruß, branadic

Hallo  branadic,

sind die Platinen die beiden oder zumindest eine noch zu haben ??

Gruß
reiner

Ja, ich habe noch einmal Leiterplatten fertigen lassen. Bei Interesse 
einfach bei mir melden.

branadic at users punkt sourceforge punkt net

Um nicht jedem die Daten per Mail zukommen lassen zu müssen anbei die 
Materialliste und die Bestückunghinweise.

Mal so in die Runde gefragt, bestünde bei den Leuten, die jetzt einen 
solchen Tastkopf aufgebaut haben, Interesse an der Lösung mit Alu-Hülse 
wie hier gezeigt?

Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

Wenn genug Exemplare zusammen kämen, dann könnte ich die Fertigung auf 
einer CNC-Maschine anleiern, denn von Hand gefertigt wären diese in 
Stückzahlen nicht bezahlbar.

Hallo  branadic,


Die Leiterplatten hab ich heute erhalten, Danke nochmal.

An einem funktionellen Gehäuse ist mein Intresse auch vorhanden, es 
stellt sich mir nur die Frage nach der Spannungsversorgung. Für eine 
weitere Buchse scheint ja kein Platz zu sein, bliebe ja nur ein 
"Kabelschwanz" mit Buchse oder ein Durchgängiges Kabel, was ich als 
ungünstigte Variante betrachte, evtl. eine Konstruktion wie bei den 
Komerziellen mit fest angebrachten Kabel, Koax und Spannung Parallel 
geführt und erst am Oszi aufgetrennt, würde für Ordnung sorgen. Wenn für 
das SpannungsKabel Silikon isolierte Litze wie z.B. dieses 
http://www.conrad.de/ce/de/product/607371/Silikon-Litzenleitung-Silivolt-E-1-x-025-mm-Schwarz-Meterware-MultiContact 
(oder noch dünner,0,15mm ) benutzt wird sollte der Kabelstrang auch 
nicht unhandlich steif werden

Gruß
Reiner

Hallo Reiner,

ich habe an den Alu-Teilen eine Phase an der Steckerseite angebracht, in 
die ich an einer Stelle eine Bohrung senkrecht zur Phase eingebracht und 
durch die ich das Kabel zur Stromversorgung geführt habe. Auf der 
Gegenseite habe ich einen 3-poligen Miniaturstecker für die symmetrische 
Versorgung.
Allerdings ist das Interesse an den Alugehäusen außer bei dir quasi 
nicht vorhanden. Daher ist das Thema für mich auch erledigt, ich muss 
niemandem etwas aufdrängeln.

Gruß, André

Hallo  branadic,

Schade das so wenig Interesse vorhanden ist.

So etwas ähnliches habe ich mir auch überlegt und werde nun mal schauen 
wer in meinem Umfeld so etwas drehen oder fräsen kann. Die Lösung für 
den  Abschluss an der Tastkopfspitze, wo ich gern eine Entlasstung der 
Tastkopfspitze hätte um ein evtl. abreißen der Leiterbahn zu vermeiden, 
ist mir noch nicht ganz klar, evtl. habe ich noch genügend Teflon um mir 
eine  dem Tastkopf angemessene hochwertige Spitze drehen zu lassen.

Gruß Reiner

Hallo,

der letzte Beitrag ist zwar schon einige Zeit her, aber da ich immer 
wieder mal nach Leiterplatten zum Tastkopf gefragt werde, selbst jedoch 
keine mehr aufsetzen werde, stelle ich hier der Allgemeinheit Schaltplan 
und Board zur Verfügung.
Es handelt sich um die V8, die finale Version an die ich danach auch 
keine Hand mehr angelegt habe.

-branadic-

btw: der THS3201 ist leider NRND
http://www.ti.com/product/THS3201

MiWi

Benjamin K. schrieb:
> Gibt es einen Grund warum du dieses
> Projekt nicht weiter verfolgt hast? Gibt es keinen Bedarf mehr an
> aktiven Tastköpfen

Hallo Benjamin,

vielen Dank für deine Nachricht. Interessen verschieben sich und da ich 
selbst keinen Bedarf mehr hatte und auch die Nachfrage eher dürftig war, 
habe ich das Thema zu den Akten gelegt.

Den THS3201 hatte ich mal im Zusammenhang mit einem aktiven 
Durchgangsabschluss beim Wickel, allerdings hatte sich auch bei mir das 
Thema irgendwann erübrigt und das Interesse an einer solchen Lösung war 
eher mau. Insbesondere neuer Gerätezugang hat eine solche Lösung auch 
für mich eher überflüssig gemacht.

Den Tastkopf hatte ich dagegen tatsächlich auch mal auf Rogers 
realisiert, es gab damals bei pcb-devboards.de die Möglichkeit 
Leiterplatten in diesem Material sehr günstig fertigen zu lassen. 
Allerdings konnte die Bandbreite dadurch nicht gesteigert werden.
Ich war dann zu dem Schluss gekommen, dass der einzige Freiheitsgrad 
noch sein könnte, den OPA659 im VSON Package zu testen. Im 
OPA659-Evalboard, das ich mir besorgt hatte und dessen Bandbreite ich 
verifiziert hatte, zeigte der OPA659 seine volle Bandbreite. Allerdings 
habe ich das nicht mehr als Tastkopfvariante umgesetzt, da wie gesagt 
das Interesse an aktiven Tastköpfen zu klein war.

-branadic-

Schön, dass Du Dich wieder meldest. Liebe Grüße!

Hallo Torsten,

die DesignRules sind in den Files hinterlegt: 1,5mm dickes Substrat, 
Standard 35µm Kupferauflage. Es kam ganz normales TG135 Material zum 
Einsatz.

-branadic-