HF-OP-Amp gesucht

aye!

Ich hab von Analog die ADA4927 in Verwendung und bin sehr zufrieden 
damit!
Layout ist allerdings heikel für die Teile!

Gruß,

nides

>ich suche den ultimativen sehr schnellen OP-Amp um ein symetrisches
>Signal (DC! bis 350MHz) von 0,8Vss auf 5,6Vss an 50 Ohm zu bekommen.

Dann brauchst du wohl ein mehrstufiges Konzept, bei dem die Verstärkung 
auf mehrere Stufen verteilt wird.

>Gibt es da nix schnelleres?

Schneller als was?

>Bei welchem Hersteller noch mal suchen?

Parametrische Suche bei TI, AD, MAXIM, National,... Da gibt es heute 
Hunderte von sehr schnellen OPamps.

>Falls zu großer DC-Offset / Drift stören, ist dem mit einem DC-Servo 
>beizukommen.

Wenn er DC messen will??

http://cds.linear.com/docs/Datasheet/6409fa.pdf

ralf schrieb:
> http://cds.linear.com/docs/Datasheet/6409fa.pdf

Vielen Dank!  :-)
10GHz Oh haue ha! Das ist wohl das Ende der Fahnenstange?!

Ich brauche einen, der auch ein paar mA treiben kann.
Bei 13dBm an 50 Ohm sind das 20mA * Wurzel 2 = 28mA

>Vielen Dank!  :-)
>10GHz Oh haue ha! Das ist wohl das Ende der Fahnenstange?!

Leider ist die Betriebsspannungsentkopplung des Demo Board Murks. Wieder 
die übliche Parallelschaltung aus 470nF, 100nF, 1nF und 100pF, was zu 
extremen Impedanzspitzen führt und die Schaltung notorisch instabil 
macht. Besser zwei oder drei identische keramische 470nF Highcaps der 
kleinsten Bauform, die man bekommen kann, parallelschalten.

Kater Sylvester schrieb:
> Bei 13dBm an 50 Ohm sind das 20mA * Wurzel 2 = 28mA

Kann man mir diese Berechnung erklären? Danke!

@ Luk4s K. (Firma: carrotIndustries) (carrotindustries)

Besten Dank!

Michael O. schrieb:
> Allerdings wirst Du um einen DC-Servo nicht herum kommen, da es sich um
> einen current feedback Verstärker handelt.

Heisst das, das die beiden Eingänge nicht gleichwertig sind?
Ich brauche einen Differenzverstärker um das differentielle Signal eines 
DDS-Bausteins von DC bis 350MHz auf SMA oder BNC geben zu können.

Michael O. schrieb:
> Ich hatte überlesen, dass das Signal nach dem Verstärken noch
> symmetrisch sein soll.

Ups, habe ich das wohl blöd geschrieben.
Also das Signal kommt aus dem DDS AD9854 oder AD9910.
Ist an dieser Stelle symmetrisch und soll verstärkt auf ein 
asymetrisches 50 Ohm-SMA-Koaxkabel gehen.
Normalerweise nimmt man an dieser Stelle einen (Mini-Circuits) 
Transformator & ERA-1.
Da aber bei mir auch ganz niedrige Frequenzen möglich sein sollen, geht 
ein Transformator hier natürlich nicht.

>Normalerweise nimmt man an dieser Stelle einen (Mini-Circuits)
>Transformator & ERA-1.

Also, zuerst kommt da mal ein Tiefpaß. Und dann ist ein Signal von 
5,6Vss in diesem Frequenzbereich sowieso eher unüblich. Für ein solches 
350MHz-Signal bräuchtest du einen Verstärker mit mindestens 6200V/µsec 
Slewrate! Und wenn das einigermaßen linear verstärkt werden soll, dann 
ist sogar das noch viel zu wenig.

Wie kommen Leute immer auf so völlig überzogene Forderungen??

>THD liegt sehr weit open, auch bei größerer Aussteuerung.

Die Klirrfaktorschriebe im Datenblatt gelten für 2Vss und hören bei 
60MHz auf...

>Ina hast du dir die Serienresonanzkurve von 470nF mal angeschaut?
>Bei den hohen Frequenzen dürften sich diese Kondensatoren eher als
>Induktivitäten entpuppen.

0603-Caps haben um die 0,6nH. Zwei, drei davon parallel ergeben rund 
0,2nH. Macht bei 2GHz rund 2,5Ohm, was völlig ausreichend klein ist.

>Ich würde sogar noch weiter gehen. Diesen Kondensatorketten muß man noch
>zusätzlich 10pF und 1pF parallel schalten.

Das Parallelschalten ungleicher Caps (siehe Anhang) kann verheerende 
Resonanzen mit extremen Impedanzspitzen zur Folge haben. Die 
Entkoppelwirkung ist dort nicht nur gleich Null, der Verstärker kann 
sogar spontan auf dieser Frequenz anfangen zu schwingen!

>Du vergisst das diese Kondensatoren bei etwa 15MHz Serienresonanz haben
>und oberhalb 15MHz bereits eine INDUKTIVITÄT darstellen. Diese beiden
>Kondensatoren sind in der gesamten rechten Hälfte keine Kondensatoren
>mehr, sondern Induktivitäten. Das ist eher kontraproduktiv.

Es ist in erster Linie die Impedanz entscheidend, weil 
Laststromschwankungen an dieser einen Spannungsabfall verursachen. Wenn 
dieser Spannungsabfall zu groß wird und die 
Betriebsspannungsunterdrückung des OPamp zu gering ist, kann dadurch 
eine gefährliche Mitkopplung entstehen und der Verstärker schwingt. 
Deswegen muß die Impedanz der Betriebsspannungsentkopplung für die 
gesamte Bandbreite des OPamp möglichst gering sein, möglichst unter 1 
Ohm.


>Genau das passiert wenn sie im induktiven Bereich betrieben werden.

Nein.

Du hast zwar Recht, wenn du sagsts, daß eine Betriebspannungsentkopplung 
natürlich kapazitiv sein sollte, weil sie ja schließlich Ladung liefern 
muß, aber das tut sie auch, wenn sie eine induktive Komponente hat. 
Üerlege dir, daß die Alternative, nämlich dein 10pF und 1pF Cap sowieso 
keine große Ladung mehr liefern können.

>Diese Resonanzspitzen werden durch Kondensatoren ( die sich auch
>kapazitiv verhalten ) vollständig unterdrückt.

Ralph, die Resonanzspitzen werden durch die Parallelschaltung der Caps 
erst erzeugt!! Es wechselwirkt die Serieninduktivität des einen mit der 
Serienkapazität des anderen. Und wenn der Serienwiderstand beider Caps 
zu klein ist, gibt es ganz fiese Impedanzmaxima.

Schau dir noch mal mein Bildchen im Anhang an: Du siehst drei Kurven:

1. Kurve b: Ein 100nF Cap. -> kein Impedanzmaximum.
2. Kurve c: Zwei identische, parallelgeschaltetet 100nF Caps. -> kein 
Impedanzmaximum.
3. Kuvre a: Ein 100nF Cap und ein 100pF Cap parallelgeschaltet. -> 
Impedanzmaximum von rund 100 Ohm!

Eine solche Parallelschaltung kann man nur mit Elkos und Tantals 
resonanzfrei machen, aber nicht mit keramischen Caps.

>Schaue dir mal Mikrowellenschaltungen die bis in den mm Bereich gehen
>an.

Ich habe jeden Tag beruflich mit GHz-OPamps zu tun. Diese waren mit der 
bisherigen Parallelschaltung unterschiedlicher Entkoppelcaps immer 
notorisch instabil. Erst mit der Parallelschaltung mehrerer, 
identischer, keramischer Highcaps im 0603-Gehäuse arbeiten diese stabil.

>Ich habe bisher recht gute Erfahrung gemacht mit der Parallelschaltung
>von 100nF 1nF 100pF und 1pF.

Ich habe mir jetzt mal die Mühe gemacht, das möglichst genau zu 
simulieren. 4c+2c.PNG zeigt den Impedanzschrieb von einmal der von dir 
favorisierten Kombination aus 100nF, 1nF, 100pF und 1pF und der von mir 
empfohlenen Kombination aus zwei identischen 470nF/0603 Caps. Bei den 
Serieninduktivitäten habe ich versucht, zu berücksichtigen, daß zwei 
Caps näher beieinander angeordnet werden können als vier.

Ich habe bei den sehr kleinen Kapazitäten möglichst verlustreiche 
Ausführungen herangezogen, um die Impedanzmaxima möglichst stark zu 
bedämpfen. Die genauen Daten habe ich aus einem Datenbuch von Murata.

Um beide Kurven in eine Grafik zu bekommen, mußte ich ein wenig mit TINA 
tricksen: Die rote, horizontale Kursorlinie markiert 1 Ohm Impedanz, die 
blaue 10 Ohm.

Man erkennt, daß deine Kombination (grüne Kurve) drei Impedanzmaxima 
aufweist, bei 100MHz (2 Ohm), 390MHz (7 Ohm) und 4,6GHz (180 Ohm). Der 
Peak bei 100MHz ist jetzt nicht allzustark ausgeprägt und der bei 4,6GHz 
dürfte in den meisten Fällen außerhalb der Bandbreite liegen. 
Bedenklicher ist da schon der Peak bei 390MHz. Bei nicht sehr kritischem 
OPamp aber eine ganz brauchbare Entkopplung.

Meine Kombination (braune Kurve) weist keine Impedanzmaxima auf. Auch 
sind für Frequenzen bis rund 400MHz die Impedanzen wesentlich kleiner. 
Für Frequenzen über 400MHz sind die Impedanzen beider Kurven im Schnitt 
recht ähnlich, wobei meine Kombination aber keine Impedanzmaxima 
aufweist.

Noch etwas ganz Grundsätzliches: Du sagtest, daß meine Kurve oberhalb 
rund 8MHz nur noch induktiv sei. Auch deine Kurve ist induktiv! Und zwar 
von 13MHz bis 100MHz, von 150MHz bis 400MHz, von 500MHz bis 4,6GHz und 
über 5,6GHz, nämlich überall dort, wo die Impedanzkurve die für eine 
Induktivität tpische, positive Steigung hat!!

Hallo Ralph,

ganz einfach, in der Menu-Leiste "Tools" und dann "Copy Bitmap to 
Clipboard" wählen und dann das Bild in einem beliebigen Programm 
einfügen. Je nachdem was du gerade angewählt hast, werden entweder das 
Schematic oder die Diagramme kopiert.

branadic

>Ina hier mal meine Simulation mit LTspice

0,2nH pro Cap sind völlig unrealistisch. Wie soll das gehen, wenn du die 
alle vier parallelschaltest? Da kommen einige Millimeter Leiterbahnlänge 
zusammen und jeder Millimeter schlägt mit rund 1nH zu Buche.

Auch die 0,5 Ohm bei 100nF und 10nF sind unrealistisch. Übliche Werte 
liegen um die 0,1 Ohm. Bei 100nF wird es schon schwer, etwas zu finden, 
das nicht deutlich unter 0,1 Ohm liegt.

Problematisch dürfte sein, dass viele Hersteller sich mit genaueren 
Angaben zu den Parasitics eher ausschweigen. Da hilft dann nur noch eine 
optimistische Abschätzung der parasitären Parameter über die 
Packagegröße:

http://hft.uni-duisburg-essen.de/arbeiten/Vortrag_Imam_Owais.pdf

http://hft.uni-duisburg-essen.de/arbeiten/Vortrag_Ouajdi_Ochi.pdf

und natürlich ausprobieren.
Man findet in den Weiten des Internet teilweise auch Angaben eine 
ungleichmäßige Abstufung zu verwenden, bspw. 6.8µ Tantal und 100n, 4.7n, 
1n, 680p, 10p, 4.7p, um Resonanzüberhöhungen zu vermeiden.
Im Zweifelsfall schaut man aber einfach ins Datenblatt des Bausteines, 
da sind zumeist schon Empfehlungen gegeben. Wenn man dann noch das Demo 
Board des Bausteines eingehender studiert wird man sicherlich eine 
geeignete Abstufung finden.

branadic

Brauchst Du einen linearen Verstärker für ein Analogsignal, oder geht 
auch ein Komperator?

Ich hatte mal sowas was mit einem LVDS Receiver (SN65LVDS390) gemacht: 
Ich führte dabei mein Signal auf zwei Receiver, (1+2), hatte beim 
zweiten Receiver A+B vertauscht und nutzte die Austganssignale (1Y - 
2Y) wieder als differenziellen Ausgang mit 2 x 3.3V => 6.6 Vpp

Das funktionierte prima bis ca. 400 MHz

>Problematisch dürfte sein, dass viele Hersteller sich mit genaueren
>Angaben zu den Parasitics eher ausschweigen.

Taijo Yuden gibt für alle Klasse 2 Caps Impedanzschriebe an. Bei den 
Klasse 1 Caps schweigen sie sich aber auch aus. Murata und Kemet haben 
auch Angaben in ihren Datenblättern, teilweise auch für einzelne Typen.

>Da hilft dann nur noch eine
>optimistische Abschätzung der parasitären Parameter über die
>Packagegröße:
>
>http://hft.uni-duisburg-essen.de/arbeiten/Vortrag_...
>
>http://hft.uni-duisburg-essen.de/arbeiten/Vortrag_...
>
>und natürlich ausprobieren.

Schöne Links! Bei der Modellierung muß man etwas aufpassen: Eine 
Serienersatzimpedanz macht natürlich nur Sinn im Zusammenhang mit einem 
Serienersatzmodell. Man kann nicht einfach noch einen Parallelcap 
dazupacken und bei den Impedanzen der restlichen Serienschaltung dann 
von Serienersatzimpedanzen sprechen.

Generell ist die Messerei im GHz-Bereich schon fragwürdig. Herr Völkel 
von Würth hat mir mal erzählt, daß die Impedanzmessungen von Bauteilen 
im GHz-Bereich deshalb so aufwendig sind, weil man wegen der 
problematischen Kontaktierung der winzigen Bauteile über unzählige 
Einzelmessungen mitteln muß.

Man sagt, daß 0805-Caps knapp unter 1nH Serieninduktivität haben. 
Bedenkt man aber, daß 1mm Leiterbahn mit rund 1nH zu Buche schlägt, sind 
bei schlechten Layouts diese kleinen Werte natürlich völlig 
unrealistisch.

>Man findet in den Weiten des Internet teilweise auch Angaben eine
>ungleichmäßige Abstufung zu verwenden, bspw. 6.8µ Tantal und 100n, 4.7n,
>1n, 680p, 10p, 4.7p, um Resonanzüberhöhungen zu vermeiden.

Diese Kombinationen sind historisch entstanden, zu einer Zeit als man 
große Kapazitäten nur in großen Gehäusen unterbringen konnte. Für eine 
HF-Schaltung in 50R-Technik benötigt man in der Regel eine 
Entkopplungskapazität im µF-Bereich, um auch für größere 
Lastschwankungen genügend Ladung bereitstellen zu können. Andererseits 
bietet ein solcher Cap zuviel Induktivität und die Entkopplungswirkung 
bei sehr hohen Frequenzen ist gleich Null.

Also hat man in den saueren Apfel gebissen und den größeren Kapazitäten 
immer kleinere parallgeschaltet. Interessanterweise wurde schon damals 
teilweise von Resonanzen berichtet und in einigen Datenblättern 
vorgeschlagen, einzelnen Caps dieser Kombinationen kleine Widerstände in 
Serie zu schalten.

Seit es die hochkapazitiven keramischen Highcaps gibt, sieht die 
Situation glücklicherweise ganz anders aus. Man kann die µF-Kapazitäten 
in winzigen 0603 Gehäusen unterbringen. Während ein bedrahteter 
Tantalcap früher rund 10...15nH Serieninduktivität mitbrachte, eine 
spätere SMD-Version rund 5nH, können keramische Highcaps das heute mit 
0,6...0,8nH! Das ist natürlich ein Quantensprung und die lästige 
Parallelschalterei unterschiedlicher Kapazitätswerte mit allen ihren 
Nachteilen ist passé. Deine obige Kombination besteht immerhin aus 
sieben Caps. Wie soll das im GHz-Bereich zuverlässig funktionieren?

Die Nagelprobe haben die keramischen Highcaps bei uns im Labor 
bestanden: Bei den früheren, umständlichen Parallelkombinationen, die 
immer in den Datenblättern empfohlen wurden, hatten wir immer das 
Problem, daß wir den Ausgang eines GHz-OPamps nie direkt mit einem 10:1 
Tastkopf berühren konnten. Wir mußten immer einen kleinen 
Serienwiderstand einfügen, um die kapazitive Last des Tastkopfes (rund 
10pF) zu entkoppeln und die notorische Schwingneigung zu unterdrücken. 
Seit wir keramische Highcaps verwenden, ist das Problem weg.

>Tja, meine Diplexer-Theorie ;-)

Erzähle mal, wie deine Entkopplung aussähe...

>Ich vermisse bei euren Betrachtungen den Einfluß der eigentlich zu
>entkoppelten Schaltung/IC !!!!

Du spielst auf die Zusammenhänge an, wie sie in Figure 1 von diesem Link

http://www.national.com/ds/CL/CLC115.pdf

diskutiert werden?

>Hm. Ist Ina nicht Irina??

Namen sind wie Schall und Rauch...

>Also, das Bild sagt wenig.

Ich meinte natürlich auch den Text dazu.

>Ich spiele auf die Innenschaltung an und wie die aktiven transienten
>Signale das Geschehen beeinflussen.

Da hast du natürlich Recht. Zunächst mal ist aber wichtig, keine 
ausgeprägten Resonanzen im Impedanzgang der Betriebsspannungsentkopplung 
zu haben. Sonst können Laststromänderungen den OPamp zum Schwingen 
bringen.

Da die Lastströme letztlich über ohmsche Widerstände fließen, also die 
Gegenkopplungswiderstände und die üblichen 50...75R 
Terminierungswiderstände, erwarte ich jetzt keine größeren 
Überraschungen, wenn zusätzlich Lastströme durch die 
Betriebsspannungsentkopplung fließen. Ausgeprägte und nicht "isolierte" 
kapazitive Lasten sind natürlich absolut verboten!!