Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Eigenbautastköpfe


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von branadic (Gast)


Lesenswert?

Da seh ich eigentlich überhaupt kein Problem, der OPA659 kann die 100 
Ohm doch treiben, also einfach das 50 Ohm Kabel am Ende abschließen, 
ferig. Kein Aufriss um ein Spezialkabel.

branadic

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Da seh ich eigentlich überhaupt kein Problem, der OPA659 kann die 100
> Ohm doch treiben, also einfach das 50 Ohm Kabel am Ende abschließen,
> ferig. Kein Aufriss um ein Spezialkabel.

vielleicht überseh ich ja was.

Die normalen Tastköpfe sind ja nicht
mit 50 Ohm am Oszi dran. Die Ströme sind
da viel kleiner. Wenn man direkt den
1MOhm Eingang ansteuert braucht der OPA
weniger Strom treiben. Wird weniger warm.
Liefert das doppelte Signal.

Ist das falsch, was ich da schreibe?

Matthias

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Da seh ich eigentlich überhaupt kein Problem, der OPA659 kann die 100
> Ohm doch treiben, also einfach das 50 Ohm Kabel am Ende abschließen,
> ferig. Kein Aufriss um ein Spezialkabel.

es gibt ja auch diese Logic probes.
Da laufen Flachbandkabel über den Tisch
ohne besondere Schirmung. Abwechselnd
wohl Masse, Signal, Masse, Signal.
Da gehen viele MHz drüber und die Oszis
machen offenbar was Brauchbares draus.

Ich glaube, daß man sogar die Analogsignale
bei manchen Oszis damit darstellen kann.

Die Abschlüsse dieser Probes sind deutlich
größer als 50 Ohm. Es muss also nicht immer
zwingend so ein steifes Koaxkabel sein.
Vielleicht geht auch ein Flachband hin zu
einem BNC-Stecker. Natürlich ist das dann
schwer zu konfektionieren.

Matthias

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Matthias W. schrieb:
> branadic schrieb:
>> Da seh ich eigentlich überhaupt kein Problem, der OPA659 kann die 100
>> Ohm doch treiben, also einfach das 50 Ohm Kabel am Ende abschließen,
>> ferig. Kein Aufriss um ein Spezialkabel.
>
> vielleicht überseh ich ja was.
>
> Die normalen Tastköpfe sind ja nicht
> mit 50 Ohm am Oszi dran. Die Ströme sind
> da viel kleiner. Wenn man direkt den
> 1MOhm Eingang ansteuert braucht der OPA
> weniger Strom treiben. Wird weniger warm.
> Liefert das doppelte Signal.
>
> Ist das falsch, was ich da schreibe?
>
> Matthias

Der oben vorgestellter Tastkopf ist doch als 10:1 Tastkopf ausgelegt, 
mit einem Teiler von 5:1 im Eingangsspannungsteiler und 2:1 am Ausgang 
des Operationsverstärkers durch einen 50 Ohm Reihenwiderstand, wodurch 
gleich an die Kabelimpedanz angepasst wird und lebt daher davon mit 50 
Ohm abgeschlossen zu werden.

branadic

von Olaf (Gast)


Lesenswert?

> Ich glaube, daß man sogar die Analogsignale
> bei manchen Oszis damit darstellen kann.

Noe. Ich habe mal so eine Probe fuer mein altes 7D13 nachgebaut.
Da wird differentiell ECL uebertragen. Abgeschlossen etwa mit 100Ohm.
Und die Kabel sind ja normalerweise auch kein einfaches Flachbandkabel 
sondern so huebsch miteinander verknuepft um die Stoerungen so gering 
wie moeglich zu halten.
Wenn du so Analogsignale uebertragen willst dann muesstest du wohl einen 
AD-Wandler in die Probe einbauen.

Olaf

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Das einfach abwechselnde belegte Flachbandkabel (Z0=100 Ohm in etwa) ist 
die primitive Version der 'Häkeldeckenkabel'. Die habe ich das letzte 
Mal aber bei IBM gesehen. Ist schon laaaange her. Ich glaub, sowas wird 
gar nicht mehr verwendet, weil viel zu teuer.

Der Nachteil beim vorgeschalteten OpAmp ist eben die Begrenzung auf den 
Gleichtaktbereich des OpAmps, und nicht mehr der des 
Eingangsspannungsteilers des Scopes. Schrieb ich ja schon.

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Lesenswert?

Ich verstehe die ganze Diskussion um widerstandsbehaftete Koax-Kabel 
hier überhaupt nicht. Die werden nur für passive Probes gebraucht. Dort 
hat man 9 MΩ am Eingang, 1 MΩ am Oszi. Dazwischen hängt ein Koaxialkabel 
mit beispielsweise Z = 50Ω. Das gibt satte Reflexionen. Um diese 
abzudämpfen, verwendet man also Koaxialkabel mit hohem ohmschem 
Widerstand.
Das steht auch in einigen der hier verlinkten Bücher, insbesondere 
bereits in Joe Webers "Oscilloscope Probe Circuits" von 1969.

Das hat aber nichts mit dem hier entwickelten aktiven Tastkopf zu tun! 
Das schöne an ihm ist ja, dass nach dem OPA alles auf 50Ω angepasst ist.


Zur frequenzabhängigen Dämpfung des Kabelmodells: Gibt es leider nicht 
in LTspice. Hier kommt die Information her:
http://tech.groups.yahoo.com/group/LTspice/message/37779

Zitat:
1
--- In LTspice@yahoogroups.com, "maximiliamschultze" <maximiliamschultze@...>
2
wrote:
3
>
4
> How can you incorporate frequency dependence in the
5
> parameters (R) of the transmission line?
6
>
7
8
Hello,
9
10
The LTspice lossy transmission line is only the model from
11
standard SPICE. This means it only has fixed values for R',
12
L' and C'. A fixed resistance R' means that the damping is
13
independent of frequency (flat response).
14
15
The only chance for frequency dependent loss may be to split
16
the line into small pieces and add R||L series elements
17
and/or add R-C elements in parallel between the TLINE
18
segments. I haven't really tried that, but may be you
19
could search for publications.
20
21
Maybe you should write a message to Mike, the author of
22
LTspice, and ask him to add a frequency dependent transmission
23
line model to LTspice. I know that such a model will be
24
not an easy task. It would be a lot of work.
25
His email address is the address given in the Help->About
26
of LTspice.
27
28
Best regards,
29
Helmut

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Ich habe ein Model File für Koaxkabel gefunden, in dem ein 
Frequenzabhängiger Leitwert berücksichtig wird:

http://141.69.160.32/~krausg/Spice_Model_CD/Mixed%20Part%20List/Spice-Models-collection/tline.lib

branadic

von Matthias W. (matt007)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Olaf schrieb:
>> Ich glaube, daß man sogar die Analogsignale
>> bei manchen Oszis damit darstellen kann.
>
> Noe.

So wie es aussieht doch. Lies selbst:
http://www.tek.com/products/oscilloscopes/dpo70000_dsa70000/

DPO/DSA/MSO70000 Digital & Mixed Signal Oscilloscope Series
"The MSO70000 also includes 16 logic channels with a very accurate 
80psec timing resolution."
"iCAPTURE™ enables an integrated analog view of a logic channel.
Analyze the signal integrity of logic signals without reprobing on a 
debug area of interest"

Da müssen die Kabel an der Probe schon was leisten !
Das sieht nicht nach Coax und nach 50-Ohm-Technik aus.

Matthias

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Ich habe ein Model File für Koaxkabel gefunden, in dem ein
> Frequenzabhängiger Leitwert berücksichtig wird:
>
> http://141.69.160.32/~krausg/Spice_Model_CD/Mixed%...

Ja, die Datei findet man recht schnell auf der Suche nach Spice-Modellen 
für koaxiale Kabel. Die Modelle darin sind jedoch für PSpice 
geschrieben, das eine Laplace-Transformation und den Laplace-Parameter 
s bietet, womit die Frequenzabhängigkeit modelliert wird.
LTspice hat diese Funktionalität leider nicht.

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

Matthias W. schrieb:
> "iCAPTURE™ enables an integrated analog view of a logic channel.
> Analyze the signal integrity of logic signals without reprobing on a
> debug area of interest"

ich weiß nicht genau wie das gemacht wird
diese hochfrequenten Signale sauber genug
über diese Kabel zum Gerät zu übertragen.

Wenn dies jedoch so geht sollte es doch
auch möglich sein den aktiven Part der Probe
ganz nah ans Oszi zu montieren, so daß gar
kein Zwischenkabel mehr nötig ist.

Ob dieser Weg so sinnvoll ist wäre eine andere
Frage. Modern erscheint er jedenfalls, wenn
aktuelle Hochleistungsgeräte so einen Weg aufzeigen.

Die gezeigten dünnen Kabel sind flexibel anzubringen.

Matthias

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Wenn dies jedoch so geht sollte es doch
> auch möglich sein den aktiven Part der Probe
> ganz nah ans Oszi zu montieren, so daß gar
> kein Zwischenkabel mehr nötig ist.ie groß der Wellenwidersrtand ist

Je weiter der aktive Teil von der Mess-Spitze entfernt ist, um so größer 
wird die Kapazität bzw. die Impedanz wird kleiner. Das Ziel sollte also 
schon sein, alles direkt im Tastkopf zu integrieren.

Und für die Verbindung zwischen Tastkopf und Oszi ist ein 50 Ohm 
Koaxkabel mit Abschlusswiderstand eine Lösung, die bewährt ist und gut 
funktioniert.


Bei einem Logic-Analyser ist die Eingangsimpedanz mit Sicherheit 
deutlich kleiner als bei einem aktiven analogen Tastkopf. Ich habe dazu 
in den Datenblättern keine Angaben gefunden, werde das bei Gelegenheit 
mal bei einem Lecroy-Gerät nachmessen.
Dort werden übrigens sehr dünne, einzeln abgeschirmte Adern verwendet, 
die mit großer Warscheinlichkeit noch viel schwieriger erhältlich sind 
als ein gutes, dünnes 50-Ohm Koax-Kabel.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Jetzt hab ich doch was gefunden:

Beim Lecroy Mixed-Signal Oszi MSO 44Xs-A ist die Eingangsimpedanz der 
digitalen Kanäle 100 kOhm / 5pF und die maximale Eingangsfrequenz 
(rechteckig) ist 250 MHz.

Das ist also schon eine andere Kategorie als ein Tastkopf mit 1 MOhm 
oder 10 MOhm und <1 pF.

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Beim Lecroy Mixed-Signal Oszi MSO 44Xs-A ist die Eingangsimpedanz der
> digitalen Kanäle 100 kOhm / 5pF und die maximale Eingangsfrequenz
> (rechteckig) ist 250 MHz.

Hallo Johannes,
vielen Dank für die interessanten Daten.
250MHz hört sich schon recht hoch an.
1MHz 1us=1000ns 10MHz=100ns 100MHz=10ns 250MHz=4ns.

Bei den Tek MSO70000 scheint es wohl eher noch mehr
zu sein wenn ich da etwas von 80ps Auflösung lese:
"The MSO70000 also includes 16 logic channels with a very accurate
80psec timing resolution."

> Das ist also schon eine andere Kategorie als ein Tastkopf mit 1 MOhm
> oder 10 MOhm und <1 pF.

Die 80ps sind schon heftig wenig. Auch für einen
Tastkopf würde ich das so sehen.

Das zeigt daß man - wenn die Quelle niederohmig
genug treibt sehr hohe Frequenzen erreichen kann
auch ohne 50 Ohm Abschluß. Offenbar treten hier
keine extremen Reflexionen auf. Sonst wäre der
Aufbau so kaum möglich.

Matthias

von branadic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Eine Möglichkeit die frequenzabhängigen Verluste des Kabels zu 
berücksichtigen wäre vielleicht das Einfügen einer spannungsgesteuerten 
Spannungsquelle zwischen Ausgang des OPV und dem Serienwiderstand und 
dann einen Ausdruck mit den Dämpfungen bei den verschiedenen Frequenzen 
anzugeben. Die Simulation ist dann jedoch nur für die AC-Analyse zu 
gebrauchen, nicht für die Transiente.

branadic

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

Steve aus der Tek-Gruppe schreibt zum Thema Differentialtastköpfe:

"The schematics for the P52xx were not published as the service strategy 
is board replacement.
These probes are similar to the cheap Taiwanese knock offs, although 
much more care was placed in passive front end design.

Others have recommended looking at schematics of older probes as a 
learning tool. You will learn something from them, however, discrete 
designs are very complicated and no one uses them anymore. Because the 
transistors that make up the differential pairs are not on the same die, 
thermal offset drift will be much worse than what you get from a cheap 
differential amplifier IC.

The P52xx series use a video line driver for the main amplifier. I don't 
remember the vendor. Note you won't find it by looking at one of the 
Taiwanese knock offset as they file the plastic case to keep the vendor 
number secret!

To get high CMRR, the key to any differential system is to match the 
attenuation (or gain) in each input as much as possible. This is both 
amplitude and in the case of HF probes, the phase as well. The mismatch 
is the first order term that dominates the CMRR spec. For the P52xx 
probes, which are intended to make measurements on the high side of 
SMPS, high C"MRR at high voltages is essential for the application.

Special care was used in selecting components for the input attenuator. 
Most large value resistors have a small voltage coefficient. Thus, the 
resistance changes slightly as the voltage across them varies, creating 
a non-linearity in any attenuator they are used in. The effect is so 
small that you will never see it in a single ended probe application. 
But in a differential probe used with a few hundred volts of common 
mode, it can lower you CMRR to only a couple hundred to one. The design 
of the attenuator network is why the P2xx are superior to the lower cost 
probes with similar form factor.
- Steve"

zu deutsch:
Die Geräte sind heute Wegwerfware.
Wenn was kaputt, dann boardtausch.
Das Design gibts auch in Taiwan.
Nur eben weniger genau im Frontend.
Heute sind Differenz-IC's üblich, nichts Diskretes mehr.
Der Verstärker ist ein Videoline-Treiber - geheim,
daher Nummer abgefeilt.
Für hohes CMRR wird sogar die Abhängigkeit des
Widerstands von der Spannung beachtet.

Es gibt also Gründe warum Tek meint, dass ihre
Dinger besser sind als andere.

Matthias

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Matthias,

der grundsätzliche Aufbau ist ja mittlerweile klar. Bei den 
Video-Treibern gibt es teilweise auch recht interessante Typen, wie 
bspw. den AD8045.

Es wird aber zum Teil notwendig sein vor dem Video-Treiber noch eine 
Buffer-Stage einzufügen.

branadic

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Bei den
> Video-Treibern gibt es teilweise auch recht interessante Typen, wie
> bspw. den AD8045.

Das Datenblatt zeigt die Spec für G=1 und G=2.
RL minimum 100 Ohm. Wenn er also 2-fach verstärkt
und der Teiler am Ende dies frisst so verbleibt
da nichts. Als Summierverstärker betrieben mag das
ja gehen. Nur welchen Nutzen habe ich in einer Probe
wenn das nur ein Kabeltreiber ist für ein Kabel,
das evtl. gar nicht nötig ist, weil der aktive Teil
vielleicht direkt am Oszi-Eingang steckt?

Es ist mir klar, daß bei der oben gezeigten Bauweise
natürlich das Kabel getrieben werden muss, wenn eines
da ist. Das Kabelmodell gibts ja auch.

> Es wird aber zum Teil notwendig sein vor dem Video-Treiber noch eine
> Buffer-Stage einzufügen.

ein Buffer hat normalerweise G=1.
Was soll der aus Deiner Sicht bewirken?
Kann der Teil davor den Videoverstärker nicht treiben?

Matthias

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Ich versteh nicht, warum du den aktiven Teil immer vor dem Oszi haben 
willst und nicht in der Tastkopfspitze, wie es auch von den Herstellern 
gemacht wird. Verabschiede dich doch mal von deiner Vorstellung mit 
Spezialkabel.
Wenn du unbedingt auf einer Box vor deinem Oszieingang bestehst, weil du 
keinen integrierten 50Ω-Abschluss im Oszi hast, dann schmeiß den 
Abschlusswiderstand doch einfach da hinein.

100 Ω Lastwiderstand sind doch perfekt, damit ist er im Stande die 
geforderte Last zu treiben.
Ganz nebenbei hat er 3.6MΩ (1MΩ differentiell) mit 1.3pF gegen Masse am 
Eingang, man kann also davon ausgehen das ein FET an den Eingängen 
arbeitet.

Mit Buffer meine ich natürlich etwas wie einen FET oder FET-OpAmp mit 
großer Eingangsimpedanz und kleiner Eingangskapazität und der 
notwendigen Bandbreite. Du willst doch schließlich hochohmig an deinem 
Spannungsteiler bzw. hochohmig dein Signal messen um es möglichst 
originalgetreu betrachten zu können und nicht zusätzlich zu belasten.

Den Buffer könnte man auch Impedanzwandler nennen, denn dieser soll die 
hochohmige Impedanz am Eingang auf eine niederohmige Last an seinem 
Ausgang bzw. der nachfolgenden Stufe "transformieren" und treibt den 
nachfolgende Verstärker, der wiederum die Last (Kabel + 
Abschlusswiderstand) treibt.
Irgendwie muss nun mal die Strecke Tastkopf --> Oszi-Eingang überbrückt 
werden und das macht man möglichst niederohmig, um weitestgehend immun 
gegenüber Störungen zu sein.

Bei den Z-Probes wird auch ein 50Ω-Kabel verwendet. Ein "hochohmiger" 
Eingangswiderstand (950 ... 1k) geht direkt auf das 50Ω-Kabel mit 
50Ω-Abschlusswiderstand. Allerdings hast du den Nachteil, dass dein 
Spannungsteiler deutlich größer ist, ca. 20:1 und deine Schaltung schon 
1k zusätzlich treiben muss.
Beim passiven Tastkopf ist das was ganz anderes.

branadic

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

Ich geb Dir ja bei vielem recht was Du sagst.
Der FET nahe am Messort hat ja seinen Charme.
1.3pF ist erfreulich wenig. Weitere Stufen
können rauscharm verstärken und anpassen.

50 Ohm ist bei vielen Oszis ja drin.
Bei alten Hamegs halt nicht. Kann ja so ein
Steckteil dran.

Andererseits scheinen mir diese 50 Ohm schon
fast wie eine Religion. Bei Antennen scheint
der Wert eher bei 75 Ohm zu liegen.

Bei früheren Messgeräten gab es auch mal
600-Ohm-Eingänge. Verstärkeranlagen wurden auch
mal mit 100V-Technik gemacht. Soll heißen, daß
es im Laufe der Technikgeschichte mal dies und
mal das gegeben hat.

Bei den Logic-Probes hat man offenbar keine
50 Ohm genommen. Die Bauweisen sind da anders.
Und doch gehen hohe Bandbreiten da drüber und
die Signalqualität soll angeblich sehr gut sein.

Alle diese probes sind Stand der Technik.
Sowohl die Teile die weiter vom Oszi entfernt
sind, als auch die Teile die dicht dran sind
und nur die Kabel dann zur Schaltung führen.

Es führen offenbar verschiedene Wege nach Rom,
je nach Anforderung. Wenn man die Wege kennt
kann man überlegen welchen Weg man gehen möchte.

Matthias

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Lesenswert?

Matthias W. schrieb:
> ein Buffer hat normalerweise G=1.
> Was soll der aus Deiner Sicht bewirken?
> Kann der Teil davor den Videoverstärker nicht treiben?

Matthias, du hast dich so sehr in den Kabelgedanken versteift, dass du 
gar nicht mehr siehst, dass es ganz unterschiedliche Geräte sind, die du 
hier vergleichst. Du beantwortest die Frage hier doch schon selbst. 
Nein, der zu messende Teil soll hier nicht die Last des Tastkopfes 
treiben. Der Tastkopf soll hochohmig und mit möglichst kleiner Kapazität 
arbeiten!
Daher nimmt man nur einen möglichst kleinen Teil des Signals und 
verstärkt ihn gleich, um ihn weiter zum Oszilloskop zu führen.

Matthias W. schrieb:
> 50 Ohm ist bei vielen Oszis ja drin.
> Bei alten Hamegs halt nicht. Kann ja so ein
> Steckteil dran.

Das alte Hameg ist eben für passive 1:10-Tastköpfe ausgelegt. Und 
vielleicht maximal 200MHz Bandbreite.

Aber wie gesagt: Darum geht es hier nicht! Alle modernen Oszilloskope 
mit hoher Bandbreite bieten einen 50Ω-Abschluss. Wieso willst du dann 
unbedingt einen anderen Tastkopf haben?


> Es führen offenbar verschiedene Wege nach Rom,
> je nach Anforderung. Wenn man die Wege kennt
> kann man überlegen welchen Weg man gehen möchte.

Na dann guck doch mal, welchen Weg du hier die ganze Zeit betreten 
willst und schau ins Handbuch zu deinen gezeigten P6780:
http://www2.tek.com/cmswpt/madetails.lotr?ct=MA&cs=mur&ci=17230&lc=EN

Die Tastkopfimpedanz beträgt hier relativ niedrige 20 kΩ parallel zu 1,5 
pF! Wieso? Weil es ein Tastkopf für Logic-Analyzer ist! Damit sollen 
eben hauptsächlich sehr kräftige Logiksignale geprüft werden, die 
meistens etwas im Bereich 50 bis 100 Ω treiben. Dann stören die 
zusätzlichen 20 kΩ durch die Logic-Probes nicht.

Auch führen hier die Kabel nicht direkt zum Oszi! Stattdessen ist da 
noch ein kleines Kästchen zwischen, das die Impedanz anpasst.
Ich nehme auch nicht an, dass die Signalqualität nach der Logik-Probe 
perfekt beim Oszi ankommt. Aber Tektronix kennt die Charakteristiken und 
hat viele Möglichkeiten, sie im Oszi zu verarbeiten, um die angegebenen 
2GHz Bandbreite zu erreichen.


Also vertiefe dich bitte nicht zu sehr in alternative Kabel, die 
unmöglich zu beschaffen sind, ohne zu überlegen, welcher Einsatzzweck 
hier eigentlich gefragt ist.

von Olaf (Gast)


Lesenswert?

> Der FET nahe am Messort hat ja seinen Charme.
> 1.3pF ist erfreulich wenig.

Es geht da nicht um Charme. Das ist die Grundvoraussetzung. Wenn du mit 
10pF als Last leben koenntest dann muesstest du dir nicht die Muehe 
machen einen Tastkopf zu bauen sondern nimmst einfach deinen alten 10:1.

> Andererseits scheinen mir diese 50 Ohm schon
> fast wie eine Religion.

Es sind doch innerhalb gewisser Grenzen beliebige Impedanzen machbar. 
Ich glaub ich habe sogar noch irgendwo Kabel mit 60Ohm rumliegen. Sei 
lieber dankbar das sich soetwas wie 50Ohm durchgesetzt hat und nicht 
jeder sein eigenes Sueppchen kocht. Stell dir vor Hameg haette 45Ohm, 
Tek 55Ohm und HP 72Ohm. Und jeder verkauft dir dann nur seine 
Spezialkabel. Willst du es so haben?

Olaf

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Matthias W. schrieb:
> Andererseits scheinen mir diese 50 Ohm schon
> fast wie eine Religion.

Matthias W. schrieb:
> Soll heißen, daß
> es im Laufe der Technikgeschichte mal dies und
> mal das gegeben hat.

Das hängt schlichtweg damit zusammen, dass die integrierten Schaltungen 
erst über die Jahre in der Lage waren eine Last von 100Ω zu treiben. In 
der Messtechnik hat sich dieser Standard halt durchgesetzt.
Im Bereich TV und Antennentechnik sind es halt 75Ω, warum nicht auch 50Ω 
kann dir sicherlich jemand anderes erklären.

Im Übrigen möchte ich noch mal auf zwei Links weiter oben in diesem 
Thread verweisen, die KupferMichi eingestellt hat, weil die wirklich 
großartig sind:

http://www.mikrocontroller.net/attachment/85639/P6201_900MHz_FET_Probe.gif

http://www.mikrocontroller.net/attachment/85640/P6201_x10_900MHz_FET_Probe.pdf

Ein vollständig dokumentierter aktiver Tastkopf bis fast 1GHz. Als FET 
kommt ein MMBF4416 zum Einsatz (bei Mouser erhältlich), die 
nachfolgenden MMBR536 scheint es nicht mehr zu geben, aber ein Ersatztyp 
BFT93 (bei Mouser erhältlich), ebenso müsste man für den LM308H einen 
adäquaten Ersatz finden und für die BFR91 auch.
Deutlich zu erkennen ist schon der erhebliche Mehraufwand an Bauteilen. 
Vielleicht ließe sich hier unter Einsatz moderner ICs der 
Schaltungsaufwand reduzieren.
Ist schon ein ziemlich spannendes Thema.

branadic

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Im Übrigen möchte ich noch mal auf zwei Links weiter oben in diesem
> Thread verweisen, die KupferMichi eingestellt hat, weil die wirklich
> großartig sind:
> http://www.mikrocontroller.net/attachment/85640/P6201_x10_900MHz_FET_Probe.pdf

die sind wirklich super. Der Aufwand
scheint da nicht gerade klein.
Das Ding hängt direkt am Oszi dran
ohne einen einzigen cm Kabel dazwischen.

Brauchts dann da wirklich einen 50-Ohm-Abschluß?

> Ist schon ein ziemlich spannendes Thema.

Das Thema ist sehr spannend und lehrreich.

Matthias

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

Olaf schrieb:
>> 1.3pF ist erfreulich wenig.

> Es geht da nicht um Charme. Das ist die Grundvoraussetzung.

Sag ich doch. 0.8pF wären noch besser oder gleich 0pF.
Das ist dann jedoch nur mit Kompensationsmethoden
erreichbar. Es gibt ja Guard-Ringe, die von einem
Treiber getrieben werden. Mit denen kann man die
wirksame Kapazität absenken.

> Und jeder verkauft dir dann nur seine
> Spezialkabel. Willst du es so haben?

entscheidend ist letztlich der Kundennutzen.

Es gab auch mal 110V Gleichstrom. Viele hatten
Geräte dazu passend. Heute haben wir 230V Wechselstrom.
Das gab eine Menge Umstellung.
Dazu gibt es nun die abgestrahlten Störfelder,
deren Wirkungen und Nebenwirkungen einen ganzen Klan
von Wissenschaflern und Baubiologen beschäftigen.
Wertheimer und Leeper brachen da etwas los Anfang der
80er Jahre.

Es wird Gründe geben, warum die Oszihersteller
bei den Logic-Probes nicht auf 50 Ohm gesetzt haben
und da andere Wege gegangen sind. Ob die Wege der
Hersteller hier alle gleich und normiert sind -
ich vermute nein. Und doch greife ich gerne zu
einer solchen probe - weil die Dinger gut handhabbar sind.

Ob der eine nun 10kOhm hat und der andere 7.9kOHm
und der dritte 11.8kOhm ist mir da egal. Hauptsache
das Ergebnis ist brauchbar. Ich hätte auch nichts
dagegen wenn das genormt würde. Ich befürchte jedoch,
daß es trotzdem nicht gehen wird probe-Teile des
einen Herstellers gegen Teile des anderen Herstellers
auszutauschen. So eine Normung kann Entwicklung ggf.
auch hemmen.

Matthias

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Matthias W. schrieb:
> Das Ding hängt direkt am Oszi dran
> ohne einen einzigen cm Kabel dazwischen.

Selbstverständlich ist da ein Kabel und das befindet sich zwischen dem 
Schaltungsteil auf Seite 39 und Seite 40!
Hier ist es offensichtlich so gelöst, dass der AC-Teil über eine 50Ω 
Leitung und der NF-Teil über eine hochohmige Leitung aus passiven 
Tastköpfen geführt wird.
Das wird man schlichtweg aus Platzgründen gemacht haben. Würde man 
nämlich den NF-Verstärker auch noch mit in den Tastkopf setzen würde der 
Tastkopf deutlich größer.
Sehr schön übrigens auch zu sehen die Kabelkompensation auf Seite 39 
(vor J2 - P2 to P4 oben links).

Matthias W. schrieb:
> Sag ich doch. 0.8pF wären noch besser oder gleich 0pF.
> Das ist dann jedoch nur mit Kompensationsmethoden
> erreichbar. Es gibt ja Guard-Ringe, die von einem
> Treiber getrieben werden. Mit denen kann man die
> wirksame Kapazität absenken.

Kompensationsglieder sind immer notwendig wenn es um etwas mehr als DC 
und NF geht. 0pF sind jedoch illusorisch, weil schon zwei benachbarte 
Atome eine Kapazität ausbilden.
Selbst wenn die beiden Atome Lichtjahre auseinander liegen haben sie 
noch eine Kapazität, weil sich die Feldlinien radial bis ins Unendliche 
erstrecken.
Ein Guardring am Eingang eines FET oder FET-OpAmp dürfte eher für 
zusätzliche Kapazität sorgen. Die Kapazität liegt ja im Falle eines 
OpAmp zwischen invertierendem und nichtinvertierendem Eingang parallel.
Ich weiß gar nicht wann und ob man Guardringe heute überhaupt noch 
verwendet.

branadic

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

Alex H. schrieb:
> Der Tastkopf soll hochohmig und mit möglichst kleiner Kapazität
> arbeiten!

ja.

> Daher nimmt man nur einen möglichst kleinen Teil des Signals und
> verstärkt ihn gleich, um ihn weiter zum Oszilloskop zu führen.

ja.

> Alle modernen Oszilloskope
> mit hoher Bandbreite bieten einen 50Ω-Abschluss.

ja.

> Wieso willst du dann
> unbedingt einen anderen Tastkopf haben?

das will ich ja gar nicht unbedingt.

> Na dann guck doch mal, welchen Weg du hier die ganze Zeit betreten
> willst und schau ins Handbuch zu deinen gezeigten P6780:
> http://www2.tek.com/cmswpt/madetails.lotr?ct=MA&cs=mur&ci=17230&lc=EN

vielen Dank, habe ich getan.
Bis 2.5 GHz geht das flache Kabel.
Rise time 150ps.

> Die Tastkopfimpedanz beträgt hier relativ niedrige 20 kΩ parallel zu 1,5
> pF! Wieso? Weil es ein Tastkopf für Logic-Analyzer ist!

Es sind sogar nur 0.5pF. Das ist extrem wenig bei 1m Länge !
Viel weniger als der hier angedachte Tastkopf.
Das zusätzliche 1pF kommt durch die Klemmspitze zustande.

> Damit sollen
> eben hauptsächlich sehr kräftige Logiksignale geprüft werden, die
> meistens etwas im Bereich 50 bis 100 Ω treiben. Dann stören die
> zusätzlichen 20 kΩ durch die Logic-Probes nicht.

Bei hohen Frequenzen sind eher die pF entscheidend
als die 20kOhm. Das Ding ist also eine supergute probe
für extrem hohe Frequenzen !

> Auch führen hier die Kabel nicht direkt zum Oszi! Stattdessen ist da
> noch ein kleines Kästchen zwischen, das die Impedanz anpasst.

leider wissen wir wenig über den Inhalt dieses
Kästchens. Bei nur 0.5pF Belastung kann da nicht
viel belastendes drin sein.

> Ich nehme auch nicht an, dass die Signalqualität nach der Logik-Probe
> perfekt beim Oszi ankommt.

das muss schon sehr sehr gut ankommen.
Sonst wären ein paar ps Auflösung nicht machbar.

> Aber Tektronix kennt die Charakteristiken und
> hat viele Möglichkeiten, sie im Oszi zu verarbeiten, um die angegebenen
> 2GHz Bandbreite zu erreichen.

per Software wird es wohl schwer sein nahezu in
Echtzeit so extrem hochfrequente Signale zu
korrigieren, wenn dies im Kabel vermurkst wurde.
Meine Vermutung daher - das kommt wohl recht sauber an.

> Also vertiefe dich bitte nicht zu sehr in alternative Kabel, die
> unmöglich zu beschaffen sind, ohne zu überlegen, welcher Einsatzzweck
> hier eigentlich gefragt ist.

Der Einsatzzweck erscheint durchaus attraktiv.
Ob diese Kabel so exotisch und daher unmöglich
zu beschaffen sind ist nicht geklärt.

Der Einsatzzweck ist eine Lösung mit extrem geringer
Kapazität (siehe oben). Dies wird offenbar sehr gut
mit dieser Lösung erreicht.

Daher meine ich immer noch daß man daraus was lernen
kann. Stückchenweise sind wir ja dabei dies auszuloten.

Matthias

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Matthias W. schrieb:
>> Das Ding hängt direkt am Oszi dran
>> ohne einen einzigen cm Kabel dazwischen.

Wenn Du das Bild anschaust
http://www.mikrocontroller.net/attachment/85639/P6201_900MHz_FET_Probe.gif
so sind das doch 2 Teile. Der rechte Teil hängt doch
direkt am Oszi ohne ein Zwischenkabel. Q320 treibt das.
Das ist also ein niederohmiger Ausgang, der nur ein
paar cm von der BNC-Buchse des Oszi entfernt ist.
R398 kann abgeschaltet oder eingeschaltet werden.

Wozu braucht es hier 5O-Ohm-Technik, wenn der
niederohmige Ausgang fast ohne Abstand am hochohmigen
Eingang hängt?

Im Oszi selbst ist es ja genauso. Der hochohmige
Teiler wird in eine Eingangsstufe geleitet über ein
paar cm Draht. So ist da bei meinem Hameg gemacht
und bei Iwatsu und Tek wohl nicht anders.

> Selbstverständlich ist da ein Kabel und das befindet sich zwischen dem
> Schaltungsteil auf Seite 39 und Seite 40!

diese Zwischenkabel meine ich nicht.
Ich rede von der Lösung am Ausgang der probe.

> Hier ist es offensichtlich so gelöst, dass der AC-Teil über eine 50Ω
> Leitung und der NF-Teil über eine hochohmige Leitung aus passiven
> Tastköpfen geführt wird.

sieht so aus.

> Das wird man schlichtweg aus Platzgründen gemacht haben. Würde man
> nämlich den NF-Verstärker auch noch mit in den Tastkopf setzen würde der
> Tastkopf deutlich größer.

ja.

> Sehr schön übrigens auch zu sehen die Kabelkompensation auf Seite 39
> (vor J2 - P2 to P4 oben links).

Du meinst C160.

> Matthias W. schrieb:
>> Sag ich doch. 0.8pF wären noch besser oder gleich 0pF.
>> Das ist dann jedoch nur mit Kompensationsmethoden
>> erreichbar. Es gibt ja Guard-Ringe, die von einem
>> Treiber getrieben werden. Mit denen kann man die
>> wirksame Kapazität absenken.
>
> Kompensationsglieder sind immer notwendig wenn es um etwas mehr als DC
> und NF geht. 0pF sind jedoch illusorisch, weil schon zwei benachbarte
> Atome eine Kapazität ausbilden.

es gibt meines Wissens aktive Rückführtechniken, die es erlauben
Kapazität zu kompensieren. Momentan finde ich dazu kein paper.

> Selbst wenn die beiden Atome Lichtjahre auseinander liegen haben sie
> noch eine Kapazität, weil sich die Feldlinien radial bis ins Unendliche
> erstrecken.

ja.

> Ein Guardring am Eingang eines FET oder FET-OpAmp dürfte eher für
> zusätzliche Kapazität sorgen. Die Kapazität liegt ja im Falle eines
> OpAmp zwischen invertierendem und nichtinvertierendem Eingang parallel.
> Ich weiß gar nicht wann und ob man Guardringe heute überhaupt noch
> verwendet.

doch. Guard ist bei Keithley-Geräten wie den
Sourcemetern dran. Mein 2400 hatte das. Das 2700
möglicherweise auch.

Der Trick der Kompensation des C geht wie folgt:
Ein C wirkt nur dann als C wenn beide Platten des
C auf unterschiedlichem Potential liegen.

Wenn die Spannung über dem Kondensator 0 ist
kann keine Ladung zu- oder abfließen. Somit
wirkt der C nicht als C.

Dies ist erreichbar indem man eine Spannung
nach der ersten Stufe die der Eingangsspannung
entspricht gepuffert auf den Eingang des Guard-
Rings zurückführt. Die Zusatzkapazität einer solchen
Spitze kann so kompensiert werden.

Matthias

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Der rechte Teil hängt doch direkt am Oszi ohne ein Zwischenkabel.

Wie kommst Du zu diesre Annahme? Dort steht "to Oscilloscope" und etwas 
links davon steht "50 Ohm strip line".

Das bedeutet doch, dass die Leiterbahn auf der Platine einen 
Wellenwiderstand von 50 Ohm hat und der Ausgang soll mit einem Oszi mit 
50 Ohm Eingangswiderstand verbunden werden.

Und für die Verbindung zum Oszi wird normalerweise ein Kabel verwendet, 
es steht da nirgends, dass man das direkt ohne ein Kabel anschließen 
soll.

> Im Oszi selbst ist es ja genauso. Der hochohmige
> Teiler wird in eine Eingangsstufe geleitet über ein
> paar cm Draht. So ist da bei meinem Hameg gemacht
> und bei Iwatsu und Tek wohl nicht anders.

Je nachdem, was das Oszi für eine Bandbreite hat, kann das schon 
deutlich unterschiedlich sein. Bei Geräten mit 1 GHz Bandbreite sind das 
vermutlich nicht ein paar cm sondern eher mm.

Und für Frequenzen oberhalb 500 MHz wird eigentlich immer mit 50 
Ohm-Abschluss gearbeitet, da passive, hochohmige Tastköpfe nur bis 
maximal 500 MHz gehen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Soweit ich mich erinnere, kann LTspice mit Laplace umgehen. War da nicht 
was von undocumentated.

Meiner Meinung nach ist der Thread hier aber eh schon zu lang.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Soweit ich mich erinnere, kann LTspice mit Laplace umgehen. War da nicht
> was von undocumentated.

Ja, LTSpice kann das.

Bei einer gesteuerten Quelle einfach z.B. folgenden Ausdruck angeben:
  "Laplace=2.718^(-s*200u)*1/(1+10u*s) window=1m"

Das ist in diesem Beispel eine Verzögerung von 200µs und ein Tiefpass 
mit Zeitkonstantte 10 µs.

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
>> Der rechte Teil hängt doch direkt am Oszi ohne ein Zwischenkabel.
> Wie kommst Du zu diesre Annahme? Dort steht "to Oscilloscope" und etwas
> links davon steht "50 Ohm strip line".

Im Bild was ich sah sind 2 Teile der probe zu sehen.
Eines hängt direkt an der Oszi-Buchse - ohne Zwischenkabel.
Das andere Teil ist das Frontend.

> Und für die Verbindung zum Oszi wird normalerweise ein Kabel verwendet,
> es steht da nirgends, dass man das direkt ohne ein Kabel anschließen
> soll.

schau das Bild an.

Matthias

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Sicherlich kann man diesen Tastkopf P6201 direkt an das Oszi klemmen und 
dann wählen ob in der Match-Box mit 50Ω abgeschlossen werden soll (für 
Oszis ohne interenen 50Ω-Abschlusswiderstand) oder im Oszi selbst 
abgeschlossen wird.
Zumindest beim derzeitigen aktiven Tastkopf mit OPA659 ist eine solche 
Matchbox zunächst einmal nicht vorgesehen und es muss im Oszi selbst 
oder vor dem Oszi-Eingang abgeschlossen werden. Und da keine weitere 
Elektronik/Signalaufbereitung notwendig ist, wird auch keine aufwendige 
Match-Box notwendig.

Ich hab irgendwie das Gefühl, dass wir ein wenig aneinander vorbei 
reden. Wenn die gesamte Elektronik in den Tastkopf passt muss 
zwangsläufig nur noch ein 50Ω-Kabel zwischen Tastkopf und Oszi-Eingang 
und dort abgeschlossen werden.

branadic

von Kupfer Michi (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich hab zwar immer noch keine Zeit näher auf die Beiträge einzugehen - 
vieles kam ja auch schon zur Sprache - aber hier noch ein paar kurze 
Anmerkungen:

@ branadic
>TK_10MOHM.png
>Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

[1] - Der Frequenzgang hat für meinen Geschmack noch zu viele 
Resonanzrippel - Die sollte man auf jeden Fall beseitigen.
Es kommen mehere Ursachen in Frage:

- Ausgangsanpassung

Erniedrige testweise um ein paar ohm den 50Ohm Ausgangswiderstand und 
schau ob es besser wird, wennn ja musst du den 5:1 Eingansteiler 
entsprechend anpassen. Alternativ mit der Kompensation über den 50Ohm 
spielen und schauen ..., die Ausgangsimpedanz des OPA659 steigt ja 
drastisch oberhalb von 100MHz an! (vgl. Fig. 27 im DB).

>TK_oben.jpg
Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

Die Anbindung des RG174 Kabels scheint mir noch etwas zu induktive zu 
sein. Versuche die Abschirmung noch etwas weiter nach vorne zu ziehen.

Da das Dielektrikum des RG174 bei solchen Lötaktionen in 0,nix 
wegschmilzt und die Abschirmungslitze einen Kurzen macht, verwende ich 
folgenden Trick:

Eine selbstklebende Kuferfolie tief unter die Abschirmung über das 
Dielektrikum schieben und mit der Abschirmung verlöten. Das Dielektrikum 
schmilzt dann zwar auch, wird aber durch die Manschette in Form gehalten 
und kann nicht wegfliessen.
Das Ganze kann dann flächig auf der Platine aufgelötet werden.
Man kann damit die 50OHm Impedanz mit Hilfe der Manschette bis auf 1-2mm 
zum Übergabepunkt halten.

-Stromversorgung

Alternative können die Rippel auch durch mangelde Ablockung der 
Stromversorgung entstehen und es bilden sich Resonanzen mit den 
Stromzuführungskabeln.
Ich würde da auf jeden Fall noch ein HF Drossel Siebglied 
zwischenschalten, z.B. irgend was in Richtung BLM18.
(Nachtrag: in TK_Circuit_v2.png  sehe ich gerade du hast 2x 100µH drin, 
die haben doch aber meistens eine SFR <1-10MHz und sind damit für 
100MHz++ durchlässig wie ein Scheunentor, oder?)

- Resonanzen im Eingangsteiler & Tastpins Layout
wie schon mehrfach angesprochen liegen die Testpins VIEL zu weit 
auseinander und sind auch für 650MHz schon zu lang, sprich zu induktive.
Das kostet BW und macht Resonanzen.

[2] - Abblockung des OpAmps
im DB werden zwar auch nur 10µF angegen, aber ich hatte schon mehrere 
Fälle,  bei denen ich bis zu 100µF hochgehen musste, um Einbrüche im NF 
Bereich bei Rechtecksprüngen abzufangen. Ein typischer 7805 macht 
oberhalb von 10KHz schon schlapp und zusätzlich muss das ganze noch über 
die Induktivität der langen Zuleitung versorgt werden.

Ich würde sicherheitshalber die Rechtecksprungantwort auf allen 
Zeitskalen bis hinunter in den 1ms Bereich am Oszi überprüfen.

Als Refernzkurve mit einem Low-Z/Resitive Probe vergleichen.
Wenn man keine guten Pulsgenerator hat, beides dirket von eimen gut 
geblockten ACxx Gatter im SOxx Gehäuse abnehmen, die Resitive Probe 
direkt an das Gatterpin anlöten.
Nach meinen Erfahrungen ist der Abgleich im Zeitbereich genauer & 
nützlicher als über eine BW Kurve.

[3] - 10MOhm Eingangsteiler
Ich hatte bei meinen FET Tastköpfen zuerst auch 10MOhm, binn dann aber 
doch zu 1MOhm wieder zurückgekehrt, da ich an meinem Arbeitsplatz 
zuviele magnetische Störer hab (Röhrenmonitor, Schreibtischlampentrafo 
etc.) und 10MOhm in manchen Fällen einfach zu empfindlich war.


... schöne Ergebnisse soweit, aber leider hab ich momentan keine Zeit 
mehr um weiter zu lesen und mitzumachen.

von Matthias W. (matt007)


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Sicherlich kann man diesen Tastkopf P6201 direkt an das Oszi klemmen und
> dann wählen ob in der Match-Box mit 50Ω abgeschlossen werden soll (für
> Oszis ohne interenen 50Ω-Abschlusswiderstand) oder im Oszi selbst
> abgeschlossen wird.

warum denn 50 Ohm-Abschluß da?
Wenn es doch fast keine Entfernung
zu überbrücken gibt? Reflexionen auf 2cm Weg,
fast ohne Kapazitäts- und Induktivitätsbelag?

Und innen im Oszi am Eingang noch mal
50 Ohm, weil ja 2 cm bis zum Teiler zu
überwinden sind.

> Zumindest beim derzeitigen aktiven Tastkopf mit OPA659 ist eine solche
> Matchbox zunächst einmal nicht vorgesehen und es muss im Oszi selbst
> oder vor dem Oszi-Eingang abgeschlossen werden.

ja.

> Und da keine weitere
> Elektronik/Signalaufbereitung notwendig ist, wird auch keine aufwendige
> Match-Box notwendig.

ok.

> Ich hab irgendwie das Gefühl, dass wir ein wenig aneinander vorbei
> reden.

ja. Leider.

> Wenn die gesamte Elektronik in den Tastkopf passt muss
> zwangsläufig nur noch ein 50Ω-Kabel zwischen Tastkopf und Oszi-Eingang
> und dort abgeschlossen werden.

an genau dieser Stelle meinte ich, daß
dort eine Lösung a la Logic-Probe denkbar
gewesen wäre - stark vereinfacht natürlich,
denn wir reden nicht von 2.5 GHz.

Das war die Idee - noch mal zur Verdeutlichung.
Kann ja sein, daß diese Idee letztlich Unsinn ist.
Noch ist dies nicht so klar aus meiner Sicht.

Matthias

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Johannes schrieb:
>> Soweit ich mich erinnere, kann LTspice mit Laplace umgehen. War da nicht
>> was von undocumentated.
>
> Ja, LTSpice kann das.
>
> Bei einer gesteuerten Quelle einfach z.B. folgenden Ausdruck angeben:
>   "Laplace=2.718^(-s*200u)*1/(1+10u*s) window=1m"
>
> Das ist in diesem Beispel eine Verzögerung von 200µs und ein Tiefpass
> mit Zeitkonstantte 10 µs.

Hm. In den LTspice mitgelieferten Beispielen gibt es PLL.asc mit zwei 
Fällen:
Links wird wohl eine Transmission-Line (aka Telefonkabel) simuliert, 
während es im rechten Fall ein Tiefpaß x-Ordnung als 
Rekonstruktionsfilter vor dem Schmitt-Trigger ist.
Verstanden habe ich das leider nie.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Kupfer Michi schrieb:
> Eine selbstklebende Kuferfolie tief unter die Abschirmung über das
> Dielektrikum schieben und mit der Abschirmung verlöten. Das Dielektrikum
> schmilzt dann zwar auch, wird aber durch die Manschette in Form gehalten
> und kann nicht wegfliessen.
> Das Ganze kann dann flächig auf der Platine aufgelötet werden.
> Man kann damit die 50OHm Impedanz mit Hilfe der Manschette bis auf 1-2mm
> zum Übergabepunkt halten.

Du wirst lachen, auf die Idee war ich auch schon gekommen und hatte 
vorsorglich selbstklebende Kupferfolie besorgt. Zwei Dumme; ein Gedanke.
Wird bei der neuen Leiterplatte dann auch durchgeführt.

Kupfer Michi schrieb:
> Ich würde da auf jeden Fall noch ein HF Drossel Siebglied
> zwischenschalten, z.B. irgend was in Richtung BLM18.
> (Nachtrag: in TK_Circuit_v2.png  sehe ich gerade du hast 2x 100µH drin,
> die haben doch aber meistens eine SFR <1-10MHz und sind damit für
> 100MHz++ durchlässig wie ein Scheunentor, oder?)

Die hab ich als Platzhalter drin, tatsächlich werden aber Ferritbeads 
verbaut.

Kupfer Michi schrieb:
> - Resonanzen im Eingangsteiler & Tastpins Layout
> wie schon mehrfach angesprochen liegen die Testpins VIEL zu weit
> auseinander und sind auch für 650MHz schon zu lang, sprich zu induktive.
> Das kostet BW und macht Resonanzen.

Dem mag ich widersprechen, schließlich ist das bei den kommerziellen 
Tastköpfen ebenfalls so gelöst. Schau mal in die 500MHz-Probe von 
Agilent oder gar die FET-Probe von Tek, wo die Abstände noch größer 
sind. Kann man aber im Auge behalten.

Kupfer Michi schrieb:
> Ich würde sicherheitshalber die Rechtecksprungantwort auf allen
> Zeitskalen bis hinunter in den 1ms Bereich am Oszi überprüfen.
>
> Als Refernzkurve mit einem Low-Z/Resitive Probe vergleichen.
> Wenn man keine guten Pulsgenerator hat, beides dirket von eimen gut
> geblockten ACxx Gatter im SOxx Gehäuse abnehmen, die Resitive Probe
> direkt an das Gatterpin anlöten.
> Nach meinen Erfahrungen ist der Abgleich im Zeitbereich genauer &
> nützlicher als über eine BW Kurve.

Wie schon weiter oben geschrieben werden auf den neuen Leiterplatten 
beide Messungen parallel durchgeführt, also Zeitbereichmessung mit 
schnellem Gatter und Frequenzbereichmessung mit Spektrumanalysator und 
Skalarem Netzwerkanalysator.
Pulsgenerator hab ich ja, wie weiter oben gezeigt, durch mein ECL-Gatter 
bereits, ebenso die Z-Probe als Referenz. Hier möge man das 
Messprotokoll abwarten. ;)

Kupfer Michi schrieb:
> Ich hatte bei meinen FET Tastköpfen zuerst auch 10MOhm, binn dann aber
> doch zu 1MOhm wieder zurückgekehrt, da ich an meinem Arbeitsplatz
> zuviele magnetische Störer hab (Röhrenmonitor, Schreibtischlampentrafo
> etc.) und 10MOhm in manchen Fällen einfach zu empfindlich war.

Auch hier kann ich mich nur wiederholen. Ich werde beide Lösungen 
aufbauen, um den direkten Einfluss auch mal gesehen zu haben.
Es ist wie bei der Streuung von FETs, man muss selbst mal aus einer 
Charge die Kennlinien mehrerer Bauteile aufgenommen haben, um ein 
Bauchgefühl entwickeln zu können. Geschrieben steht viel, doch einiges 
muss man einfach selbst mal probiert und gesehen haben.

Kupfer Michi schrieb:
> ... schöne Ergebnisse soweit, aber leider hab ich momentan keine Zeit
> mehr um weiter zu lesen und mitzumachen.

Danke für die Blumen und hoffentlich hast du bald etwas mehr Zeit.

Matthias W. schrieb:
> an genau dieser Stelle meinte ich, daß
> dort eine Lösung a la Logic-Probe denkbar
> gewesen wäre - stark vereinfacht natürlich,
> denn wir reden nicht von 2.5 GHz.

Ich geb auf. Entweder drücken wir uns alle missverständlich aus oder du 
magst es nicht verstehen. Keine Ahnung, aber ich geb auf. :P

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Das passt zwar nicht so richtig in diesen Thread, aber wenn Du schon 
fragst...

> Links wird wohl eine Transmission-Line (aka Telefonkabel) simuliert,

Das ist eigentlich ein Bandpass mit der Mittenfrequenz 1 kHz. Das Signal 
wird Frequenzmoduliert mit 0,9 kHz und 1,1 kHz, der Bandpass erzeugt 
dann eine Phasenverschiebung von +/- 45°.

Aus diesem Signal wird mit der PLL die Trägerfrequenz rekonstruiert mit 
mittlerer Phasenverschiebung 90° und mit dem XOR die Phase verglichen.

> während es im rechten Fall ein Tiefpaß x-Ordnung als
> Rekonstruktionsfilter vor dem Schmitt-Trigger ist.
> Verstanden habe ich das leider nie.

Das ist ein Filter 3. Ordnung. Ob diese Schaltung eine praktische 
Bedeutung hat, weis ich nicht; man sollte es vermutlich eher als ein 
Beispiel ansehen, wie man die Laplace-Funktion anwenden kann.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Danke für die Info. Die Beispiele bei LTspice sind durchdacht 
beigegeben, aber es fehlen eben die Erklärungen dazu.

Aber es hat doch einen praktischen Nährwert für den Thread. Läßt sich 
doch nun das verlustbehaftete Koaxkabel simulieren.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Die Leiterplatten sind heute gekommen. Am Wochenende bzw. nächste Woche 
werde ich mit dem Aufbau und Messen beginnen können.

branadic

von Wigbert P. (wigbert) Benutzerseite


Lesenswert?

> Besteht Interesse an einer Sammelbestellung
>der Leiterplatte?

ich melde mal auch mein Bedarf an.

Wigbert

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Ich habe heute den ersten Tastkopf soweit fertig aufgebaut.
Das Kompesationsglied am Ausgang des OPA659 ist noch unbestückt und wird 
für die ersten Messungen weggelassen, damit man dessen Einfluss besser 
in den Messergebnissen erkennen kann.

branadic

von A. B. (branadic)


Lesenswert?

Guten Abend,

ich habe erste Messungen durchgeführt und die Messungen dokumentiert. 
Dieses Dokument wird stetig aktualisiert und findet sich hier:

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Vielleicht noch ein paar begleitende Worte. Die Dokumentation liegt als 
pdf vor und enthält neben den bisherigen Messergebnissen auch die 
Beschreibung der Testumgebung.
Die bisherigen Messungen umfassen den Tastkopfabgleich (ohne 
Kompensationsglied am Ausgang des OPV), der Frequenzgang nach diesem 
Abgleich und erste Messungen der Anstiegszeit. Als Referenz kommt hier 
der resistive Tastkopf zum Einsatz.
Weitere Messungen werden sich mit dem Kompensationsglied am Ausgang des 
OPV beschäftigen.
Sollten die Ergebnisse dann noch nicht zufriedenstellend sein, wird das 
Augenmerk auf einem Kompensationsglied mit Leitungsterminierung am 
anderen Ende des Koaxialkabels liegen, sodass mit dem Oszi hochohmig 
gemessen werden kannn.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Ich bin hier noch über was gestolpert, was rein paßt:
http://www.ti.com/litv/pdf/sboa124

Geht um Kabelkompensation.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Abdul,

es geht nicht um Kabelkompensation, sondern vielmehr darum die 
frequenzabhängigen Kabelverluste mit einem OPV und RC-Glied 
nachzubilden.
Sicherlich dennoch interessant.

branadic

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Lesenswert?

A. B. schrieb:
> ich habe erste Messungen durchgeführt und die Messungen dokumentiert.
> Dieses Dokument wird stetig aktualisiert und findet sich hier:
>
> http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/A...

Hallo Branadic,

danke für dein Messprotokoll! Mir stellen sich da gleich einige Fragen:

1. Wie hast du die 1MΩ und 10MΩ Tastköpfe kompensiert? Einerseits 
verweist du auf das 1MHz-Signal im Zeitbereich (S. 3 unten), 
andererseits sieht man genau bei dieser Messung jeweils eine 
Unterkompensation (S. 13 Mitte und S. 16 oben für 1MΩ, S. 18 Mitte und 
S. 21 oben für 10MΩm nochmal in der Übersicht auf S. 23).
Es ist genau der Effekt, den ich weiter oben schon beschrieben hatte.
Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

2. Woher kommen die wilden Schwingungen bei 400ps/div auf S. 22, die bei 
1ns/div noch nicht da waren? Da ist das Bild mit dem resistiven Tastkopf 
verwechselt, oder?

3. Schade, dass der resistive Tastkopf so schwingt. Du meintest weiter 
oben, er sei nach http://emcesd.com/1ghzprob.htm aufgebaut. Der 
Schaltplan in dem Messprotokoll auf S. 10 zeigt aber einen anderen 
Aufbau. Es fehlt der Anpassungswiderstand auf die 50 Ohm Kabelimpedanz. 
Ich würde das noch ändern.


Mit solchen Fehlkompensationen sind die Messungen zur Anstiegszeit auf. 
S. 24 und 25 wenig aussagekräftig. Sowohl resistiv als auch 1MΩ und 10MΩ 
zeigen das Signal in dieser Zeitauflösung zu weit verformt.

Ich fände es richtiger, zuerst noch an der Kompensation zu drehen und 
die Schwingungen im resistiven Tastkopf zu beseitigen, bevor weitere 
Vergleichsmessungen folgen.

Das ganze soll nicht zu harsch klingen, so ist es nicht gemeint. Mir 
sind diese Punkte aber aufgefallen.

Viele Grüße
Alex

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Alex H. schrieb:
> 1. Wie hast du die 1MΩ und 10MΩ Tastköpfe kompensiert? Einerseits
> verweist du auf das 1MHz-Signal im Zeitbereich (S. 3 unten),
> andererseits sieht man genau bei dieser Messung jeweils eine
> Unterkompensation (S. 13 Mitte und S. 16 oben für 1MΩ, S. 18 Mitte und
> S. 21 oben für 10MΩm nochmal in der Übersicht auf S. 23).
> Es ist genau der Effekt, den ich weiter oben schon beschrieben hatte.
> Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

Seite 5: Im korrekt kompensierten Fall sollte das Signal des Tastkopfs 
exakt 1/10tel des anderen Gatterausgangs entsprechen.

Ich formuliere es für dich etwas um. Die Signalamplitude sollte 1/10tel 
des Signales auf Kanal2 am Oszi sein und Kanal2 entspricht dem 2ten 
Ausgang des ECL-Gatters, der direkt mit einer 50Ω-Leitung an das Oszi 
angeschlossen und dort terminiert wurde.

Die beiden Koax-Kabel, also Tastkopf und 50Ω direkt, sind etwa gleich 
lang.

Die Kompensation beeinflusst an dieser Stelle nicht die Anstiegszeit 
unabhängig von der eigentlichen Signalamplitude! Daher nach dem Abgleich 
auch verschiedene Frequenzen des Rechtecksignals, um den Abgleich 
bewerten zu können und die Darstellung des Frequenzgangs.

Alex H. schrieb:
> 2. Woher kommen die wilden Schwingungen bei 400ps/div auf S. 22, die bei
> 1ns/div noch nicht da waren? Da ist das Bild mit dem resistiven Tastkopf
> verwechselt, oder?

Stimmt, da ist was schief gelaufen, danke für den Hinweis, werde ich 
korrigieren.

3. Schade, dass der resistive Tastkopf so schwingt. Du meintest weiter
oben, er sei nach http://emcesd.com/1ghzprob.htm aufgebaut. Der
Schaltplan in dem Messprotokoll auf S. 10 zeigt aber einen anderen
Aufbau. Es fehlt der Anpassungswiderstand auf die 50 Ohm Kabelimpedanz.
Ich würde das noch ändern.

Der hier zum Einsatz gekommene resistive Tastkopf ist dieser hier: 
http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm und dort ist auch kein 
Anpassungswiderstand verwendet worden! Der Klarheit werde ich noch den 
Verweis zum verwendeten resistiven Tastkopf einstellen.

Alex H. schrieb:
> Mit solchen Fehlkompensationen sind die Messungen zur Anstiegszeit auf.
> S. 24 und 25 wenig aussagekräftig. Sowohl resistiv als auch 1MΩ und 10MΩ
> zeigen das Signal in dieser Zeitauflösung zu weit verformt.
>
> Ich fände es richtiger, zuerst noch an der Kompensation zu drehen und
> die Schwingungen im resistiven Tastkopf zu beseitigen, bevor weitere
> Vergleichsmessungen folgen.

Da lässt sich nicht sehr viel drehen, dass ist das Problem. Und dem 
"wenig aussagekräftig" möchte ich widersprechen! Die Frage ist nur, was 
man darin hinein interpretiert.
Welchen Fehler meine Testumgebung noch einbringt lässt sich schwer 
sagen.

Hast du eine andere vielleicht bessere Testumgebung? Dann beschreibe wie 
die ausschaut und ich werd schauen was sich machen lässt.
Der resistive Tastkopf von: http://emcesd.com/1ghzprob.htm funktioniert 
leider in meinem Aufbau nicht zufriedenstellend. Könnte man vielleicht 
noch mal prüfen woran das liegt.

branadic

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

branadic schrieb:
> Alex H. schrieb:
>> 1. Wie hast du die 1MΩ und 10MΩ Tastköpfe kompensiert?
>> [...]
>> Es ist genau der Effekt, den ich weiter oben schon beschrieben hatte.
>> Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"
>
> Seite 5: Im korrekt kompensierten Fall sollte das Signal des Tastkopfs
> exakt 1/10tel des anderen Gatterausgangs entsprechen.

Schon klar. Es ist ein 1:10-Tastkopf.

> Die Kompensation beeinflusst an dieser Stelle nicht die Anstiegszeit
> unabhängig von der eigentlichen Signalamplitude! Daher nach dem Abgleich
> auch verschiedene Frequenzen des Rechtecksignals, um den Abgleich
> bewerten zu können und die Darstellung des Frequenzgangs.

Die Werte des Eingangsspannungsteilers bestimmen seinen Frequenzgang und 
damit selbstverständlich auch seine Anstiegszeit. Sie sind fest 
miteinander verknüpft. Die Situation entspricht hier genau der 
Kompensation von passiven Tastköpfen am 1KHz-Rechteck. Siehe Erklärung 
im oben verlinkten Posting und Darstellung im Anhang.

Man sollte man hier genau auf das Verhalten der Flanke achten. Immerhin 
soll eben diese im Pikosekunden-Bereich vermessen werden.

Gerade die Bilder aus deinem Protokoll weisen auf eine Fehlkompensation 
hin. Sieht einfach sehr typisch für einen verstimmten RC-Spannungsteiler 
aus.
Wenn du jetzt sagst, dass Veriationen an der Eingangskompensation das 
Rechtecksignal im oben beschriebenen Sinne nicht genauer darstellen, 
dann wird es an einer anderen Fehlkompensation liegen. Ich bin mir nur 
nicht sicher, ob aus dem Eingangsspannungsteiler schon das Optimum 
rausgeholt ist.


> Der hier zum Einsatz gekommene resistive Tastkopf ist dieser hier:
> http://www.sigcon.com/Pubs/straight/probes.htm und dort ist auch kein
> Anpassungswiderstand verwendet worden! Der Klarheit werde ich noch den
> Verweis zum verwendeten resistiven Tastkopf einstellen.

Ah, okay, dann war das ein Missverständnis.


>> Ich fände es richtiger, zuerst noch an der Kompensation zu drehen und
>> die Schwingungen im resistiven Tastkopf zu beseitigen, bevor weitere
>> Vergleichsmessungen folgen.
>
> Da lässt sich nicht sehr viel drehen, dass ist das Problem. Und dem
> "wenig aussagekräftig" möchte ich widersprechen! Die Frage ist nur, was
> man darin hinein interpretiert.

Meine Aussage sollte nicht abwertend klingen. Man sieht aus den 
Messungen sehr schön, in welche Richtung sich der Tastkopf qualitativ 
bewegt. Allerdings ist es sehr schwierig, da etwas quantitatives 
rauszuholen. Die Angabe einer Anstiegszeit ist nur  Zusammenhang mit der 
Signalform sinnvoll. Daher sollte zuerst die Signalform stimmen, danach 
kann man erst Aussagen über die Anstiegszeit machen.

> Welchen Fehler meine Testumgebung noch einbringt lässt sich schwer
> sagen.

Ist auch nicht unbedingt notwendig¸ da du ja Vergleichsmessungen 
zwischen den beiden Ausgängen des MC100EL05 machst. Wenn die Ergebnisse 
beim Vertauschen der beiden Ausgänge gleich bleiben, ist alles in 
Ordnung.

Ich würde noch versuchen, die abflachende Flanke des ELC-Gatters schöner 
zu machen. Vielleicht hilft es, 1uF in 0805 quer über den Chip direkt 
zwischen Pins 5 und 8 des MC100EL05 zu löten.


Wie schon gesagt: Ich verfolge deine Entwicklung mit sehr viel Interesse 
und finde es super, dass du sie so offen betreibst. Die Kommentare 
sollen deine Arbeit keineswegs schlecht darstellen.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Alex H. schrieb:
> Wie schon gesagt: Ich verfolge deine Entwicklung mit sehr viel Interesse
> und finde es super, dass du sie so offen betreibst. Die Kommentare
> sollen deine Arbeit keineswegs schlecht darstellen.

Hallo Alex,

keine Sorge, so nah am Ufer bin ich nicht gebaut, als das ich wegen 
jedem Kommentar ins Kämmerlein zum Heulen gehen würde ;)
Heute Abend wird es eine neue Version geben. Ich habe ein erstes Problem 
identifiziert, die Ursache dazu aber noch nicht gefunden.
Das betrifft im Übrigen auch die Kompensation des 
Eingangsspannungsteilers.
Mehr dazu dann heute Abend.

Was scheinbar noch nicht ganz klar geworden ist, ich kompensiere bei 
1MHz Rechtecksignal, weil dann am ECL-Gatter bei Frequenzen <100kHz 
schöne Signalverzerrungen zustande kommen, anhand derer man sich nicht 
mehr orientieren kann.
Mein mir zur Verfügung stehender Funktionsgenerator hat zu langsame 
Anstiegsszeiten bei Rechtecksignalen und das Probesignal aus dem Oszi 
ist für diesen Tastkopf auch nicht mehr wirklich brauchbar, behaupte 
ich.

Daher wird bei 1MHz kompensiert unter der Prämisse, dass die 
Signalamplitude exakt 1/10tel des direkt an 50Ω angeschlossenen Signales 
beträgt. Wenn das stimmt sollte der Tastkopf kompensiert sein. Die 1MHz 
liegen, wie du der Simulation entnehmen kannst, bereits im vollen 
Wirkungsbereich des kapazitiven Spannungsteilers. Da brauch ich mir dann 
auch keine Flanken oder ähnliches anschauen.
Ist das Prinzip jetzt klar geworden?

Alex H. schrieb:
> Ist auch nicht unbedingt notwendig¸ da du ja Vergleichsmessungen
> zwischen den beiden Ausgängen des MC100EL05 machst. Wenn die Ergebnisse
> beim Vertauschen der beiden Ausgänge gleich bleiben, ist alles in
> Ordnung.

Das hab ich natürlich als erstes geprüft und die Ergebnisse bleiben wie 
erwartet gleich.

Mehr wie gesagt heute Abend.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Hallo Abdul,
>
> es geht nicht um Kabelkompensation, sondern vielmehr darum die
> frequenzabhängigen Kabelverluste mit einem OPV und RC-Glied
> nachzubilden.
> Sicherlich dennoch interessant.
>

Ich sehe da keinen Unterschied. Oder gibt es noch andere Formen von 
Kompensation? egal.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Hall branadic,

ich möchte dir zuerst mal sagen, dass ich das auch super finde, was du 
hier machst. Die Messergebnisse sehen wirklich vielversprechend aus.

> Was scheinbar noch nicht ganz klar geworden ist, ich kompensiere bei
> 1MHz Rechtecksignal, weil dann am ECL-Gatter bei Frequenzen <100kHz
> schöne Signalverzerrungen zustande kommen, anhand derer man sich nicht
> mehr orientieren kann.

Das war mir am Anfang auch nicht klar bzw. ist etwas ungewöhnlich, weil 
die Zeitkonstante der Eingangskompensation vermutlich irgendwo im 
µs-Bereich liegt. Da siehst bei einem Rechteck von 1 MHz nicht, ob die 
Amplitude durch eine kapazitive Fehlanpassung oder durch einen 
Teilungsfehler der Widerstände daneben liegt.

Für die Einstellung der Kompensation (zumindest für den Trimmkondensator 
am Eingang) sollte der Kalibrations-Ausgang am Oszi geeignet sein, der 
hat den Vorteil, dass die Amplitude im Vergleich zum ECL-Gatter größer 
ist. Die Zeitbasis sollte dabei so eingestellt werden, dass eine 
komplette Signalperiode sichtbar ist bzw. zumindest eine so lange 
Zeitdauer, dass man das Einschwingverhalten des Eingangsteilers sehen 
kann.

In deinen Messungen auf Seite 15 sieht man noch eine andere 
Zeitkonstante, die vermutlich nicht mit dem Trimmkondensator am Eingang 
kompensiert werden kann. Könnte diese durch den 50 Ohm - Widerstand am 
Eingang verursacht werden?
Oder irgendwo am Ausgang, bei deinen letzten veröffentlichten 
Messergebnissen war das jedenfalls nicht zu sehen.

Hast du eigentlich schon mal getestet, wie groß der 
Eingangsspannungsbereich ist? Theoretisch müsste man ja so in Richtung 
+/- 20V kommen.

Wenn es nicht zu viel Aufwand macht, könntest Du vielleicht noch eine 
Messung mit einem möglichst großen Rechtecksignal machen? Es ist nämlich 
durchaus möglich, dass sich bei größeren Spannungen die 
Eingangskapazität am OPV ändert und dann die Kompensation nicht mehr 
passt.
Das Rechtecksignal muss dazu keine extrem steilen Flanken haben, ein 
CMOS-Gatter mit 15V Versorgungsspannung müsste eigentlich ausreichend 
schnell sein.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

danke für die Blumen, auch an die restlichen Leute.

Johannes schrieb:
> Das war mir am Anfang auch nicht klar bzw. ist etwas ungewöhnlich, weil
> die Zeitkonstante der Eingangskompensation vermutlich irgendwo im
> µs-Bereich liegt. Da siehst bei einem Rechteck von 1 MHz nicht, ob die
> Amplitude durch eine kapazitive Fehlanpassung oder durch einen
> Teilungsfehler der Widerstände daneben liegt.


In diesem Punkt widerspreche ich dir, man sieht die Fehlkompensation 
sehr wohl, weil die Gesamtamplitude des Signales nämlich bei 
Fehlanpassung nicht mehr stimmt (getestet bei unterschiedlichen 
Rechtecksignalen und Sinussignalen)

Johannes schrieb:
> Für die Einstellung der Kompensation (zumindest für den Trimmkondensator
> am Eingang) sollte der Kalibrations-Ausgang am Oszi geeignet sein, der
> hat den Vorteil, dass die Amplitude im Vergleich zum ECL-Gatter größer
> ist. Die Zeitbasis sollte dabei so eingestellt werden, dass eine
> komplette Signalperiode sichtbar ist bzw. zumindest eine so lange
> Zeitdauer, dass man das Einschwingverhalten des Eingangsteilers sehen
> kann.

Das Problem hierbei ist und das habe ich scheinbar bisher noch nicht 
klar genug zum Ausdruck gebracht, das die Zeitkonstante dieses 
Probesignals am Oszi nach meiner derzeitigen Auffassung zu groß ist, 
sprich eine Änderung am kapazitiven Spannungsteiler des FET-Tastkopfs 
fällt dort nicht auf.
Ich werd das aber noch mal probieren und dokumentieren, dann ist das 
auch mal im Messprotokoll festgehalten.

Johannes schrieb:
> In deinen Messungen auf Seite 15 sieht man noch eine andere
> Zeitkonstante, die vermutlich nicht mit dem Trimmkondensator am Eingang
> kompensiert werden kann. Könnte diese durch den 50 Ohm - Widerstand am
> Eingang verursacht werden?
> Oder irgendwo am Ausgang, bei deinen letzten veröffentlichten
> Messergebnissen war das jedenfalls nicht zu sehen.

Mittlerweile ist eine neue Fassung hochgeladen. Bezieht euch deswegen 
bitte direkt auf die Bildnummern, die ändern sich nämlich nicht mehr.
Alle weiteren Messungen werden jetzt hinten mit Datum vom Stand 
angehängt.

Aber du hast vollkommen recht. Irgendwo steckt noch eine weitere 
Zeitkonstante drin, die mit dem kapazitiven Spannungsteiler nicht 
kompensiert werden kann (siehe Messungen Stand 28.10.2010). Maßnahmen 
dieser auf die Schliche zu kommen sind ebenfalls im Protokoll 
beschrieben.

Johannes schrieb:
> Hast du eigentlich schon mal getestet, wie groß der
> Eingangsspannungsbereich ist? Theoretisch müsste man ja so in Richtung
> +/- 20V kommen.

Nein, diesen Test habe ich noch nihct durchgeführt, steht noch aus.

Johannes schrieb:
> Wenn es nicht zu viel Aufwand macht, könntest Du vielleicht noch eine
> Messung mit einem möglichst großen Rechtecksignal machen? Es ist nämlich
> durchaus möglich, dass sich bei größeren Spannungen die
> Eingangskapazität am OPV ändert und dann die Kompensation nicht mehr
> passt.
> Das Rechtecksignal muss dazu keine extrem steilen Flanken haben, ein
> CMOS-Gatter mit 15V Versorgungsspannung müsste eigentlich ausreichend
> schnell sein.

Was mir zur Verfügung steht ist ein Funktionsgenerator mit 
Anstiegszeiten <5ns. Könnte man also mal testen, guter Hinweis.

Schaut euch mal den aktuellen Stand an. Für Hinweise, Fehler oder 
ähnliches bin ich natürlich dankbar. Letztlich soll jeder davon 
profitieren und alles nachvollziehen können.
Selbstverständlich ist auch konstruktive Kritik erwünscht, schließlich 
ist niemand unfehlbar und manchmal sitzt man vor der Baustelle und sieht 
den offensichtlichen Fehler nicht, obwohl er einen direkt zuwinkt ;)

By the way, ich habe einige Platinen fertigen lassen. Bei Bedarf kann 
ich da gerne die ein oder andere abtreten, damit Leute mit dem nötigen 
Equipment parallel Aufbauten und Messungen starten können. Das ist aber 
auch meine "Bedingung", ihr solltet euch an den Messungen und 
Optimierungen beteiligen und nicht einfach stumpf aufbauen und dann hört 
man nie wieder was von euch. Emailadresse findet sich im Protokoll 
gleich auf der ersten Seite.

branadic

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Daher wird bei 1MHz kompensiert unter der Prämisse, dass die
> Signalamplitude exakt 1/10tel des direkt an 50Ω angeschlossenen Signales
> beträgt. Wenn das stimmt sollte der Tastkopf kompensiert sein. Die 1MHz
> liegen, wie du der Simulation entnehmen kannst, bereits im vollen
> Wirkungsbereich des kapazitiven Spannungsteilers. Da brauch ich mir dann
> auch keine Flanken oder ähnliches anschauen.
> Ist das Prinzip jetzt klar geworden?

Oh man, das erinnert mich irgendwie an die Kabel-Diskussion mit Matthias 
;)

Natürlich ist mir das Prinzip klar. Ich habe es ja auch schon mehrfach 
erklärt.

Erklär du doch mal, wieso die Aufnahme mit dem 10MOhm-Tastkopf unten auf 
Seite 23 kein Rechteck zeigt.

Beim 1MOhm-Tastkopf ist es auch kein Rechteck. Dort kann es sein, dass 
die fehlende Kompensation des Koax-KAbels mit reinspielt. Bei der 
10MOhm-Version dürfte sich aber nichts ändern, ewnn es nur die 
Koax-Kompensation wäre. Vielmehr sieht es nach unterkompensiertem 
Eingangsteiler aus.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> In diesem Punkt widerspreche ich dir, man sieht die Fehlkompensation
> sehr wohl, weil die Gesamtamplitude des Signales nämlich bei
> Fehlanpassung nicht mehr stimmt (getestet bei unterschiedlichen
> Rechtecksignalen und Sinussignalen)

Es kann jetzt sein, dass ich total daneben liege, ab ich sehe das so:

Wenn man für die Kalibration ein Signal verwendet, das schneller als die 
Zeitkonstante des Eingangsteilers liegt, dann ändert sich durch 
verstellen des Kondensators die Amplitude, das hast Du ja auch so 
beobachtet. Es kann jetzt aber auch sein, dass der DC-Teilungsfaktor 
nicht genau 10:1 ist, damit wäre die Amplitude auch falsch. Deswegen 
muss das Rechtecksignal deutlich länger als diese Zeitkonstante sein, so 
dass man auch das DC-Teilungsverhältnis mit im Blick hat.

Bei der Messung auf Seite 27 ist meiner Meinung auch deutlich zu sehen, 
dass die Kompensation nicht passt. Vermutlich hat der Tastkopf nicht nur 
zwei Zeitkonstanten, sondern noch mehr. Und man sollte immer mit der 
langsamsten (Vermutlich der Eingangsteiler) beginnen und diese 
wegkalibrieren.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Alex H. schrieb:
> Oh man, das erinnert mich irgendwie an die Kabel-Diskussion mit Matthias
> ;)

Das ist das Problem bei nonverbaler Kommunikation, du meinst das eine zu 
schreiben, dein Gegenüber versteht aber was anderes. ;)

Alex H. schrieb:
> Beim 1MOhm-Tastkopf ist es auch kein Rechteck. Dort kann es sein, dass
> die fehlende Kompensation des Koax-KAbels mit reinspielt. Bei der
> 10MOhm-Version dürfte sich aber nichts ändern, ewnn es nur die
> Koax-Kompensation wäre. Vielmehr sieht es nach unterkompensiertem
> Eingangsteiler aus.

Die Kabelkompensation kann bei beiden der Grund für die Signalform sein. 
Um das herauszufinden bin ich, wie beschrieben, gerade dran den Tastkopf 
noch einmal aufzubauen, jedoch ohne Eingangsspannungsteiler, sondern 
schließe den OPA659, ansonsten vollkommen gleich bestückt samt Kabel, 
direkt an den 50Ω Abschlusswiderstand. Die Frage bewegt mich nämlich im 
Moment auch. Woher kommt dieser "Quark" und das will ich final geklärt 
wissen.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich habe eine neue Version des Protokolls hochgeladen:

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

In den Messungen wurde die Tastkopfkompensation mit dem Probesignal des 
Oszilloskops durchgeführt. Ihr seht beide Extremeinstellungen abgebildet 
und anschließend den abgeglichenen Tastkopf. Der Einstellbereich ist 
vergleichsweise klein, dennoch aber erkennbar.
Nach der Kompensation wurde wieder der Frequenzgang aufgezeichnet und 
wiederum die Messung am ECL-Gatter durchgeführt. Es bleibt dabei, dass 
es einen Übergangsbereich zwischen 100 und 200 kHz gibt, bei dem die 
steigende Signalflanke sich stark verändert.

Alex, ich hoffe du gibst jetzt endlich Ruhe und verstehst, dass das 
nichts mit der Kompensation im Eingangsspannungsteiler zu tun hat :D
Nee, Scherz beseite.

Als Referenz am zweiten ECL-Ausgang wurde diesmal ein Tastkopf ohne 
Eingangsspannungsteiler gehängt. Auch hier sieht man eine grundsätzliche 
Veränderung der Flanken, beide korrelieren aber nicht sauber 
miteinander. Ein Punkt den wir zusammen diskutieren sollten, mir gehen 
nämlich ein wenig die Ideen aus woran das liegen könnte.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> ich habe eine neue Version des Protokolls hochgeladen:

Was genau hat sich an dieser Version im Vergleich zur letzten geändert?

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Guten Morgen,

okay, das ist seltsam, trotz Upload der neuen Version gestern lag heute 
doch wieder die alte Version oben.
Jetzt sollte es aber passen, danke für den Hinweis.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

beim 10 MOhm - Tastkopf sieht man einigermaßen schön die Zeitkonstante 
des Eingangsteiler, die irgendwo in der Gegend von 5µs liegt. Und man 
sieht, dass es keine sonstigen Effekte gibt, die noch langsamer 
einschwingen. Das ist schon mal eine wichtige Aussage.

Beim 1 MOhm - Tastkopf ist diese Zeitkonstante um den Faktor 10 
schneller, da sieht man in dieser Zeitlichen Skalierung das Einschwingen 
nicht mehr so richtig. Man sieht zumindest, dass es in der einen Messung 
etwas überschwingt.
Vielleicht kannst Du diese Messung nochmal machen mit einer 
Horizontalablenkung von ca. 1 µs/div und dort nochmal den 
Trimmkondensator in beide Extremstellungen drehen. Das Ziel ist, den 
kompletten Einschwingvorgang sichtbar zum machen, also so lange, bis das 
Signal stabil den Endwert erreicht hat.

> Es bleibt dabei, dass es einen Übergangsbereich zwischen 100 und 200 kHz
> gibt, bei dem die steigende Signalflanke sich stark verändert.

Evtl. gibt es eine Resonanz, die durch dein Rechteck-Signal angeregt 
wird. In diesem Fall müsste man aber diese Frequenz auch in der Messung 
mit dem langsamen Kalibrations-Signal aus dem Oszi erkennen können, also 
bei der Messung wie ich sie oben beschrieben habe. Evtl. muss dazu die 
vertikale Skalierung empfindlicher eingestellt werden, (5 mV/div) und 
der Offset auf -100 mV, so dass man eine höhere Auflösung bekommt.

Das ist auf jeden Fall der Punkt, den zu zuerst angehen solltest; erst 
danach ist es sinnvoll sich um die Anstiegszeit zu kümmern.

> Ein Punkt den wir zusammen diskutieren sollten, mir gehen
> nämlich ein wenig die Ideen aus woran das liegen könnte.

Wie wärs damit:

- Hast du schon geprüft, ob die +/- 5V Versorgung stabil ist. Es wäre 
schon denkbar, dass hier bei 100 .. 2200 kHz irgend eine 
Resonanzfrequenz entsteht. Evtl. mal ein paar Keramik-Kondensatoren (10 
nF, 1µF) möglichst nahe an den OPV setzen und schauen, ob sich irgend 
etwas verändert. Oder die 100 µH-Drosseln bilden eine Resonanz mit den 
Tantalkondensatoren. Das könnte man mit einem Reihenwiderstand 
(Größenordnung 10 .. 100 Ohm) testen. Damit verliert man zwar etwas von 
der Versorgunsspannung, aber für einen Test sollte das nicht so schlimm 
sein.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> beim 10 MOhm - Tastkopf sieht man einigermaßen schön die Zeitkonstante
> des Eingangsteiler, die irgendwo in der Gegend von 5µs liegt. Und man
> sieht, dass es keine sonstigen Effekte gibt, die noch langsamer
> einschwingen. Das ist schon mal eine wichtige Aussage.

wie kommst du zu dieser Aussage?

Johannes schrieb:
> Beim 1 MOhm - Tastkopf ist diese Zeitkonstante um den Faktor 10
> schneller, da sieht man in dieser Zeitlichen Skalierung das Einschwingen
> nicht mehr so richtig. Man sieht zumindest, dass es in der einen Messung
> etwas überschwingt.
> Vielleicht kannst Du diese Messung nochmal machen mit einer
> Horizontalablenkung von ca. 1 µs/div und dort nochmal den
> Trimmkondensator in beide Extremstellungen drehen. Das Ziel ist, den
> kompletten Einschwingvorgang sichtbar zum machen, also so lange, bis das
> Signal stabil den Endwert erreicht hat.

Du beziehst dich schon auf die Messungen zum Stand 29.10.2010?
Welche Messung meinst du genau? Bei 1 MΩ geht doch die Zeitbasis bereits 
bis 20 ns beim Abgleich herunter.

Johannes schrieb:
> Hast du schon geprüft, ob die +/- 5V Versorgung stabil ist. Es wäre
> schon denkbar, dass hier bei 100 .. 2200 kHz irgend eine
> Resonanzfrequenz entsteht. Evtl. mal ein paar Keramik-Kondensatoren (10
> nF, 1µF) möglichst nahe an den OPV setzen und schauen, ob sich irgend
> etwas verändert. Oder die 100 µH-Drosseln bilden eine Resonanz mit den
> Tantalkondensatoren. Das könnte man mit einem Reihenwiderstand
> (Größenordnung 10 .. 100 Ohm) testen. Damit verliert man zwar etwas von
> der Versorgunsspannung, aber für einen Test sollte das nicht so schlimm
> sein.

wie du dem Bild des bestückten Tastkopfs entnehmen kannst sind 
Keramikkondensatoren so nah wie möglich am Operationsverstärker, näher 
geht es nicht. Diese sind mit 100n und 1µ als Keramikkondensator und 
zusätzlich noch 6.8µ Tantalkondensator ausgeführt.
Zudem behaupte ich einfach mal, dass die Versorgungsspannung äußerst 
stabil sein dürften, das garantiert das zum Einsatz kommende Netzteil 
(Hameg 4040) und eine Instabilität würde ich sofort auf dem Display des 
Netzteiles erkennen können.
Statt der 100µH eingezeichneten Drosseln sind Ferritbeads bestückt mit 
600Ω @ 100MHz.
Was ich mal probieren könnte wäre zu schauen was passiert wenn ich die 
Ferrit Beads brücke. Ich meine jedoch, dass man diese seltsamen Effekte 
auch im Frequenzgang wiederfinden müsste, aber außer der Welligkeit 
durch das Kabel fällt mir nichts besonderes auf.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

>> beim 10 MOhm - Tastkopf sieht man einigermaßen schön die Zeitkonstante
>> des Eingangsteiler ....

> wie kommst du zu dieser Aussage?

In den Bildern auf Seite 35 sieht man rechts ober einen 
Einschwingvorgang "von oben", der dauert so grob 10 µs, das ist 
vermutlich die Einstellung mit dem Trimmkondensator bei maximaler 
Kapazität. Mit dem Trimmer am anderen Extremwert schwingt es von unten 
ein mit einer ähnlichen Einschwingzeit. Das meine ich mit "Zeitkonstante 
des Eingangsteilers". Wenn dieser Einschwingvorgang beendet ist, bleibt 
das Signal konstant; deshalb würde ich sagen, dass keine noch 
langsameren Effekte wirksam sind.

> Du beziehst dich schon auf die Messungen zum Stand 29.10.2010?
> Welche Messung meinst du genau? Bei 1 MΩ geht doch die Zeitbasis bereits
> bis 20 ns beim Abgleich herunter.

Ja, und zwar die von Seite 29. Man sieht im Prinzip auch hier das 
Einschwingen von oben und von unten, das ist aber ziemlich kurz und 
deshalb schlecht erkennbar; müsste theoretisch 10 x schneller als beim 
10 MOhm Tastkopf sein.

Bei der Messung mit 20 nS/div sieht man das auch nicht, weil das 
Einschwingen wesentlich länger dauert. Bei der Messung mit dem 100 
kHz-Signal und 2 µs/div ist das Rechteck zu kurz, der Eingangsteiler ist 
hier noch nicht eingeschwungen.

Deshalb würde ich gerne eine Mesung mit dem Oszi-Kalibrationsausgang 
sehen, bei der man den Einschwingvorgang sieht, und zwar so lange, bis 
der Tastkopf tatsächlich eingeschwungen ist. Dazu am besten den Trimmer 
erst mal an einen Anschlag drehen und hier eine geeignete Zeitbasis 
festlegen. Dann so lange verstellen, bis das Einschwingverhalten 
möglichst gut ist. Dann den Offset am Oszi auf -100 mV stellen (also so 
dass der High-Pegel in der Bildschirm-Mitte ist) und die 
Vertikalauflösung größer machen, so dass man sieht, ob im Signal direkt 
nach dem Sprung eine Schwingung drauf ist.


> wie du dem Bild des bestückten Tastkopfs entnehmen kannst sind
> Keramikkondensatoren so nah wie möglich am Operationsverstärker, näher
> geht es nicht.

Ja, das hab ich schon gesehen. Ich würde das aber trotzdem noch einen 
Kondensator zusätzlich einbauen und beobachten, ob sich irgend etwas 
ändert. Wenn alles gleich bleibt, dann kannst du davon ausgehen, dass 
die Versorgung stabil ist. Wenn es aber mit der Versorgungsspannung ein 
Problem gibt, dann wird sich das durch zusätzliche Kondensatoren 
irgendwie verändern.

Bei dem Rechteck-Sprung ändert sich die Stromaufnahme des OPVs sehr 
schnell, es entsteht also ein hohes di/dt. Das ist z.B. auch der Grund, 
warum die ECL-Gatter so schnell sind. die haben zwei Ausgänge und 
schalten den Strom nur von einem Ausgang auf den zweiten um, die 
Stromaufnahme von außen betrachtet bleibt ungefähr konstant.

Ich hab deshalb auch ganz bewusst "10 nF" geschrieben, weil ein 100 
nF-Kondensator bei sehr hohen Frequenzen nicht mehr so gut funktioniert. 
Wenn ich das noch richtig im Kopf habe, sind 100 nF bis ca. 1 MHz gut, 
mit 10 nF kommt man bis 10 MHz, 1 nF bis 100 mHz usw. Oft sind kleinere 
Kondensatoren also wirkungsvoller als große.

Falls du mit dem 10 nF-Kondensator eine Änderung feststellen kannst, 
würde ich auch noch einen 1nF-Kondensaotr zusätzlich drauflöten, evtl. 
bringt das dann auch noch was.

> Zudem behaupte ich einfach mal, dass die Versorgungsspannung äußerst
> stabil sein dürften, das garantiert das zum Einsatz kommende Netzteil
> (Hameg 4040) und eine Instabilität würde ich sofort auf dem Display des
> Netzteiles erkennen können.

Wenn die Ausgangsspannung am Netzteil stabil ist, bedeutet das nicht 
zwingend, dass sie auch am Operationsverstärker stabil ist. Darauf würde 
ich mich also nicht verlassen.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Bei der Messung mit 20 nS/div sieht man das auch nicht, weil das
> Einschwingen wesentlich länger dauert. Bei der Messung mit dem 100
> kHz-Signal und 2 µs/div ist das Rechteck zu kurz, der Eingangsteiler ist
> hier noch nicht eingeschwungen.
>
> Deshalb würde ich gerne eine Mesung mit dem Oszi-Kalibrationsausgang
> sehen, bei der man den Einschwingvorgang sieht, und zwar so lange, bis
> der Tastkopf tatsächlich eingeschwungen ist.

Moment, dass wir uns nicht falsch verstehen, beim Abgleich (1 MΩ Seite 
29/30, 10 MΩ Seite 35) wird bereits das 1kHz Kalibrationssignal des 
Oszis verwendet, hatte ich ja auch geschrieben, aber scheinbar nicht 
eindeutig genug. Das heißt auch bei dem Bild mit 20ns/div auf Seite 30 
siehst du den Einschwingvorgang mit dem Kalibrationssignal und zwar nach 
dem Abgleich.

Johannes schrieb:
> Falls du mit dem 10 nF-Kondensator eine Änderung feststellen kannst,
> würde ich auch noch einen 1nF-Kondensaotr zusätzlich drauflöten, evtl.
> bringt das dann auch noch was.

Gut, kann man mal prüfen.

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Fies wäre, wenn die tollen Keramiks mit dem Koaxkabel resonieren. 
Durchaus möglich quer durchs IC von den Versorgungsanschlüssen über den 
niederohmigen Ausgang!

Die breitbandig begrenzte Güte der Tantals ist ja gerade ihr großer 
Vorteil. Da gibts sonst keinen anderen Kondensatortyp, der das so könnte 
wie die Tantals.

Ob das hier das Problem ist, weiß ich nicht. Es paßt aber als Anmerkung 
hervorragend in diesen Zusammenhang. Jetzt könnte ich noch mit Diplexern 
anfangen...

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Moment, dass wir uns nicht falsch verstehen, beim Abgleich (1 MΩ Seite
> 29/30, 10 MΩ Seite 35) wird bereits das 1kHz Kalibrationssignal des
> Oszis verwendet, hatte ich ja auch geschrieben, aber scheinbar nicht
> eindeutig genug. Das heißt auch bei dem Bild mit 20ns/div auf Seite 30
> siehst du den Einschwingvorgang mit dem Kalibrationssignal und zwar nach
> dem Abgleich.

Das habe schon so verstanden. Aber der Einschwingvorgang, den man in der 
Messung mit 20 ns/div sieht, ist nicht das einschwingen des 
Spannungsteilers am Eingang, sondern irgend etwas anderes (Evtl. die 
Versorgungsspannug). Mich interessiert der Einschwingvorgang, der sich 
im Zeitraum von einigen µs abspielt, den solltest du erst mal 
untersuchen.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Gut, damit wir ein und dieselbe Sprache sprechen.
Ich werde als nächstes zusätzlich mal noch 1nF und 10nF an die 
Versorgungsleitungen löten (huckepack auf den 100nF und 1µF) und das 
Bild von Seite 30 (20ns/div) erneut aufnehmen, dann den Trimmer des 
Eingangsspannungsteiler mal an beide "Extremanschläge" drehen und dazu 
Bilder aufzeichen und dann das Ssignal am Oszi mal mal näher auf diesen 
zweiten Einschwingvorgang oszillografieren, der auch für meine Begriffe 
nichts mit einer Fehlkompensation des Eingangsspannungsteilers zu tun 
hat.

Weitere Ideen oder Vorschläge?

Mein Angebot steht nach wie vor, wenn mich jemand unterstützen mag kann 
er gerne ein paar Leiterplatten des Tastkopfs von mir bekommen.

Schön wäre es, wenn man jetzt mal einen kommerziellen FET-Tastkopf 
hätte, der etwa im ähnlichen Frequenzbereich angesiedelt ist. Das wäre 
dann eine gute Referenz.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Mein Angebot steht nach wie vor, wenn mich jemand unterstützen mag kann
> er gerne ein paar Leiterplatten des Tastkopfs von mir bekommen.

Ich hätte auf jeden Fall interesse an einer oder zwei Platinen, 
allerdings möchte ich meine Unterstützung im Moment eher darauf 
beschränken, durch Tipps und Diskussion aus der Ferne zu helfen, da ich 
zur Zeit mit anderen Projekten ziemlich ausgelastet bin. Ich bin auch 
mit Messgeräten nicht so gut ausgerüstet (200 MHz-Oszi).

> Ich werde ... den Trimmer des Eingangsspannungsteiler mal an beide
> "Extremanschläge" drehen und dazu Bilder aufzeichen und dann das Ssignal am
> Oszi mal mal näher auf diesen zweiten Einschwingvorgang oszillografieren,
> der auch für meine Begriffe nichts mit einer Fehlkompensation des
> Eingangsspannungsteilers zu tun hat.

Deinen Eingangsspannungteiler hab ich noch nicht so ganz verstanden. Du 
baust dir einen Widerstand 800 kOhm bzw. 8 MOhm aus zwei Widerständen 
(680k und 120k). Parallel dazu schaltest du eine Kapazität in der 
Größenordnung < 0.5 pF, um die Eingangskapazität des OPV zu 
kompensieren. Am nicht-invertierenden Eingang des OPV liegen dann 
nochmal 2 Widerstände in Reihe.

Hast Du dir schon mal überlegt, dass die Widerstände selber auch eine 
(Parallel-)Kapazität haben und dass der Mittelpunkt der in Reihe 
geschalteten Widerstände auch eine Kapazität gegen GND hat.

Dadurch könnten sich durchaus Probleme beim Einschwingen ergeben:

- Bei der Reihenschaltung ist das Widerstandsverhältnis 680/120 = 5,6; 
das Verhältnis der Kapazitäten ist vermutlich nicht so.

- Die Kapazität zwischen den beiden Widerständen bildet einen Tiefpass, 
der durch die äusere Kompensationsschaltung nicht beeinflusst wird.

Ob sich das tatsächlich negativ auswirkt, kann ich jetzt nicht 
beurteilen, du könntest das aber relativ einfach testen, indem du den 
120 kOhm Widerstand überbrückst und den 680 kOhm-Widerstand durch zwei 
parallelgeschaltete Widerstände mit 1,6 MOhm ersetzt.

Oder einfach 820 kOhm einbauen. Damit stimmt zwar der Teilerfaktor nicht 
mehr, aber hier geht es ja erst mal ums Einschwingverhalten.

Die beiden 1 MOhm-Widerstände entsprechend, also z.B. direkt einen mit 2 
MOhm einbauen und den anderen brücken oder einen Wert nehmen, der 
ungefähr passt. Aber auf jeden Fall keine Widerstände in Reihe schalten, 
nur parallel!

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Hast Du dir schon mal überlegt, dass die Widerstände selber auch eine
> (Parallel-)Kapazität haben und dass der Mittelpunkt der in Reihe
> geschalteten Widerstände auch eine Kapazität gegen GND hat.

Hallo Johannes,

selbstverständlich habe ich mir darüber auch schon Gedanken gemacht. Ich 
hatte viel Zeit mit der Suche nach "handverlesenen" 8 MΩ verbracht, 
jedoch mit wenig Erfolg. Im Instruction Manual zum P6202A sind zwei 
Widerstandstypen unter Replaceable Electrical Parts aufgeführt 
PCWT50X150 8M 1% und RCW575805G, beides SMD Bauteile. Allerdings bringt 
die Suche bei den üblichen Distris keine Ergebnisse. 2 MΩ ist dagegen 
nicht das Problem.

Aber grundsätzlich hast du recht, man könnte mal schauen was mit zwei 
parallel geschalteten 1,6 MΩ und 200 kΩ passiert und ob tatsächlich hier 
die Zeitkonstante zu suchen ist.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Es gibt eine aktualisierte Version. Momentan warte ich auf 
Bauteillieferung, man kann einfach nicht alles auf Lager haben.

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

In der Zeit, in der ich auf Bauteile und auf meine Messreferenz (P6205) 
warte, hier mal ein nettes Paper von Tektronix zum Thema:

http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/probing/probing.pdf

Interessant daran ist, dass auch der Einfluss der Induktivität des 
Groundanschlusses bei aktiven Tastköpfen mal kurz beleuchtet wird. 
Demnach würde ich behaupten, dass das bei dem hier realisierten Tastkopf 
kein Problem darstellt, was ja auch mal Gegenstand der Diskussion war.

Darüber hinaus gibt es auch noch weitere interessante Artikel:

http://www2.tek.com/cmsreplive/tirep/2336/60W_8910_1_2009.12.01.17.21.57_2336_EN.pdf

branadic

von branadic (Gast)



Lesenswert?

Guten Abend,

es gibt eine aktualisierte Version:

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

Vorwegnehmen möchte ich, dass die Ergebnisse jetzt um Welten besser 
aussehen, wie man schon dem obigen Bild entnehmen kann. Tatsächlich war 
die Serienschaltung der Widerstände die Wiege der Probleme. Der aktuelle 
Tastkopf hat 1.025 MΩ, die mit 820 kΩ : 205 kΩ realisiert worden sind.
Das Ergebnis spricht für sich. Wer mehr erfahren möchte, kann sich das 
aktuelle pdf-File herunterladen und selbst lesen.

Vielleicht kommt hier ja auch wieder eine Diskussion zustande, statt nur 
mein Monolog.

branadic

von branadic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Irgendwie wurde die Datei nicht vernünftig hochgeladen, deswegen hier 
mal ein neuer Versuch.

branadic

von Axel R. (axelroro)


Lesenswert?

Branadic, sei versichtert, auch wenn's ein Monolog ist, wird das mit 
sehr viel Interesse gelesen. Super Arbeit!

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Axel,

danke, aber ein Zeichen von Interesse oder Missfallen motiviert einfach 
weiter seine Ergebnisse zu veröffentlichen. Man verliert irgendwann 
einfach die Lust wenn überhaupt niemand reagiert.

Noch einmal, ich habe Leiterplatten abzugeben. Wenn jemand also welche 
haben möchte, dann schreibt mich einfach an:

branadic@users.sourceforge.net

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Vielleicht ein kleiner Anreiz:

5 teilbestückte Tastkopf-Leiterplatten mit 1.025MΩ (soll heißen alle 
Bauteile drauf - Widerstände, Kondensatoren, OpAmp, GND-Anschluss, 
Probe-Anschluss inkl. Probe-Spitze - aber kein Koaxkabel und kein 
Spannungsversorgungskabel dran) kann ich abgeben.

Pro Person gibt es aber immer nur eine bestückte Leiterplatte. Die 
Kosten belaufen sich auf 20,-€/Stück inkl. Versand innerhalb 
Deutschlands in einem Luftpolsterumschlag.
Wer darüber hinaus weitere unbestückte Leiterplatten haben möchte kann 
die für 3,-€/Stück bekommen, solange mein Vorrat reicht (15 Stück).

branadic

von Wigbert P. (wigbert) Benutzerseite


Lesenswert?

>Wer darüber hinaus weitere unbestückte Leiterplatten haben möchte kann
>die für 3,-€/Stück bekommen, solange mein Vorrat reicht (15 Stück).

ja ich hätte gern 1x wo soll ich bezahlen?

Wigbert

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Wigbert Picht-dl1atw schrieb:
> ja ich hätte gern 1x wo soll ich bezahlen?

Bitt kontaktiert mich unter branadic@users.sourceforge.net. 
Transaktionen werde ich hier nicht öffentlich durchführen, das sollte in 
beiderseitigem Interesse sein. Danke.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Dann melde ich mich auch mal wieder.

> Tatsächlich war die Serienschaltung der Widerstände die Wiege der Probleme.

Dann ich ja froh, dass es keine schwarze Magie war ;-)

Hast Du eine Idee, warum das bei deiner ersten Platine nicht aufgetreten 
ist? Oder wurde dieser Effekt möglicherweise durch den Kondensator am 
Ausgang (Parallel zu 50 Ohm) kompensiert?

Vielleicht können wir nochmal einen Blick auf die Messungen mit dem 
Funktionsgenerator (Seite 32) werfen? Der Einschwingvorgang ist nicht 
wirklich schön, aber vermutlich liegt das eher am Funktionsgenerator. 
Könntest du diese Messung mit dem neuen Tastkopf nochmal machen und 
parallel mit dem passiven Tastkopf messen? Und dabei nicht nur mit 20 
ns/div Messen, sondern auch mit 1µs/div, damit man sieht, ob sich das 
Einschwingverhalten in diesem Zeitbereich irgendwie verändert. Und 
vielleicht die fallende Flanke auch noch...

Hast Du den Effekt mit dem 100 kHz-Rechtecksignal nochmal untersucht? 
Also ob das mit dem neuen Tastkopf auch noch sichtbar ist.

> 5 teilbestückte Tastkopf-Leiterplatten ... kann ich abgeben.

Da hast Du aber ganz schön viele Muster von TI bekommen. Oder hasst du 
einen Händler gefunden, der die in kleinen Stückzahlen anbietet?

Ich möchte dir auch gerne einen Tastkopf abkaufen, werde noch eine Mail 
an die angegebene Adresse schicken.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

Johannes schrieb:
> Hast Du eine Idee, warum das bei deiner ersten Platine nicht aufgetreten
> ist? Oder wurde dieser Effekt möglicherweise durch den Kondensator am
> Ausgang (Parallel zu 50 Ohm) kompensiert?

Weder noch. Der Effekt wurde nur nicht sichtbar, weil er bei höheren 
Frequenzen keinen Einfluss mehr nimmt. Wenn du mal schaust, das sind 
alle Messungen die mit dem alten Layout durchgeführt worden sind:

Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

Da ist kein einziges mal eine Messung an einem 1 kHz Probe-Signal 
durchgeführt worden.

Johannes schrieb:
> Vielleicht können wir nochmal einen Blick auf die Messungen mit dem
> Funktionsgenerator (Seite 32) werfen? Der Einschwingvorgang ist nicht
> wirklich schön, aber vermutlich liegt das eher am Funktionsgenerator.
> Könntest du diese Messung mit dem neuen Tastkopf nochmal machen und
> parallel mit dem passiven Tastkopf messen? Und dabei nicht nur mit 20
> ns/div Messen, sondern auch mit 1µs/div, damit man sieht, ob sich das
> Einschwingverhalten in diesem Zeitbereich irgendwie verändert. Und
> vielleicht die fallende Flanke auch noch...

Die Messungen könnte man vergleichend noch mal durchführen, sicher. Ist 
auf die Liste gesetzt.

> Hast Du den Effekt mit dem 100 kHz-Rechtecksignal nochmal untersucht?
> Also ob das mit dem neuen Tastkopf auch noch sichtbar ist.

Jein, angeschaut habe ich es ganz kurz, aber noch nicht vollständig 
untersucht und dokumentiert.

Johannes schrieb:
> Da hast Du aber ganz schön viele Muster von TI bekommen. Oder hasst du
> einen Händler gefunden, der die in kleinen Stückzahlen anbietet?

Einziger mir bekannter Lieferant der den OPA659 mit etwas Lieferzeit 
verschickt ist Mouser. Mit denen kann man übrigens auch telefonieren, 
allerdings darf man die nicht unerheblichen Versandkosten nicht 
vergessen ;)

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Eine aktualisierte Version liegt oben, die die aktuelle Bauteilliste 
enthält.

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

Von den 5 bestückten Leiterplatten sind bereits 4 vergeben. Es gibt aber 
noch unbestückte Leiterplatten. Wer zuerst kommt malt zuerst.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Die 5 bestückten Leiterplatten sind alle vergeben. Es sind noch 13 
unbestückte Leiterplatten vorhanden.

Um noch ein paar Worte zum Koaxkabel zu verlieren. KupferMichi hatte 
hier gezeigt:

Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

wie er seine Kabel konfektioniert. Für mich hat es sich als besser 
erwiesen  ein Stück vom Mantel zu entfernen, danach einen dünnen 
selbstklebenden Kupferstreifen auf den Außenmantel hinter der 
Schnittkante des Außenmantels zu kleben und das Schirmgeflecht dann 
umzuklappen und mit dem Kupferstreifen zu verlöten. Das schont die 
Ummantelung der Seele. So kann gewährleistet werden, dass die Seele 
möglichst ohne viel Verlust an Schirmung mit der Leiterplatte verbunden 
werden kann und schützt zugleich vor einem Kurzschluss.
Danach wird die Ummantelung der Seele 1-2mm bis vor der Schirmung 
entfernt und verzinnt und anschließend auf die Leiterplatte verlötet.
Noch besser ist, allerdings wird vielen das notwendige Werkezug dafür 
fehlen, die Seele nicht zu verlöten sondern mit einer Hülse zu 
vercrimpen. Bei den RG174-Steckern/Buchsen ist eine solche Hülse 
beigelegt, um das Geflecht mit dem Stecker/der Buchse zu vercrimpen. 
Diese kann anschließend mit der Leiterplatte verlötet werden. Das schont 
den Kunststoff noch besser.
Die Leiterplatte hat an ihrem hinteren Ende zwei Bohrungen, um nach dem 
Verlöten der Kabel mit der Leiterplatte einen schmalen Kabelbinder als 
Kabelfixierung einzufädeln, ohne das er sich verschiebt.

Schönen Abend, branadic

von Michael D. (mike0815)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

nabend allerseits,

mir ist da gerade was eingefallen, evtl. ginge auch einen 
"Aderendhülse"?!?
Die könnte so fast Jeder in der Kiste haben.
Hier mal ein Foto von einer schnellen Aktion, ist übrigens ein 
RG174-Kabel!

Gruß Michael

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Ich habe eine neue Version der Dokumentation hochgeladen:

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

Zusätzlich hinzugekommen ist die Messung mit einem 1 MΩ-Tastkopf 
bestehend aus einer Parallelschaltung zweier 1.6 MΩ : 200 kΩ 
Widerstände. Weiterhin ist die Darstellung der steigenden und fallenden 
Flanke des 1.025 MΩ-Tastkopfs hinzugekommen.
Es ist kein wesentlicher Unterschied zwischen beiden Tastköpfen 
erkennbar.
Aber seht selbst.

Die 5 Tastköpfe mit 1.025MΩ für diejenigen die sich gemeldet haben sind 
fertig aufgebaut. Sobald das Geld eingetroffen ist gehen sie zur Post.

branadic

von Michael D. (mike0815)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Andre,
es wäre evtl. etwas übersichtlicher, wenn du den Dokumenten-Updates 
andere Namen geben würdest.

...ausserdem weiß man dann, was man hat und was nicht?!?
Ein Beispiel mal als Anhang.

Gruß Michael

PS. Fein, das die Schaltungen fertig sind, vielen Dank schon mal für 
deine Mühe im Voraus, bin schon ganz gespannt!

Dann mal los mit der Überweisung, meine müsste schon da sein!

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Lesenswert?

branadic schrieb:
> Zusätzlich hinzugekommen ist die Messung mit einem 1 MΩ-Tastkopf
> bestehend aus einer Parallelschaltung zweier 1.6 MΩ : 200 kΩ
> Widerstände. Weiterhin ist die Darstellung der steigenden und fallenden
> Flanke des 1.025 MΩ-Tastkopfs hinzugekommen.
> Es ist kein wesentlicher Unterschied zwischen beiden Tastköpfen
> erkennbar.
> Aber seht selbst.

Danke für die neuen Infos. Ich bin positiv überrascht, dass Fehlabgleich 
tatsächlich an der Serienschaltung der Eingangswiderstände lag. Wenn 
man's weiß, ist es auch völlig einleuchtend. Man muss "nur" erstmal die 
Idee haben.

Willst du die neu abgeglichenen Tastköpfe noch am ECL-Gatter testen? Das 
fände ich sehr interessant. In deinen Messungen hat das 1KHz-Rechteck 
eine Bandbreite von ca. 70 MHz, was den Tastkopf ja noch lange nicht 
ausreizt.

Ich fände es auch interessant, einen Vergleich zu sehen, wie sich das 
Signal des ECL-Gatters verhält, wenn du direkt über dem IC noch einen 
100n SMD-Kondensator einbaust. Vielleicht wird die Flanke dann weniger 
verbeult.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Michael D. schrieb:
> es wäre evtl. etwas übersichtlicher, wenn du den Dokumenten-Updates
> andere Namen geben würdest.

Da mittlerweile eine Versionnummer mit Datum auf der ersten Seite steht 
und neue Messungen einfach nur hinten angehängt wird, brauchst du dir 
den Datenmüll nicht antun. Wenn du die neuste Version herunterlädst hast 
du automatisch die alten Versionen gleich mit ;)

Alex H. schrieb:
> Man muss "nur" erstmal die
> Idee haben.

Genauso ist es. Mir schwirrte die Vermutung ja auch schon im Kopf, aber 
Johannes hat mich dann in meinen Gedanken noch mal bestätigt mit seiner 
Nachfrage und nun wissen wir, dass es so ist. Das erklärt auch, dass man 
in keiner der veröffentlichten Schaltungen eine Serienschaltung von 
Widerständen im Eingangsspannungsteiler sieht. Wieder was gelernt.

Alex H. schrieb:
> Willst du die neu abgeglichenen Tastköpfe noch am ECL-Gatter testen? Das
> fände ich sehr interessant.

Werd ich noch machen, aber schließlich ist der Tastkopf nicht mein 
Tagesgeschäft und so schaffe ich nicht alles so schnell, wie man das 
vielleicht gern hätte.

Gruß, branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Ich habe einen weiteren Tastkopf aufgebaut, mit 3 MΩ : 750 kΩ. 
Widererwarten weißt dieser eine deutliche Zeitkonstante auf, die sich 
nicht kompensieren lässt. Es sind zwar nur zwei neue Bilder, aber 
entsprechend habe ich eine aktualisierte Version hochgeladen.

Für die Messungen am ECL-Gatter war noch keine Zeit.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

So, die bestellten Leiterplatten gehen morgen zum Briefkasten. Der ein 
oder andere sollte also seinen Tastkopf noch im Laufe der Woche im 
Kasten haben.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Die Leiterplatten sind heute an die betreffenden Leute raus.

Dann war heute Bescherung und meine gebrauchte P6205 ist eingetroffen. 
Entsprechend habe ich heute die für mich vorerst letzten Messungen 
durchgeführt und noch einige offene Punkte abgehandelt und 
Fragestellungen geklärt. Alles ist wie immer dokumentiert und findet 
sich hier:

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

Diskussionstechnisch ist dieser Thread ja mittlerweile eingeschlafen und 
die anfängliche Euphorie ist wie so oft wie weggeblasen. Ich hoffe das 
ändert sich wieder, wenn diverse Leute ihre Tastköpfe auf dem Tisch zu 
liegen haben.

Mein persönlich nächster Punkt den ich angehen werde ist ein Gehäuse und 
danach ein zusätzlicher, aufsteckbarer 10x Eingangsspannungsteiler, 
womit sich der Eingangsspannungsbereich auf ~200 V erweitern lassen 
sollte.

branadic

von Michael D. (mike0815)


Lesenswert?

Hallo Andre,

>Ich hoffe das
>ändert sich wieder, wenn diverse Leute ihre Tastköpfe auf dem Tisch zu
>liegen haben.

Stimmt!
... auspacken, konfektionieren, anschliesen, messen, vergleichen und 
dann schauen wir mal...

Hast du diese wieder per Warensendung verschickt? Das könnte dann noch 
dauern, dann sind die am WE noch nicht da.

Gruß Michael

von A. R. (redegle)


Lesenswert?

Ich habe zwar bis jetzt nur mitgelesen und nichts zum Thema beigetragen 
aber ich muss sagen:
"Echt Klasse!"

Das ist eins der oder sogar das beste/professionellste Projekt, dass ich 
in diesem Forum gelesen haben.

>Diskussionstechnisch ist dieser Thread ja mittlerweile eingeschlafen und
>die anfängliche Euphorie ist wie so oft wie weggeblasen. Ich hoffe das
>ändert sich wieder, wenn diverse Leute ihre Tastköpfe auf dem Tisch zu
>liegen haben.

Ich hoffe sehr stark, dass du dich von der eventuell fehlenden Euphorie 
nicht anstecken lassen wirst und so weiter machst!

PS
Das musste ich einfach mal los werden!

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Michael D. schrieb:
> ... auspacken, konfektionieren, anschliesen, messen, vergleichen und
> dann schauen wir mal...

Ich sag's mal vorsichtig, das Welec wird dadurch mitnichten zum 
Superscope ;)

Michael D. schrieb:
> Hast du diese wieder per Warensendung verschickt?

Nein, die sind als Brief im Luftpolsterumschlag raus. Warensendung wäre 
sogar teurer gewesen, hat mir die freundliche Postfrau verraten.

A. R. schrieb:
> Das ist eins der oder sogar das beste/professionellste Projekt, dass ich
> in diesem Forum gelesen haben.

Danke für die Blumensträuße, aber so hoch würd ich nicht stapeln wollen. 
Letztlich ist der gesamte Tastkopf ja so simpel, dass man sich fragen 
muss, warum TI nicht schon selbst unter die LowCost-Tastkopf-Produzenten 
gegangen ist, wenn sie schon so geniale Bausteine im Programm haben.
Natürlich bedeutet ein solcher Aufbau ein gewisses Maß an Zeit für 
Messung und Dokumentation und sicherlich auch mal den ein oder anderen 
Euro, aber der OpenSource-Gedanke bedeutet ja gerade, dass man mit 
anderen teilt und nicht nur einsackt.
Freut mich aber dennoch, wenn dir der Thread gefällt. Dann hat er seinen 
Zweck zum Teil erfüllt.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Ich hab noch mal ein Update der Dokumentation hinterhergeschoben, damit 
man den ungefähren Impedanzverlauf des Tastkopfesüber die Frequenz 
abschätzen kann. Sicherlich für den ein oder anderen interessant.

branadic

von Michael D. (mike0815)


Lesenswert?

Hallo Andre,

branadic schrieb:
> Ich sag's mal vorsichtig, das Welec wird dadurch mitnichten zum
> Superscope ;)
>
Das erwarte ich auch nicht
Nur glaube ich, das die Welecköppe jetzt nicht der Reißer sind.

Ich habe da noch ein Testec (TT-LF 312), soll bei 1:1 eine Bandbreite 
bis 15MHz und bei 1:10 bis 150MHz haben.
Dann wäre da noch ein Eigenbau mit 50 Ohm Abschluß am Kopf(4x200 Ohm 
Stern) u. 976 Ohm in der mitte von der Tastspitze(ein mords Bremmel:( ), 
beide haben gegenüber dem Welec-Tastkopf (200MHz) schon mal schnellere 
Anstiegszeiten.
Deshalb fände ich den Vergleich mit deinem Aktive-Probe, der übrigens 
sehr gelungen ist(bei der wahnsinns Mühe, die du dir hier machst), schon 
sehr interessant!
Wir werden sehen.


> Nein, die sind als Brief im Luftpolsterumschlag raus. Warensendung wäre
> sogar teurer gewesen, hat mir die freundliche Postfrau verraten.

Da kann man mal sehen, die Frau war wirklich freundlich, wenn ich unsere 
Schnarchnasen dagegen sehe...
>
> A. R. schrieb:
>> Das ist eins der oder sogar das beste/professionellste Projekt, dass ich
>> in diesem Forum gelesen haben.
>
Das sehe ich auch so!!!

Gruß Michael

von Michael D. (mike0815)


Lesenswert?

Hallo Andre,

ich noch mal.
Mit welcher Kabellänge des RG174, hast du die Köpfe abgeglichen?
...bzw. wie ist das aktuelle Längenmaß des RG174?

Die Spannungsversorgung könnte man auch über eine abgeschirmte Leitung 
zuführen.
Das könnte man über ein 2 adriges, abgeschirmtes NF-Kabel realisieren, 
denke ich! Was hälst du von der Idee?

Gruß Michael

von Wigbert P. (wigbert) Benutzerseite


Lesenswert?

@branadic (Gast)

Zu Deiner Entlastung. Platine ist wohlbehalten angekommen.
Danke.
Gibst Du noch Hinweise zum Gehäuse?

Wigbert

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Meine Kabel sind alle inklusive Stecker 1m lang, das hat aber keinen 
Einfluss auf den Tastkopfabgleich!
Für die Spannungsversorgung habe ich, weil vorhanden, 6 adriges, 
ungeschirmtes Kabel und je zwei Adern pro Potential verwendet. Deswegen 
ist im Schirmpad für das RG174 auch ein etwas größeres, mittig 
angeordnetes Via.

Wigbert Picht-dl1atw schrieb:
> Zu Deiner Entlastung. Platine ist wohlbehalten angekommen.

Danke für den Hinweis.

Wigbert Picht-dl1atw schrieb:
> Gibst Du noch Hinweise zum Gehäuse?

Vorerst nicht, da muss ich erst ein ästhetisch und praktische Lösung im 
CAD finden, das kann dauern ;)

branadic

von mhh (Gast)


Lesenswert?

@ branadic

Mich hat die Postfrau heute auch belästigt. Großes Danke an Dich. :)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Heute postete jemand Kabelmodelle mit Verlusten in LTspice Yahoo:

These are 2 model card for a lossy delay line, one for 1 meter log RG62
cable and the other for a RG62 cable of the same length.
.model RG62 LTRA(len=1 R=100m L=389.2n C=45p)
.model RG58 LTRA(len=1 R=100m L=250n C=100p)
len is the length of the cable, R, L, C the resistance, the inductance,
the capacitance of 1 meter of cable respectively.
Regards.
Varoli

von branadic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Abdul,

wie du scheinbar nicht gesehen hast verwende ich bereits das Lossy 
Transmission Line Model in meiner Simulation, jedoch berücksichtigt 
dieses nicht die frequenzabhängige Kabeldämpfung.
Für das von mir verwendete RG174-Kabel (Bürklich 96 F 732) ist diese 
Kabeldämpfung im Model als Comment mit eingefügt.
Wenn es das täte, dann müsste ich bei 100m Kabel nun eine zusätzliche 
Dämpfung von 106dB am "Kabelausgang" sehen, tu ich aber nicht ;)
Demzufolge ist gezeigt, dass diese zusätzliche Dämpfung des Kabels nicht 
berücksichtig ist und das ist leider schade.
Das einzige was man sieht ist die minimale Fehlanpassung aufgrund der 
Kapazität von 103 pF/m.

Gruß, branadic

von branadic (Gast)



Lesenswert?

Das Problem bei dem LTRA-Model habe ich nun zwar formuliert, aber es 
gibt eine Workaround, damit diese zusätzliche frequenzabhängige 
Kabeldämpfung (Dielekktrische Verluste, Skineffekt) doch berücksichtigt 
wird (siehe Bild RG174_Model_Attentuation.PNG).
Schaut man sich nun den Frequenzgang von 100m RG174-Kabel an, dann sieht 
man sehr schön die zusätzliche Dämpfung entsprechend der Tabelle. Leider 
ist die Interpolation zwischen den Punkten nicht sehr schön, aber wir 
wollen auch nicht päpstlicher als der Papst sein ;)

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Dieser Thread interessiert mich nicht sonderlich. Sei mir nachgiebig, 
wenn ich da <mittlerweile> Blödsinn reinposte. Dachte, es hilft euch.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Die Frage ist ja, was man in der Simulation mit so einem Modell 
eigentlich sehen möchte. Wie sich die frequenzabhängige Kabeldämpfung 
auf den gesamten Frequenzgang auswirkt ist ja eigentlich klar, man muss 
die Kabeldämpfung einfach zu der Dämpfung des Tastkopfs addieren.

Interessanter wäre es, herauszufinden, wie sich die Kabel-Eigenschaften 
auf das Einschwingverhalten und die Anstiegszeit auswirken. So wie ich 
das sehe, hilft hier dieses Modell auch nicht weiter.

Ich kann das Model aus deinem Link nicht herunterladen 
(Passwortabfrage); ich würde gern mal versuchen, ob ich das irgendwie 
mit LTSpice zum laufen bringen kann.

von Wigbert P. (wigbert) Benutzerseite


Lesenswert?

Hi,

ich wollte das o.g. RG174 bei Bürklin bestellen.
Hat jemand noch Interesse?
Bei 10m wäre das ja schon günstiger.

Wigbert

von Christoph H. (wtzm)


Lesenswert?

Hallo mitsammen,
ich verwende ein Oszi, das keine Möglichkeit einer eingebauten 50 Ohm 
Terminierung bietet und bin jetzt am Überlegen wie ich das am besten 
realisieren könnte.
Prinzipiell hätte ich das vom Tastkopf kommende Kabel mit einem BNC 
Stecker versehen und über ein Buchse-Stecker-Buchse T-Stück am Oszi 
angeschlossen.

An die so noch freie Buchse könnte man
(1) einen Ethernet Abschlusswiderstand hängen (bei dem allerdings nicht 
klar ist bis zu welcher Frequenz der noch wirklich einen korrekten 
Abschluss darstellt);
(2) die Abschlusswiderstände als SMD 4x200 Ohm direkt auf/in die freie 
Buchse löten oder
(3) überhaupt gleich ein automatisch terminierendes T-Stück (Widerstand 
integriert, wird aktiv sobald zumindest eine Buchse nicht mit einem 
Stecker belegt ist) nehmen.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Die einfachste Lösung wäre so ein Durchgangs-Abschlusswiderstand:

http://www.reichelt.de/?;ACTION=3;LA=444;GROUP=D169;GROUPID=4043;ARTICLE=5648;START=0;SORT=artnr;OFFSET=16;SID=31puY0uqwQAR8AAB0febEa8a2153efc5ed55387a9ec35a664ebb9

Der ist immerhin bis 1 GHz angegeben, ist aber sicherlich kein High-End 
Bauteil.

Wenn es billiger sein soll, dann eine der Lösungen (1) und (2). Das 
automatisch terminierende T-Stück ist bestimmt auch nicht so ganz 
billig.

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Ich bin jetzt übrigens auch stolzer Besitzer eines branadic - 
Tastkopfes. Sieht wirklich sehr schön aus, gute Arbeit.
Ich muss mir jetzt erst mal ein Kabel und eine Spannungsversorgung dran 
basteln, dann werde ich ihn mal testen.

@Wigbert: Wenn du nur einen Meter oder so brauchst, dann könnte ich dir 
ein Stück abgeben, ich hab hier 5m rumliegen, ist allerdings eines von 
Reichelt.

Der Aufdruck ist "RKI-Electronic RG 174U", ich hab keine Ahnung, ob das 
von der Qualität mit dem von Bürklin vergleichbar ist.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Ich muss mir jetzt erst mal ein Kabel und eine Spannungsversorgung dran
> basteln, dann werde ich ihn mal testen.

Und ist einer der Tastkopf bereits mit Kabeln bestückt und gibt es schon 
erste Erfahrungsberichte?
Ich hab gestern ein wenig am Gehäuse gezeichnet und ich denke, es geht 
in die richtige Richtung. Es wird aber noch wenig dauern, bis ich 
richtig zufrieden bin.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Wenn du nur einen Meter oder so brauchst, dann könnte ich dir
> ein Stück abgeben, ich hab hier 5m rumliegen, ist allerdings eines von
> Reichelt.

Hallo Johannes,

das Problem bei Reichelt ist, dass in den meisten Fällen das Datenblatt 
nicht zum angeboten Artikel passt. Eine Diskussion zu der Qualität der 
Produkte gibt es ja bereits hier im Forum, wobei ich das Gefühl nicht 
loswerde das das eher mit dem Verkauf von Reichelt zu tun hat. Die 
Qualität war schon mal deutlich besser.

Bei Bürklin lässt sich ja nun offensichtlich auch als Privatkunde 
bestellen, einen neuen Internetauftritt haben sie auch, daher würde ich 
eher solche Quellen bevorzugen.
Das garantiert dir auch, dass du genau das bekommst, was du willst und 
keinen Ersatzartikel, der dann die Spezifikationen nicht erfüllt.

Im Übrigen würde ich auch lieber auf eine Durchgangsterminierung eines 
Markenherstellers zurückgreifen, wie z.B. HZ22 von Hameg. Der kostet 
zwar 18,-€ zzgl. Mwst. allerdings dürften sich die Mehrkosten in der 
Qualität bemerkbar machen.
Ich weiß nicht wie die Qualität der Durchgangsterminierungen von 
Reichelt ist, aber von den BNC-Steckern\Buchsen bin ich selbst nach 
eigener Erfahrung wenig begeistert und das kann man auch immer wieder 
lesen.
Möglich das das bei diesem Durchgangsabschluss das gleiche ist.

Daher sollte man nicht an der falschen Stelle sparen und lieber die 
21,42€ für einen einzelnen Durchgangswiderstand investieren.

Anbieter gibt es viele: Datatec, Conrad und viele viele andere mehr

branadic

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


Lesenswert?

Hm ja. Nicht ganz falsch. Reichelt läßt sich zu oft von den Chinesen 
bequatschen. Eine gewisse Qualität brauch ihren Preis.

Wobei man sagen muß, das BNC prinzipiell eh nur für ca. 1GHz gedacht 
ist.

von Johannes (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

> Und ist einer der Tastkopf bereits mit Kabeln bestückt und gibt es schon
> erste Erfahrungsberichte?

Ja, mein Tastkopf läuft. Der Tip von Kupfer Michi mit der 
selbstklebenden Kupferfolie war echt gut, hat super funktioniert.

Als Stromversorgung hab ich mir eine kleine Schaltung aus einem 
DC/DC-Wandler (TMR2423) mit +/- 15V Ausgang und zwei Linearreglern 
(7805/7905) gebastelt. Damit bekommt man eine potentialfreie +/- 
5V-Versorgung, die man mit irgend einem Netzteil mit 10..36V 
Ausgangsspannung speisen kann. Die Bauteile hatte ich gerade da, evtl. 
würde es nur mit einem +/- 5V DC/DC-Wandler (ohne Linearregler) auch 
funktionieren.

Wichtig ist, dass man genügend Keramik-Kondensatoren und Feritte 
einbaut, sonst sieht man die Taktfrequenz des DC/DC-Wandlers im 
Ausgangssignal.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

warum hast du nicht das Via für den Masseanschluss verwendet, dass sich 
in der Massefläche für den Schirm des Koax-Kabels befindet? Dafür war 
das vorgesehen. :)

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Ich habe jetzt erst gesehen, dass Du die Stromvesorgung von "unten" 
drangelötet hast...

Das Koax-Kabel habe ich zuerst angelötet, danach wollte ich diese 
Lötstelle nicht nochmal warm machen. Es hat aber so auch gut 
funktioniert.

von Michael D. (mike0815)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Allerseits,

auch ich habe den Tastkopf am Samstag in Empfang nehmen dürfen.
Einen dicken Dank an Andre, hast du alle Bröckchen selbst verlötet? Auf 
jeden Fall, ein kleines Kunstwerk und nett anzusehen.

Ich habe die Version mit der Aderendhülse gewählt, denke das ist mir 
ganz gut gelungen, siehe Shots!
Für die Massezuführung habe ich das untere Via verwendet.
Konfektionierung:
1. Spannungsversorgung mit Masse
2. RG174 Masse u. dann Seele angelötet.

Ich will mal schauen, wie ich mit meinen bescheidenen Mitteln, ein paar 
Vergleichsmessungen gebacken bekomme.
1kHz Probsignal vom Oszi und von...bis 1MHz Rechteck, Sinus stehen mir 
zur Zeit zur Verfügung.
Da wäre noch der Frequenzvervielfacher ICS511 mit Quarzbestückung, mal 
schauen, ob ich da was ansehnliches liefern kann.

Die Versorgungsleitung ist ebefalls konfektioniert und habe das mal kurz 
angetestet, der Opa659 hat ja einen guten Hunger mit 2x 30mA (+ GND - 
5V), kommt das hin?

Gruß Michael

Edit: Entschuldigt die schlechte Bildqualität, ist mit dem Handy u. Lupe 
Fotografiert!

von A. R. (redegle)


Lesenswert?

Ich wollte mal Fragen, wie viele Exemplare noch existieren.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

eine genaue Zahl kann ich im Moment nicht nennen, aber einige wenige 
unbestückte Leiterplatten sind noch vorhanden.
Bei ausreichender Nachfrage bin ich aber durchaus bereit auch das 
Redesign der Leiterplatte noch einmal zu bestellen. Bisher blieb der 
große Ansturm aber aus, sodass ich hier noch keinen Handlungsbedarf sah.
Anfragen stellt ihr aber bitte direkt per Mail und nicht hier übers 
Forum.

Das Feedback auf die verschickten Leiterplatten hat sich ja auch eher in 
Grenzen gehalten. Zwei Briefe bin ich aber noch schuldig. Die werfe ich 
morgen in den Briefkasten, sodass diese auch im Laufe der nächsten Woche 
ihre Besitzer erreichen sollten.

branadic

von Dennis (Gast)


Lesenswert?

Hi,

haben eigentlich die Leute, die Leiterplatten bei branadic bestellt 
hatten, noch eigenständige Messungen durchgeführt? Gibt es da 
bestätigende oder nicht bestätigende Vergleichsmessungen?
Kann vielleicht noch mal jemand den Frequenzgang des finalen Tastkopfes 
zeigen, vielleicht auch in Gegenüberstellung mit der Simulation, um zu 
sehen wie gut die Simulation den tatsächlichen Tastkopf abbildet.
Das Verhalten der Serienschaltung der Widerstände im 
Eingangsspannungsteiler wurde ja so nicht in der Simulation 
wiedergespiegelt, wahrscheinlich weil die Parasitics nicht 
berücksichtigt worden oder im Datenblatt der Widerstände diese nicht mit 
angegeben sind um sie zu berücksichtigen.
Wieviele Leute haben denn jetzt überhaupt schon Leiterplatten, weil du 
was von >>der große Ansturm blieb aus<< geschrieben hast? Ich meine, für 
so wenig Geld bekommt man nicht mal einen halbwegs vernünftigen passiven 
Tastkopf. Sicherlich kann man ohne zusätzlichen Attentuator nicht mit 
dem Tastkopf aufs Lichtnetz, aber dennoch kann ich nicht ganz 
nachvollziehen warum da jetzt keine "Stückzahlen" umgesetzt werden.
Oder handelt es sich hier wieder über das typische 
Mikrocontrollerphänomen, wo anfangs alle ganz laut >>juhu<< schreien und 
>>musst du unbedingt weiterverfolgen, wir sind ganz gespannt wie es 
weiter geht<< und wenn die Entwicklung abgeschlossen ist, das "Produkt" 
steht will's keiner haben? Geht es mal wieder nur um eine gute 
Geschichte an der andere mitfiebern, weil sie gern was zu lesen haben?
Ich drück dir jedenfalls ganz fest die Daumen, dass sich ausreichend 
Leute gefunden haben die zumindest eine Tastkopfleiterplatte haben 
wollten.

MFG, Dennis

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> haben eigentlich die Leute, die Leiterplatten bei branadic bestellt
> hatten, noch eigenständige Messungen durchgeführt? Gibt es da
> bestätigende oder nicht bestätigende Vergleichsmessungen?

Ich habe eine Platine, die funktioniert auch. Die Anstiegszeit konnte 
ich noch nicht überprüfen, da ich keine geeigneten Messgeräte zur 
Verfügung habe. Ich hoffe aber, dass ich in nächster Zeit mal an einen 
Pulsgenerator mit Anstiegszeit im Bereich < 300 ps und entsprehendes 
Oszi rankommen werde, dann werde ich so eine Messung machen.

> Kann vielleicht noch mal jemand den Frequenzgang des finalen Tastkopfes
> zeigen

Das habe ich versucht, muss aber meinen Messaufbau noch verbessern, bis 
jetzt waren die Messwerte nicht sauber reproduzierbar.

> Ich meine, für so wenig Geld bekommt man nicht mal einen halbwegs
> vernünftigen passiven Tastkopf.

Das ist schon richtig, aber hier bekommst man ja auch "nur" eine 
Platine, ohne Gehäuse, Abschirmung, Netzteil, Leitung, Garantie, ...

> aber dennoch kann ich nicht ganz nachvollziehen warum da jetzt keine
> "Stückzahlen" umgesetzt werden.

Wenn man dann die Arbeitszeit rechnet, die man braucht, um daraus einen 
"richtigen" Tastkopf zu bauen, dann ist der Unterschied zu einem 
komerziellen Tastkopf nicht mehr so groß.
Einen aktiven Tastkopf mit 1 GHz Bandbreite bekommt man neu immerhin für 
ca. 500 Euro; da verstehe ich schon, warum so mancher eher ein 
Fertigprodukt kauft.

Man könnte das auch anders formulieren:
Wenn Branadic daraus ein kommerzielles Produkt machen würde, was wäre 
der Verkaufspreis für einen komletten Tastkopf mit allem Zubehör?

von Christoph H. (wtzm)


Lesenswert?

Habe auch ein Exemplar dieses Tastkopfs; ich muss noch warten bis ich 
alle Teile für Stromversorgung, Kabel, etc. beisammen habe. Verifikation 
der Messungen kann ich nicht durchführen, mir fehlt einfach das 
Equipment dazu - sollte sich allerdings mal eine Gelegenheit dazu 
ergeben, werd ich das auf jeden Fall nachholen.

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Mein Tastkopf ist jetzt zum Testen soweit fertig geworden und 
funktioniert spitze.
Ich hatte nur die Platine und den OPV bekommen und musste mit den 
Widerständen etwas improvisieren, was ja auch geht.
Damit bekommt man vielleicht nicht den perfekten Abgleich hin, den 
branadic akribisch geschafft hat (Hut ab!! André), aber ich denke, gut 
sollte es auch werden. Als Tastspitzen habe ich Messtaster genommen, die 
man bei der Platinenprüfung etc. verwendet, deren Vorteil ist, die 
federn und geben dennoch einen super Kontakt.
Angeschlossen wurde ein kurzer Koax-Semirigid Stummel an dessen hinterem 
Ende eine SMA-Buchse sitzt, diese ist dann wieder mit einem Messkoax 
verbunden was die Verbindung zum Scope herstellt.
Die Spannungsversorgung kommt aus einem Doppelnetzteil.

Eric

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hier nun noch ein paar Messungen:
Ein 25MHz Rechtecksignal (TCXO) wird in einen ECL-Zweig geschickt, 
ähnlich dem, der von branadic beschrieben wurde, damit sollten Flanken 
im ps Bereich möglich werden.
Das Signal wurde dann in einen MCL-Splitter SCP-2-1 geleitet der auf der 
einen Seite direkt auf ein Sampling-Scope mit 50Ohm Abschluss(rot) geht 
und auf der anderen Seite mit 50Ohm abgeschlossen war.
Die Messspitzen greifen dann hier das Vergleichssignal ab und es wird 
dann zum 2-ten Kanal des Scopes (gelb) geschickt (auch wieder mit 50OHm 
Abschluss).

Man sieht, dass mein Teilerverhältnis nicht exakt 0.2 ist (macht aber 
für den Test nichts) und dass das Originalsignal und die Messung etwas 
Überschwingen zeigen, die aber ziemlich gleich sind (was für die Güte 
des Tastkopfes spricht).
Die Anstiegszeit ist so rund 500ps und auf beiden Kanälen gleich.
Auf dem Scope sähe man eine leichte Phasenverschiebung zwischen beiden 
Kanälen (die ich weggetrimmt habe), die von den Laufzeiteffekten im OPV 
herrührt.

Dies ist eine sehr schöne Entwicklung, danke André, dass ich teilnehmen 
durfte !!

Eric

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Eric,

es freut mich vergleichende Messungen sehen zu können. Ein 
Samplingoszilloskop ist natürlich eine feine Sache, mit der ich leider 
nicht aufwarten kann. Um so schöner ist es, wenn nun doch solche 
Ergebnisse zustande kommen.
Rund 500ps, sicherlich ist es etwas mehr, zeigen im Prinzip die 
Kleinsignalbandbreite des OPV von 650 MHz, die bei Großsignal auf 575 
MHz sinkt.

Was das Gehäuse anbelangt, so bin ich in den letzten Wochen leider nicht 
dazu gekommen daran weiter zu arbeiten, weil andere, wichtigere Aufgaben 
meine Zeit gefordert haben. Deswegen war es allgemein etwas ruhig um 
mich. Das heißt aber nicht, dass ich das Thema nicht noch 
weiterverfolge. Auf kurz oder lang wird da noch etwas entstehen, 
begonnen habe ich bereits.

Ich habe jedoch nicht vor daraus, wie weiter oben angesprochen, ein 
kommerzielles Produkt zu stricken. Das lohnt sich für mich schlichtweg 
nicht und zieht auch einen enormen Rattenschwanz nach sich. Was maximal 
im Bereich des Möglichen liegt ist, dass ich die Leiterplatten und ein 
Gehäuse anbiete. Alles im Umfang eines Hobbies.
Ich habe auch nicht die Zeit und Möglichkeiten ein entsprechendes 
Zubehörpaket zu schnüren. Darüber hinaus würde es auch den Rahmen eines 
solch offen gestalteten Projektes sprengen. Immerhin ist das Topic 
"Eigenbautastköpfe".

Gruß, branadic

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo branadic,

branadic schrieb:
> Ein
> Samplingoszilloskop ist natürlich eine feine Sache, mit der ich leider
> nicht aufwarten kann.
Ich Denke Dein TEK ist auch so ein Teil und dazu noch etwas komfortabler 
als mein 300€ 4GHz Sampler :-)

branadic schrieb:
> Rund 500ps, sicherlich ist es etwas mehr, zeigen im Prinzip die
> Kleinsignalbandbreite des OPV von 650 MHz, die bei Großsignal auf 575
> MHz sinkt.
Ich habe mit meinen Mitteln mal die Bandbreite ermittelt (siehe Bild)
Ich denke so 500MHZ ist eine "faire" Angabe, klar -3dB ist >700MHz

Dann habe ich noch versucht, die Eingangskapazität des TK zu bestimmen.
Ich komme so (bei mittleren Frequenzen) auf 1.25pF.
Die geneigten Leser mögen die blaue Kurve des VNWA Diagramms betrachten! 
(man sieht sonst noch S11 und ein Smith-Chart)
Zieht man die Kapazität ab, die die relativ langen Prüfstifte mit sich 
bringen (gerechnet 0.39pF) gemessen 0.56pF, dann kann ich die <1pF in 
branadic Specs bestätigen.
Aber mit solchen "bequemen" Messstiften landet man halt bei den 1.25pF.
...was immer noch sehr gut ist!

branadic schrieb:
> Was das Gehäuse anbelangt, so bin ich in den letzten Wochen leider nicht
> dazu gekommen daran weiter zu arbeiten,
wäre toll, wenn Du den Sack auch noch zu machen könntest...dann wäre die 
Lösung richtig "rund" !!

Eric

von Lukas K. (carrotindustries)


Lesenswert?

Danke für den indirekten Tipp mit dem USB-Sampler. 4GHz für 350$ ist 
doch ein Wort, wenn man sich den Beschränkungen eines Samplers bewusst 
ist.

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Luk4s K. schrieb:
> Danke für den indirekten Tipp mit dem USB-Sampler. 4GHz für 350$ ist
> doch ein Wort, wenn man sich den Beschränkungen eines Samplers bewusst
> ist.

Aber ACHTUNG der Entwickler ist mit seiner SW noch nicht fertig !!

Eric

von Lukas K. (carrotindustries)


Lesenswert?

Eric schrieb:
> Luk4s K. schrieb:
>> Danke für den indirekten Tipp mit dem USB-Sampler. 4GHz für 350$ ist
>> doch ein Wort, wenn man sich den Beschränkungen eines Samplers bewusst
>> ist.
>
> Aber ACHTUNG der Entwickler ist mit seiner SW noch nicht fertig !!
>
> Eric

Ob man ihn zur Offenlegung der USB-Schnittstelle überreden könnte? ;)

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Eric schrieb:
> Ich Denke Dein TEK ist auch so ein Teil und dazu noch etwas komfortabler
> als mein 300€ 4GHz Sampler :-)

Hallo Eric,
nein das Tek ist ein Digitales Phosphor Oszillsokop mit 1GHz 
Analogbandbreite und 5GS/2,5GS.

Bei dem Sampling Oszi handelt es sich offenbar um dieses Gerät hier?

http://www.fastsampling.com/Products/DS800/DS800Manual14.pdf

Die Messungen sehen soweit sehr gut aus und bestätigen damit meine 
Messungen. Sehr schön, auf solche Messungen hatte ich die ganze Zeit 
gewartet.

Auch die Messung der Eingangskapazität gefällt mir.
Ich gehe davon aus, dass du zuvor auf das Messkoaxkabel kalibriert hast 
und anschließend die Tastkopfplatine samt kurzem Koax-Semirigid Stummel 
vermessen hast?
Diese Messung hat natürlich den Vorteil, dass man die Fehlanpassung des 
Kabels zuvor wegkalibriert hat. Eventuell sollte man die Leiterplatte 
hier grundsätzlich mit einem entsprechend gewinkelten SMA oder 
SMB-Anschluss bestücken. Das hätte den Vorteil, dass wirklich nur noch 
der "Fehler" des Tastkopfes zum Tragen kommt.

Ich danke dir jedenfalls für deine Messungen.

branadic

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Hallo branadic,

branadic schrieb:
> nein das Tek ist ein Digitales Phosphor Oszillsokop mit 1GHz
> Analogbandbreite und 5GS/2,5GS.
wenn Du ganz genau hinter die Kulissen des TEK schaust, dann sind Dein 
TEK und mein Sampler sehr verwandt :-)

branadic schrieb:
> Bei dem Sampling Oszi handelt es sich offenbar um dieses Gerät hier?
>Jepp, aber beachtet mein "C A V E" !!

branadic schrieb:
> Sehr schön, auf solche Messungen hatte ich die ganze Zeit
> gewartet.
das war mir klar und den meisten hier fehlen offenbar die Möglichkeiten, 
daher dachte ich, hier einspringen zu müssen, obwohl Deine präzisen 
Messungen selbst ihre Sprache sprechen !!

branadic schrieb:
> Auch die Messung der Eingangskapazität gefällt mir.
> Ich gehe davon aus, dass du zuvor auf das Messkoaxkabel kalibriert hast
> und anschließend die Tastkopfplatine samt kurzem Koax-Semirigid Stummel
> vermessen hast?
>Jepp, ich habe den VNWA so kalibriert, dass die CAL-Plane genau so liegt dass ich 
die Messspitzen drauf setzen kann und damit die "richtigen" Messwerte bekomme !!

branadic schrieb:
> Diese Messung hat natürlich den Vorteil, dass man die Fehlanpassung des
> Kabels zuvor wegkalibriert hat.
Hier verstehe ich Dich nicht ganz, dies ist eine S11 Messung (also 
Reflektion)
Da brauche ich nicht einmal das Koax hinten anzuschliessen (wenn der OPV 
genügend entkoppelt, was er tut), aber anschliessen macht auch nichts 
(entkoppelt ja genügend)!
Ich messe also voll mit den langen Messspitzen auf einen 
"einkalibrierten" Gegenstecker und sehe so wie die Messspitzen mit 
nachgeschaltetem Teiler und OPV reflektieren, daraus kann man dann 
leicht das Eingangs-C ausrechnen, das Smith zeigt ein wenig auch, was 
man da sieht!
...brauchst Du ein Bild des Messaufbaus ?

branadic schrieb:
> dass wirklich nur noch der "Fehler" des Tastkopfes zum Tragen kommt.
ist mir jetzt nicht ganz klar, mache mal bitte eine Skizze

Eric

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Eric,

du gehst direkt mit deinem kurzen Stummel Semigrid-Kabel mit SMA-Stecker 
für die Messung auf den VNWA oder?
Ich war davon ausgegangen, dass du dazwischen noch ein weiteres 
Koaxkabel hast, was in den meisten Fällen zu weiteren Fehlanpassungen 
und Reflektionen führt, auch wenn diese sehr gering sind.
Wenn man nun aber wie bei dir einen kurzen Stummel Semigrid mit Stecker 
oder gleich eine Buchse (SMA oder SMB) auf der Platine vorsieht, dann 
kann man das Messgerät auf das Koaxkabel kalibrieren und anschließend 
den reinen Tastkopf mit dem kurzen Semigridstummel vermessen und kann so 
den reinen Einfluss des Tastkopfes unabhängig vom Koaxkabel 
verdeutlichen.
Bei der S11-Messung ist dies nicht notwendig, das stimmt wohl, jedoch 
bei S21.
Sprich, dieses Vorgehen könnte bei der Messung des Frequenzgangs 
interessant sein.
So kann man den Frequenzgang des Tastkopfes unabhängig vom nachfolgenden 
Koaxkabel zeigen, denn hier wird jeder was anderes verwenden.
Ich werde also in der neuen Revision der Tastkopfleiterplatte einen 
gewinkelten Print-Koaxanschluss vorsehen.
Scheint ja teilweise auch so bei den großen Herstellern so gemacht zu 
werden.

Eric schrieb:
> Angeschlossen wurde ein kurzer Koax-Semirigid Stummel an dessen hinterem
> Ende eine SMA-Buchse sitzt, diese ist dann wieder mit einem Messkoax
> verbunden was die Verbindung zum Scope herstellt.

branadic

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Hallo branadic,

branadic schrieb:
> du gehst direkt mit deinem kurzen Stummel Semigrid-Kabel mit SMA-Stecker
> für die Messung auf den VNWA oder?
Ja, genau. Für die Transmissionsmessung habe ich mir eine SMA-Buchse 
gebaut die auf der Rückseite 2 Buchsen hat, in die ich die 
Tastkopfspitzen einstecken kann und verbinde diese Seite mit dem TX-Port 
des VNA und das andere Ende mit dem kurzen Semirigid-Kabel an das 
RX-Port des VNA.

branadic schrieb:
> Ich war davon ausgegangen, dass du dazwischen noch ein weiteres
> Koaxkabel hast, was in den meisten Fällen zu weiteren Fehlanpassungen
> und Reflektionen führt, auch wenn diese sehr gering sind.
ja, ich habe davon geschrieben, weil dies das Koax-Kabel ist, welches 
ich zum Anschluss an das Scope verwende. Ich hätte ja sonst keine 
Flexibilität in der Leitungslänge.
Aber für die VNA-Messungen habe ich es wie oben beschrieben gemacht.

branadic schrieb:
> Wenn man nun aber wie bei dir einen kurzen Stummel Semigrid mit Stecker
> oder gleich eine Buchse (SMA oder SMB) auf der Platine vorsieht, dann
> kann man das Messgerät auf das Koaxkabel kalibrieren und anschließend
> den reinen Tastkopf mit dem kurzen Semigridstummel vermessen und kann so
> den reinen Einfluss des Tastkopfes unabhängig vom Koaxkabel
> verdeutlichen.
>Jepp, das kann man so machen

branadic schrieb:
> Ich werde also in der neuen Revision der Tastkopfleiterplatte einen
> gewinkelten Print-Koaxanschluss vorsehen.
> Scheint ja teilweise auch so bei den großen Herstellern so gemacht zu
> werden.
habe ich so zwar noch nicht gesehen, aber die Idee ist gut

Eric

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

es wird notwendig, dass ich neue Leiterplatten der Tastköpfe bestelle. 
Wie bereits angekündigt wird die nächste Version über einen 
SMA/SMB-Anschluss verfügen. Somit lässt sich dann auch der Frequenzgang 
Kabel und Kabel mit Tastkopf vergleichen, was sicherlich vorteilhaft ist 
und zudem die Möglichkeit eröffnet auf fertig vorkonfektionierte Kabel 
zurückzugreifen.

Daher nun die Frage in die Runde: Wer möchte noch Leiterplatten?

Bei Interesse einfach an branadic@users.sourceforge.net schreiben.

branadic

von Johannes (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

ich hab jetzt auch mal eine Frequenzgang-Messung gemacht. Dazu habe ich 
einen Spectrum-Analyser mit Tracking-Generator verwendet.

Mein Tastkopf hat eine RG174 Leitung mit ca. 1,5 m Länge; um den 
Einfluss der Leitung zu kompensieren, habe ich zuerst nur eine 
RG174-Leitung gleicher Länge genommen und damit eine Frequenzgangmessung 
gemacht und diese als Referenzkurve gespeichert.

Für die Messung mit dem Tastkopf habe ich die Differenz zur 
Referenzmessung berechet, man sieht also direkt den Frequenzgang das 
Tastkopfes ohne den Einfluss der Leitung.

Der Frequenzgang entspricht ungefähr der Messung von Eric, bis ca. 450 
MHz ist die Abweichung < 1dB.
Mit RG174-Leitung kommt noch eine kleine frequenzabhängige Dämpfung 
dazu, die im Bereich von 0 bis 400 MHz um etwas 1 dB zunimmt.

Statt der Prüfspitze habe ich einen versilberten Kupferdraht mit 1 mm 
Durchmesser (von Reichelt) verwendet. Den habe ich an eine SMA-Buchse 
angelötet, so dass man den Tastkopf drauf stecken kann; das funktioniert 
ziemlich gut. An der SMA-Buchse sind vier Widerstände mit jeweils 200 
Ohm als 50 Ohm Abschluss angelötet.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

danke auch für deine Messung, wobei mir die Welligkeit nicht so recht 
gefallen mag. Aller Wahrscheinlichkeit nach sieht man hier noch den 
Einfluss des Kabels, denn das produziert, wenn man es mal ganz für sich 
betrachtet, dieser unschönen Wellen über den Frequenzgang.
Ich wage nicht zu beurteilen, wie gut oder schlecht das RG174-Kabel von 
Reichelt ist, sicherlich lässt die Qualität aber doch zu wünschen übrig.
Unter Umständen kommt die Welligkeit aber auch von deinem SMA-Buchse mit 
den Widerständen. Ist die auch von Reichelt?
Ein einfacher Test könnte hier Aufschluss geben. Kannst du eventuell die 
Reflektion durch deine SMA-Buchse mit den Widerständen messen? 
Anschließend die Messung mit angeschlossenem Tastkopf wiederholen. Dann 
wüsste man mehr.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> .. wobei mir die Welligkeit nicht so recht gefallen mag

Du meinst vermutlich die Welligkeit bei höheren Frequenzen (> 500 MHz)?

Die hängt vermutlich schon mit der Leitung zusammen, aber in diesem 
Frequenzbereich ist es eigentlich nicht so sinnvoll, mit diesem Tastkopf 
zu arbeiten.

Vielleicht sollte im Tastkopf noch ein passiver Tiefpass mit 
Grenzfrequenz irgendwo oberhalb von 500 MHz eingebaut werden, so dass 
hier das Signal stärker gedämpft wird. Ich hab die Übertragungsfunktion 
auch noch für größere Frequenzen gemessen, die Welligkeit wird immer 
größer, je höher die Frequenz wird.

> Ich wage nicht zu beurteilen, wie gut oder schlecht das RG174-Kabel von
> Reichelt ist, sicherlich lässt die Qualität aber doch zu wünschen übrig.

Ich hab wie gesagt eine Vergleichsmessung nur mit einem RG174-Kabel vom 
gleichen Typ und gleicher Länge gemacht, also ohne Tastkopf. Das habe 
ich mit einer identischen SMA-Buchse angeschlossen, natürlich ohne die 
Abschlusswiderstände. Dabei war auch eine leichte Welligkeit zu sehen, 
aber wesentlich schwächer.

Kann hier der Ausgangswiderstand des Tastkopfes einen Einfluss haben. 
Vermutlich wird der bei höheren Frequenzen nicht mehr genau 50 Ohm 
haben. Ich könnte mal einen Abschwächer direkt am Tastkopfausgang 
einbauen, dadurch sollte dieser Effekt verschwinden. Das wäre mit einer 
SMA-Buchse auf der Tastkopfplatine ziemlich einfach zu machen.

Vielleicht kann Eric seine Messung mal mit einem längeren RG174-Leitung 
am Tastkopf machen, um zu sehen, ob dann diese Welligkeit auch auftritt?

> Unter Umständen kommt die Welligkeit aber auch von deinem SMA-Buchse mit
> den Widerständen. Ist die auch von Reichelt?
> Ein einfacher Test könnte hier Aufschluss geben. Kannst du eventuell die
> Reflektion durch deine SMA-Buchse mit den Widerständen messen?

Das könnte schon sein. Allerdings habe ich keine Möglichkeit, die 
Reflexion zu messen. Aber ich werde die Zuleitung vom Generator-Ausgang 
zur SMA-Buchse mal ganz kurz machen, dann müsste die Welligkeit ja 
verschwinden, wenn das die Ursache ist.

von EMU (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

schöne Messungen, die Du da gemacht hast

Johannes schrieb:
> Vielleicht sollte im Tastkopf noch ein passiver Tiefpass mit
> Grenzfrequenz irgendwo oberhalb von 500 MHz eingebaut werden, so dass
> hier das Signal stärker gedämpft wird. Ich hab die Übertragungsfunktion
> auch noch für größere Frequenzen gemessen, die Welligkeit wird immer
> größer, je höher die Frequenz wird.
Wir sind hier bei >500MHz, nichts ist geschirmt, z.T. die Impedanzen 
hoch, da "hüpft" die HF mal gerne über die Platine weg
da sind mit Sicherheit schon mangelnde Isolationen im Spiel

Johannes schrieb:
> Dabei war auch eine leichte Welligkeit zu sehen,
> aber wesentlich schwächer.
wenn das Koax zweifelhafter Qualität ist, dann hat das evtl. gar kein 
Z0=50 Ohm ? ...würde mich überhaupt nicht wundern !
und dann gibt es sofort Welligkeit von den TX/RX-Port Reflexionen

Johannes schrieb:
> Kann hier der Ausgangswiderstand des Tastkopfes einen Einfluss haben.
> Vermutlich wird der bei höheren Frequenzen nicht mehr genau 50 Ohm
> haben.
Jepp, das kann gut sein, ich werde an meinem TK einmal das S22 
(Reflektion des Ausgangs messen und umgerechnet in |Z| zeigen)

Johannes schrieb:
> Vielleicht kann Eric seine Messung mal mit einem längeren RG174-Leitung
> am Tastkopf machen, um zu sehen, ob dann diese Welligkeit auch auftritt?
Nee, sorry, aber so lausiges Koax habe und verwende ich auch nicht, 
schon gar nicht von R
Wenn, dann muss man schon in Messkoaxe investieren, die auch in ihrem 
Schirm "dicht" genug sind z.B, RD316 (das D steht für doppelt geschirmt)
..diese ist noch recht flexibel, aber natürlich nicht so weich wie das 
RG174

Johannes schrieb:
> Aber ich werde die Zuleitung vom Generator-Ausgang
> zur SMA-Buchse mal ganz kurz machen, dann müsste die Welligkeit ja
> verschwinden, wenn das die Ursache ist.
mache mal Folgendes:
schließe jeweils an Dein TX-und RX-Port des SA 10dB Pads an und 
wiederhole Deine Messungen, ich denke dass Du hier die nicht exakten 50 
Ohm Deines SA schon siehst, entweder vom Trackinggenerator oder vom 
Receiver.
Aber auf jeden Fall würde ich an Deiner Stelle in Zukunft immer so 
messen.

Eric

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Hallo

EMU schrieb:
> Jepp, das kann gut sein, ich werde an meinem TK einmal das S22
> (Reflektion des Ausgangs messen und umgerechnet in |Z| zeigen)
Hier nun die Messung.
Ohh,ohh ich habe es erst nicht geglaubt und dann schließlich am VNWA 
(Vektor Network Analyzer) eine volle 4-Port Messung mit 12-Term 
Fehlerkorrektur "durchgezogen", das Ergebnis ist dasselbe wie bei der 
einfachen S22-Messung.
Zu betrachen ist hauptsächlich die blaue Kurve |Z|, ansonsten für 
SmithChart-erfahrene ist der kapazitative Anteil gut sichtbar.
PS: der kleine 8cm Semirigidstummel meines Aufbaus macht ganz sicher 
nicht genügend "Transformation", um stark bei der Messung zu wirken

Die Ausgangsimpedanz ist recht frequenzabhängig! das macht beim 
Oszilloskopbetrieb trotzdem (fast) nichts, weil dort ja mit 50Ohm 
abgeschlossen wird.
Aber die Welligkeit bei Johannes Messungen zusammen mit den ggf. nicht 
50Ohm bei seinem TX-/RX-Port wird langsam erklärbar.

Ein 50OHm Pad hinter dem OPV würde hier (auf Kosten weiterer 
Verstärkung) dieses kleine Manko beheben.

Weitere Ideen, Kommentare dazu sind willkommen

Eric

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

sorry das Bild fehlte :-(

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

und noch ein sorry
hier nun das Bild, wo man alle S22 (hier gemessen als S11, aber es ist 
diesmal richtig !!) sieht

Eric

von branadic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Eric,

danke auch für diese Messung.
Leider lässt sich das so nicht im Spice nicht darstellen. Aber der 
Vollständigkeit halber muss ich mal nachfragen:

a) wie hast du den resistiven Eingangsspannungsteiler bestückt?
b) wie hast du den kapazitiven Eingangsspannungsteiler bestückt?

Bei Johannes weiß ich das, weil ich den ja selbst aufgebaut habe. Nicht 
das hier durch die doch unterschiedliche Bestückung Unterschiede in der 
Messung entstehen?
Das fängt beispielsweise bei den 0Ω-Widerständen an, die sich in der HF 
doch noch anders verhalten werden als die von mir verwendete 
Drahtbrücke. Auch die zweite Serienschaltung der Widerstände wird sich 
unter Umständen anders verhalten als mein dort verwendeter 
205kΩ-Widerstand.
Für vergleichbare Messergebnisse sollten wir vielleicht alle die gleiche 
Bestückungsvariante haben, dann ließen sich die Ergebnisse untereinander 
besser beurteilen?

branadic

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Hallo branadic,

branadic schrieb:
> a) wie hast du den resistiven Eingangsspannungsteiler bestückt?
Ich habe 1MOhm und die Summe aus 220K und 33k genommen.
Grund: in meinen SMD-Sets waren keine 820k und 205k vorhanden und mir 
war nur das Teilungsverhältnis wichtig und nicht dass ich genau 1MOhm 
Eingangswiderstand erreiche.
Das Teilungsverhältnis stimmt so auf 1% (was auch nicht so dolle ist, 
war aber für den Test hier egal)

branadic schrieb:
> b) wie hast du den kapazitiven Eingangsspannungsteiler bestückt?
so wie vorgegeben mit 0.5pF, 1-3pF (TZC03,Reichelt), 1pF

branadic schrieb:
> Das fängt beispielsweise bei den 0Ω-Widerständen an, die sich in der HF
> doch noch anders verhalten werden als die von mir verwendete
> Drahtbrücke.
ja, aber der Effekt dürfte geringfügig sein, was ja die Messung der 
Anstiegszeiten und Pulse auch gezeigt hat. Dazu glaube ich, dass so ein 
0-Ohm SMD weniger Induktivität hat, als die Lötbrücke

Außerdem entkoppelt der OPV 659 schon kräftig, sodass die 
Eingangsbeschaltung wohl kaum auf den Ausgang zurückwirkt

Frage:
hat jemand die S-Parameter des OPA659 irgendwo gefunden ?
Damit könnte man die ganz Schaltung dann mal in RFSim99 o.ä. simulieren

Eric

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Eric,

S-Parameter zum OPV gibt es nicht, nur ein Spice-Model und damit lässt 
sich die Schaltung in Spice (LTspice, Tina von TI o.ä.) simulieren.
Mit LTSpice lassen sich übrigens auch die S-Parameter ausgeben, 
allerdings konnte ich die Messungen bisher nicht darin abbilden.

Hast du nicht zufällig zwei 1,6MΩ die du parallel schalten kannst und 
einen 200kΩ Widerstand?
Dann könnten wir zumindest diese Bestückungsvariante miteinander 
vergleichen.
Ich weiß nicht genau, wie es sich mit den parasitären Induktivitäten und 
Anschlusskapazitäten von 0Ω Dünnfilmwiderständen verhält. Leider machen 
auch die Hersteller in ihren Datenblättern dazu keinerlei Angaben, 
sodass man hier unter Umständen eigene Messungen durchführen müsste, um 
diese Frage zu klären.
Das ist leider ein großes Manko, sodass sich vorab nicht abschätzen 
lässt, wie sich die passiven Bauelemente über der Frequenz verhalten 
werden. Es hat sicherlich seinen Grund, dass Hersteller wie Tektronix 
speziell ausgesuchte Bauelemente verwenden.

Eric, kannst du mal noch folgende Messung machen:

Eingangsspannungsteiler "entstücken" und einen 50Ω Widerstand gegen 
Masse am OPV-eingang bestücken und dann direkt auf den Ausgangsport 
deines VNWA gehen und die Messung des Ausgangswiderstands des Tastkopfes 
wiederholen, ob es tatsächlich am OPV + Ausgangswiderstand liegt? Das 
könnte aufschlussreich sein.
Nicht das man hier wieder an einer falschen Stelle den "Fehler" sucht.

branadic

von branadic (Gast)



Lesenswert?

Noch ein kleiner Nachtrag von mir. Anbei die Closed-Loop Output 
Impedance des OPA659, damit man nicht jedes mal erst das Datenblatt 
durchblättern muss, wenn man mitreden möchte.

branadic

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo branadic,

Hier nun die Auftragsmessung :-)

branadic schrieb:
> Eric, kannst du mal noch folgende Messung machen:
>
> Eingangsspannungsteiler "entstücken" und einen 50Ω Widerstand gegen
> Masse am OPV-eingang bestücken und dann direkt auf den Ausgangsport
> deines VNWA gehen und die Messung des Ausgangswiderstands des Tastkopfes
> wiederholen
Der Plus-Eingang des OPV liegt über 50R auf Masse und dann habe ich 
wieder die Ausgangsimpedanz |Z| gemessen (das Bild zeigt S11, es ist 
aber S22)
Als Vergleich habe ich die frühere Messung des |Z| in Mem1 gespeichert.

Wie man sieht ist der Unterschied minim, für mich wie erwartet, die 
Rückwirkung des OPV ist sehr klein.

Vielleicht noch eine Bemerkung von mir:
Wir müssen nicht wirklich den OPV-Ausgang auf genau 50R optimieren, das 
Datenblatt zeigt ja dass der Wert sehr wohl F-abhängig ist, wenn man das 
lin darstellt ist es evtl. schon meine Darstellung

Eric

von Eric (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

hier noch ein Nachtrag:
branadic schrieb:
> Noch ein kleiner Nachtrag von mir. Anbei die Closed-Loop Output
> Impedance des OPA659,
mal grob eingetragen wie die S22-Messung in dieses Bild passt.
Bei uns ist Vs=+/-5V und G=1

Eric

von Uwe S. (de0508)


Lesenswert?

Hallo Eric,

hast Du schon mal probiert in eine Schaltung mit dem FA-NWT oder dem 
VWNA hochohmig 'hinein zu messen'?

hochohmig geht natürlich nur mit einem FET Source-Wandler.

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Hallo Uwe,

Uwe S. schrieb:
> hast Du schon mal probiert in eine Schaltung mit dem FA-NWT oder dem
> VWNA hochohmig 'hinein zu messen'?
>nein habe ich nicht
Wenn man Reflektion misst im 50R System, macht das auch nicht so recht 
Sinn?

Erst wenn man sehr hochohmige Quellen hat macht genaue Messung mittels 
RFIV (radio frequency U/I)Sinn, das geht mit dem N2PK-VNA, den ich auch 
habe, aber hier wollen wir ja eigentlich 50R haben.

Oder was war Deine Idee ?

Eric

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ein Redesign des Tastkopfes ist geplant, bei dem einige eventuelle 
Problemstellen überarbeitet werden sollen, die ich dank Erics 
hilfreicher Unterstützung (Messungen und Simulation) identifizieren 
konnte.
Ich werde bei dem Redesign auch versuchen das VSON8-Gehäuse in das 
Layout für den OPA659 einzupflegen, da der OPA659 in diesem Package 
problemlos bei Mouser zu bekommen ist.
Nach diesem Redesign wird auch das Thema Gehäuse angegangen. Ich hatte 
zwar bereits mit einem Entwurf begonnen, angesichts des Redesigns ist 
diese Arbeit jedoch vorerst zurückgestellt worden.

Da es hier aber nicht nur um den "Poor Mans Active 500 MHz FET-Probe" 
geht, sondern allgemein um Eigenbautastköpfe möchte ich auch noch diesen 
Link nachliefern, den ich zufällig gefunden habe:

http://www.audiokarma.org/forums/showthread.php?t=216243

branadic

von A. R. (redegle)


Lesenswert?

>Ich werde bei dem Redesign auch versuchen das VSON8-Gehäuse in das
>Layout für den OPA659 einzupflegen, da der OPA659 in diesem Package
>problemlos bei Mouser zu bekommen ist.

Den OPA659 gibt es auch bei farnell im VSON8-Gehäuse.
http://de.farnell.com/texas-instruments/opa659idrbt/op-verstaerker-650mhz-jfet-8son/dp/1710802

von Eric (Gast)



Lesenswert?

Hallo Zusammen,

Ich habe nun einmal den Tastkopf auf die Originalbeschaltung (820k, 
205k, Trimmer C10 orig) umgestellt und noch einmal gemessen, ob sich und 
was sich verändert ?
-- an dem Bild OP659_pulse sieht man, dass die Pulstreue geblieben ist
-- im Bild OPA659_TK_Vergleich sieht man, dass das Bild des VNA nicht 
anders aussieht als schon hier früher gezeigt
-- auch die Eingangskapazität ist unverändert
-- das Bild OPA659_TK_min_max zeigt wie sich die Einstellung am Trimmer 
C10 (Originalschaltbild von branadic) auswirkt, im Wesentlichen ist es 
eine Parallelverschiebung, man beachte die geänderten Skalen mit Ref. 
bei -14.5dB und 1dB Auflösung, alles gemessen mit dem VNWA, damit sieht 
man auch sehr gut den Frequenzgang des Tastkopfes, so wie er jetzt ist 
in 1dB Auflösung

Ich denke aus den Messungen schlussfolgern zu können, dass das Design 
nicht sehr empfindlich auf Bauteileänderungen ist!
Der Ausgangswiderstand (dessen Frequenzgang) ist ein Punkt den branadic 
noch ändern möchte.

Soweit das Neueste zum Nikolaus von der TK-Front

Eric

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Eric,

wie immer vielen Dank für deine Messungen.

Vielleicht zum aktuellen Stand bei mir. Ich habe heute verschiedene 
Koax-Leitungen bestellt, die alle von ihren elektrischen Eigenschaften 
her geeignet sind. Der haptische Eindruck im Umgang mit den Kabeln soll 
nun entscheiden, welche der Koax-Leitungen am besten geeignet scheint.
Zur Erinnerung, der Tastkopf wird um eine SMA-Buchse (End Launch) 
erweitert. Damit spart man sich das Auflöten der Koax-Leitung. Ich würde 
dann eine Kabelempfehlung aussprechen oder gegebenenfalls auch das 
vorkonfektionierte Kabel beilegen.
SMA-Buchsen (End Launch) sind ebenfalls bereits bestellt und sollten in 
absehbarer Zeit bei mir eintreffen.
Zugleich wird das Layout hinsichtlich parasitärer Induktivität am 
Ausgang des OPV überarbeitet und das Kompensationsglied am OPV-Ausgang 
entfernt, da es eh keinerlei Vorteile in meinen Messungen zeigte.
Der OPA659 im VSON8-Package stimmt mich noch unglücklich, da er sich 
nicht harmonisch in das Layout einfügen möchte. Es ist einfach ein 
furchtbares Package und das Exposed Pad macht ebenso Schwierigkeiten bei 
kurzer Leiterbahnführung wie die Spannungsversorgung. Ich bin schon fast 
gewillt den Gedanken mit dem VSON8-Package wieder zu verwerfen, da das 
SOT-23 Package um Welten besser in das Layout passt.

branadic

von Guido (Gast)


Lesenswert?

Und wo kriegt man den im SOT-23? Farnell klang gut, dann
kann ich über HBE bestellen.

Uuuuund, den VNWA brauche ich auch!!!!!! Sieht wirklich toll
aus. Mal schauen ob es wieder Kits gibt. :-)

Grüße, Guido

von Uwe S. (de0508)


Lesenswert?

Hallo,

ja den VWNA von DH8SAQ gibt's hier:

http://sdr-kits.net/


Dann gibt es noch den N2PK VNA:

http://n2pk.com/VNA/VNAarch.html

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

eine neue Version der Doku mit einem Nachtrag auf Seite 39 zur maximalen 
Eingangsspannung am Tastkopf liegt auf dem Server.

http://welecw2000a.sourceforge.net/docs/Hardware/Aktiver_Tastkopf_mit_OPA659.pdf

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

Johannes hat es vermutet, EMU hat es theoretisch bestätigt und Eric mit 
praktischen Messungen untermauert. Der Ausgangswiderstand mach derzeit 
noch ein wenig Schwierigkeiten. An dieser Stelle meinen Dank an alle, 
die sich so konstruktiv an diesem "Projekt" beteiligen.

Daher wird der Ausgang des Tastkopfes um eine Coplanar Waveguide statt 
einer einfachen Leitung erweitert und der 49.9Ω Serienwiderstand rückt 
noch mal ein ganzes Stück näher an den OPV. Coplanar Waveguide deswegen, 
weil mir die Tantal und Ferrit Beads für eine reine Microstrip im Weg 
sind.
Zusammen mit der SMA-Buchse erhoffe ich mir wesentlich bessere 
Ergebnisse bezüglich des Ausgangswiderstands, auch daher, dass das 
Ausgangskompensationsglied und damit zusätzliche Vias und Bauteile auf 
dem Bottom-Layer entfallen.
Alle Bauteile der Spannungsversorgung werden noch mal ein wenig zurecht 
gerückt, sodass insgesamt die Leiterplatte genauso breit bleibt wie in 
der aktuellen Version, dennoch eine deutliche Verbesserung aufweisen 
sollte.

Guido schrieb:
> Und wo kriegt man den im SOT-23? Farnell klang gut, dann
> kann ich über HBE bestellen.

Im SOT-23 Package ist er derzeit schwer aufzutreiben, zugegeben. Im 
Zweifelsfall einfach bei TI Samples ordern. Wundert mich sowieso, dass 
nur ganz wenige diese Möglichkeit ein Anspruch nehmen. Ist doch 
schließlich ein aktuelles Etwicklungsprojekt, sodass man kein schlechtes 
Gewissen haben müsste.
Den Gedanken mit dem VSON8 habe ich zwischenzeitlich sowas von 
verworfen. Das Gehäuse will sich einfach nicht harmonisch in das Layout 
einfügen. Und was mich unzufrieden stimmt fliegt gnadenlos raus.
Ihr dürft euch gern daran versuchen, mir mag aber die unnötig lange 
Rückkopplungsleitung schon nicht gefallen, die durch das Grounded 
Exposed Pad ganz automatisch entsteht.

Ich hoffe bis Sonntagabend mit dem Layout endgültig durch zu sein und 
die Leiterplatten bestellen zu können. Dann dürfte ich sie noch in 
diesem Jahr bekommen und bei Bedarf eventuell verteilen können.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Daher wird der Ausgang des Tastkopfes um eine Coplanar Waveguide statt
> einer einfachen Leitung erweitert und der 49.9Ω Serienwiderstand rückt
> noch mal ein ganzes Stück näher an den OPV.

Ich kann mir nicht vorstellen, dass dadurch der Ausgangswiderstand 
wesentlich beeinflusst wird. Das ist eher eine Eigenschaft des 
Operationsverstärkers an sich; man kann das im Datenblatt des OPV gut 
erkennen.

Um wirklich etwas zu erreichen, müsste man eine aktive Ausgangsstufe 
als Impedanzwandler dranbauen, die auch noch bei wesentlich größeren 
Frequenzen niederohmig bleibt.

Aber vermutlich lohnt sich dieser Aufwand nicht, so schlecht ist die 
Anpassung dann auch wieder nicht. Und wenn man am anderen Ende der 
Leitung einen korrekten Abschlusswiderstand hat, sollten auch keine 
Reflexionen auftreten.

Den Widerstand näher an den OPV-Ausgang zu setzen und eine Leitung mit 
passender Impedanz ist trotzdem eine gute Maßnahme, das kann sich nur 
positiv auswirken.

Ich melde schon mal Interesse an einer Platine an.

von Ralf H. (heschdy)


Lesenswert?

Hallo,

ich hätte auch Interesse an einer Platine.

Viele Grüße
Ralf

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

> Ich kann mir nicht vorstellen, dass dadurch der Ausgangswiderstand
> wesentlich beeinflusst wird. Das ist eher eine Eigenschaft des
> Operationsverstärkers an sich; man kann das im Datenblatt des OPV gut
> erkennen.

an der Stelle möchte ich dir zum Teil widersprechen. Wenn du das 
Datenblatt mit den Messungen von Eric zum Ausgangswiderstand miteinander 
vergleichst erkennst du, dass noch ein kleines bisschen 
Verbesserungspotential im Layout liegt.

Johannes schrieb:
> Um wirklich etwas zu erreichen, müsste man eine aktive Ausgangsstufe
> als Impedanzwandler dranbauen, die auch noch bei wesentlich größeren
> Frequenzen niederohmig bleibt.

Auch hier hätte ich einen kleinen Zusatz.
Gut geeignet erscheint der Einsatz eines 6dB-Dämpunfgliedes bspw. als 
Pi-Glied, gefolgt von einem MMIC. Das Dämpfungsglied verbessert die 
Anpassung bereits auf ein SWR von 1:1,2 im Einsatzfrequenzbereich. 
Allerdings erkauft man sich durch die zusätzliche Dämpfung auch mehr 
Rauschen durch die nachfolgende Verstärker- (MMIC-) Stufe.
Der Vorteil des neuen Layouts mit der SMA-Buchse ist deswegen gerade 
der, dass man problemlos eine weitere Stufe, welcher Art auch immer, für 
genau solche Untersuchungen anschließen kann.
Der Aufwand bleibt relativ überschaubar. Und solange man noch im Bereich 
der Pareto-Verteilung liegt sind solche Verbesserungen durchaus 
sinnvoll.

Freut mich, wenn bereits erstes Interesse bekundet wird.
Übrigens wird der Tastkopf mit dem neuen und dem aktuellen Layout in ein 
und das selbe Gehäuse passen können, denn das Gehäuse habe ich beim 
Entwurf immer mit im Hinterkopf.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Guten Abend,

die neue Leiterplattenversion ist bestellt. Drücken wir die Daumen, dass 
sich die Layoutänderungen positiv auf die Eigenschaften des Tastkopfs 
auswirken.

branadic

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

hat eigentlich schon mal jemand Messungen gemacht, wie sich der Tastkopf 
verhält, wenn man eine Abschirmung ausenrum macht?

Durch den hochohmigen Eingang ist die Platine ja einigermaßen 
Empfindlich auf Störungen/EMV, so dass eine Abschirmung vermutlich 
sinnvoll wäre. Kommerzielle aktive Tastkopfe haben in der Regel auch 
eine Abschirmung.

Allerdings kann sich dadurch die Eingangskapazität verändern und die 
Abschirmung kann sich auch auf die Kompensation auswirken. Ich werde mal 
versuchen, ein paar Messungen zu machen, allerdings sind meine 
Messmöglichkeiten begrenzt. Vielleicht hat hier jemand schon in dieser 
Richtung "geforscht"?

Wo wäre denn der richtige bzw. günstigste Punkt, um den Schirm mit der 
Tastkopf-Masse zu verbinden?

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

der Gedanke ist natürlich absolut richtig. Ich will dir auch sagen, wie 
ich mir das vorgestellt habe.
Die neue Leiterplatte bekommt ja nun eine SMA-Buchse verpasst. Meine 
Idee war, dass das zweiteilige Gehäuse von innen her mit einer 
entsprechenden Beschichtung versehen wird. Man kennt eine solche 
Beschichtung von diversen Kunststoffgehäusen.
Durch das Verschrauben mit der SMA-Buchse wird diese Beschichtung dann 
an den Schirm kontaktiert.
Wie gut das funktioniert kann ich momentan natürlich nicht sagen, da mir 
seherische Kräfte versagt sind, aber so war eben mein Plan. :)

Wenn du natürlich vorab schon entsprechende Untersuchungen durchführen 
möchtest, so sind wir, allen voran aber ich, natürlich sehr auf die 
Ergebnisse gespannt.
Meine Messmittel daheim sind auch begrenzt, auch wenn ich mir 
mittlerweile den VNWA bestellt habe. Die ganzen Untersuchungen hätte ich 
nicht durchführen können, hätte ich nicht nach Feierabend Zugriff auf 
den großartigen Messgerätepark gehabt.
In den nächsten vier Wochen werde ich aber nicht die Möglichkeit finden 
neuere Messungen durchzuführen. Also lass dich bloß nicht aufhalten.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Servus,

die neuen Tastkopf-Leiterplatten (erst einmal 12 Stück) sind fertig 
gestellt und auf dem Weg zu mir. Ich gehe davon aus, dass sie im Laufe 
der nächsten Woche bei mir eintreffen. Ihr könnt euch für Leiterplatten 
bei mir anmelden. Pro Leiterplatte fallen 5,-€ inkl. Versand im 
Briefumschlag an.
Ich hatte mir darüber hinaus drei verschieden Koaxialkabelsorten mit 
einseitig BNC und einseitig SMA konfektionieren lassen:

Huber + Suhner RG174/U
Huber + Suhner RG316/U
Huber + Suhner K02252D (doppelt geschirmte Koaxleitung)

Von den elektrischen Daten ausgehend sind alle drei Kabelsorten für den 
Einsatz am 500MHz-Tastkopf gut geeignet. Letztlich kann also nur die 
Haptik entscheiden.
Da das RG174 am flexibelsten ist, würde ich dieses zusammen mit dem 
Tastkopf empfehlen wollen.
Das doppelt geschirmte K02252D ist erwartungsgemäß am steifsten, das 
RG316 liegt irgendwo dazwischen. Alle Stecker sind mit Knickschutztüllen 
versehen.

Das RG174-Kabel kostet fertig konfektioniert bei Andreas Meier 
Elektronik 13,15€ zzgl Mwst. und Versand (15,65€ zzgl. Versand). Ein 
Messprotokoll kommt ebenfalls zum Kabel per Mail mit.
Wenn ausreichend Bestellungen zusammen kommen sollten, würde ich mich 
bereit erklären und die Kabel als Sammelbestellung bei Herrn Meier 
bestellen und den Leiterplatten beilegen. Allerdings muss ich die 
Tastkopfleiterplatten mit Kabel als Luftpolstertasche verschicken, 
sodass die Versandkosten minimal teurer werden.
Bei Interesse schreibt ihr mir einfach an:

branadic << äht >> users << punkt >> sourceforge << punkt >> net

branadic

von branadic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

mittlerweile sind die neuen Leiterplatten des aktuellen Tastkopfdesigns 
bei mir eingetroffen.
Anbei ein erster Eindruck, wie das dann ausschaut.
Ich weiß nicht ob so wenig Interesse besteht oder viele noch 
unentschlossen sind, jedenfalls lohnt sich bei so geringer Nachfrage 
eine Bestellung der Kabel über mich nicht.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,

damit diejenigen die das Koaxkabel dazu haben wollten nicht ganz leer 
ausgehen, ihr könnte das Kabel

Artikelnummer: 15-011-051-1000

Konfektioniertes Koaxialkabel
Huber+Suhner RG174/U - 100 cm
- SMA Crimpstecker Telegärtner J01150A0011
Knickschutztülle schwarz
- BNC Crimpstecker Rosenberger 51S107-802N4
Knickschutztülle schwarz
Lieferung inkl. Messprotokoll
(Einfüge-/Rückflussdämpfung)

für 13,15€ zzgl. Mwst. und Versand bei

Alexander Meier Elektronik GmbH
Kapellenweg 8
92366 Hohenfels
Tel. (0 94 72) 91 18 98
Fax (0 94 72 ) 91 18 84
www.ame-engineering.de
Geschäftsführer:
Dipl.-Ing. (FH) Alexander Meier, M.Eng.
Registergericht:
Amtsgericht Nürnberg, HRB26357
USt-IdNr. DE270569300

bestellen.

branadic

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Ein gesundes neues Jahr an alle hier Beteiligten. Ich hoffe doch sehr, 
dass die Diskussion rund um die Eigenbautastköpfe auch in diesem Jahr 
noch weiter geht.
Die ersten Leiterplatten der neuen Version sind ja bereits an einige 
wenige Leute rausgegangen. Ich bin schon sehr gespannt auf die 
Messergebnisse am Tastkopf (Frequenzgang, Impedanz etc) und was die 
Layoutänderungen gebracht haben. Ich selbst werde erst in etwa ein bis 
zwei Wochen dazu kommen Messungen durchführen zu können.

branadic

von Eric (Gast)



Lesenswert?

Auch ich wünsche " Happy New Year "

branadic hat ja nun sein neues Layout fertig gestellt und somit wartete 
der Aufbau und die Vermessung des neuen Designs.
Anbei zwei Bilder vom Aufbau (top und bottom)
Es hat mal wieder alles bestens gepasst ! gute Arbeit!!

Im Vergleich zu der früheren Messung
Beitrag "Re: Eigenbautastköpfe"

hier nun die Vermessung vom Amplitudengang, der Eingangskapazität 
(beachte es muss 1pF vom angezeigten Messwert abgezogen werden, weil das 
die Kapazität der Aufnahme für die Messstifte ist)
und des Ausgangswiderstandes.

Soweit ist eingangs-seitig alles gleich GUT geblieben und die 
Ausgangsseite hat sich ein wenig verbessert aber es ist immer noch ein 
induktiver Teil zu sehen. Ich führe den nunmehr auf den OPV zurück, 
weniger auf das Layout.
Dennoch ist der Wert des |Z| zu tolerieren.
Am Verlauf kann man auch erkennen dass die Layoutarbeit einen besser 
angepassten Abschluss geschafft hat!

Ich wünsche allen im Neuen Jahr ein "fröhliches Nachbauen" dies klasse 
Designs

Eric

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Eric,

wieder einmal vielen Dank für deine Messungen.
Die Ausgangsimpedanz sieht ja nun um Welten besser aus, wenn man die 
Messung mal mit dem alten Design vergleicht:

http://www.mikrocontroller.net/attachment/94231/Messung_von_S22c.jpg

Ich stimme dir vollkommen zu, der Rest an induktivem Anteil sollte vom 
OpAmp selbst kommen, wie man auch dem Datenblatt des OPA659 entnehmen 
kann. In wie weit man diese durch eine externe Kapazität kompensieren 
kann wäre auszuprobieren, allerdings sehe ich recht geringe Chancen das 
reproduzierbar in den Griff zu bekommen. Noch schwieriger wird es wohl, 
diesem mit Maßnahmen am Layout entgegen zu steuern.
Einfacher ist es wohl, wenn wirklich ein Dämpfungsglied mit MMIC zum 
Einsatz kommt. Aber das muss man einfach mal ausprobieren. Dank der 
SMA-Buchse ist das ja nun auch gut zu meistern.

Fehlt letztlich nur noch die Resonanz der Leute die hier mitlesen.

branadic

von Axel R. (axelroro)


Lesenswert?

Hallo Branadic,
Resonanz wäre doch aber nicht erwünscht, da dadurch das Signal 
verfälscht würde :-)

Also gut, um hier mal kapazitiv ohne Dämpfung einzukoppeln: Ich bin 
sicher, dass viele das faszinierend finden, aber - wie ich - einfach 
nicht die Kompetenz haben, mitzureden. Ich kann gerade noch folgen, bin 
allerdings bei Eric's Messungen schon leicht überfordert.

Dies einfach mal als Wertschätzung.

Grüsse
Axel

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

Hallo an alle,

ich möchte euch auch zuerst mal ein frohes neues Jahr wünschen.

Der neue Tastkopf sieht wirklich schick aus, wenn noch Platinen übrig 
sind, werde ich auch eine bestellen.

Bei der S22-Messung (Ausgangsimpedanz) ist interessant, dass das Maximum 
von |Z| ungefähr gleich groß geblieben ist, ca. 87 Ohm, allerdings ist 
die Frequenz dieses Maximums nach oben gewandert.

> In wie weit man diese durch eine externe Kapazität kompensieren
> kann wäre auszuprobieren, allerdings sehe ich recht geringe Chancen das
> reproduzierbar in den Griff zu bekommen.

Das sehe ich auch so, mit irgendwelchen Kapazitäten kann man evtl. den 
Frequenzgang etwas glätten, das Einschwingverhalten wird dadurch mit 
Sicherheit schlechter. Bei einem Oszi-Tastkopf ist meiner Meinung nach 
das Einschwingverhalten bzw. die Sprungantwort wichtiger als ein absolut 
glatter Frequenzgang.

> Einfacher ist es wohl, wenn wirklich ein Dämpfungsglied mit MMIC zum
> Einsatz kommt. Aber das muss man einfach mal ausprobieren. Dank der
> SMA-Buchse ist das ja nun auch gut zu meistern.

So ein Versuch könnte sich durchaus lohnen. Dadurch wird zwar das 
Rauschen größer, aber bei kräftigen Eingangssignalen sollte das kein 
Problem sein.
Ein Problem könnte sein, dass die normalen MMICs keine Gegenkopplung 
haben. Dadurch ändert sich S21 mit der Frequenz, der Frequenzgang ist 
also auch nicht besonders glatt.

Für mich ist der Tastkopf aber auch so wie er ist in Ordnung, mein Oszi 
hat sowieso nur 200 MHz Bandbreite...

von harry (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

wollte nur mal nach horchen ob sich schon was im Bezug auf Gehäuse 
ergeben hat.

Beste Grüße und ein frohes Neues

von Ralf H. (heschdy)


Lesenswert?

Hi,

bin auch gerade am aufbauen kann mir jemand eine Bezugsquelle für die 
von euch verwendeten Tastspitzen nennen?

Gruß und Danke
Ralf

von eProfi (Gast)


Lesenswert?

Hallo zusammen,
was denkt Ihr: könnte man die Platine nicht wesentlich verkleinern, 
indem auch hinten Bauteile (z.B. die Power-Cs und -Ls) bestückt werden 
(nicht nur der Trimmer)?
Den OpAmp näher an die SMA.
Abblock-Cs auch noch 1..10 nF wegen besserer HF-Eigenschaften.
Das Gnd-Pad auf gleiche Höhe wie das Mess-Pad, dann braucht nicht 
gestückelt werden wie auf dem Bild von Eric.

Oder passt dann Dein Gehäuse nicht mehr, André?

Die runden Leitungen auf der Vorderseite schauen toll aus, ist eine 
Gerade elektisch nicht besser? Es sind zwei Spulen mit je 1/4 Windung.
Meine Devise: aufgespannte Flächen klein halten.


Die Spitzen sind Federkontakte, wie sie bei der elektrischen Prüfung der 
Platinenhersteller verwendet werden.
Weiter oben wurde über deren HF-tauglichkeit geschrieben.
Gibts z.B. bei Bürklin in allen Variationen (18 Seiten ab H107.905 
11H5500).  Prüfstifte mit Federkontakt von Feinmetall.
Auch mal in der eBucht suchen.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

harry schrieb:
> wollte nur mal nach horchen ob sich schon was im Bezug auf Gehäuse
> ergeben hat.

Gehäuse ist in Arbeit, auch wenn ich derzeit nicht ganz so viel Zeit 
habe wie für dieses Projekt vielleicht gewünscht.

Ralf H. schrieb:
> kann mir jemand eine Bezugsquelle für die
> von euch verwendeten Tastspitzen nennen

Die findest du bspw. bei Conrad oder du baust es so auf wie von mir viel 
weiter oben in diesem Thread angedacht und beibehalten.

eProfi schrieb:
> was denkt Ihr: könnte man die Platine nicht wesentlich verkleinern,

Theoretisch ja, allerdings ist mein Ziel gewesen die Version 2 und die 
aktuelle Version 3 so zu realisieren, dass beide Leiterplatten in das 
gleiche Gehäuse passen.

> indem auch hinten Bauteile (z.B. die Power-Cs und -Ls) bestückt werden
> (nicht nur der Trimmer)?

Auf der Rückseite sind bereits weitere Abblockkondensatoren vorgesehen.

> Den OpAmp näher an die SMA.

Geht aufgrund des eben beschriebenen Grundes hier nicht, theoretisch 
hast du allerdings recht. Mal davon ab sollte man auch etwas in der Hand 
haben, nicht nur ein kleines Stück SMA-Buchse ;)

> Abblock-Cs auch noch 1..10 nF wegen besserer HF-Eigenschaften.

Pro Spannungsversorgung sind bereits 3 Kondensatorpads vorgesehen.

> Das Gnd-Pad auf gleiche Höhe wie das Mess-Pad, dann braucht nicht
> gestückelt werden wie auf dem Bild von Eric.

Eric verwendet andere als die von mir angedachte Spitze. Meine ist eine 
Wechselspitze (siehe viel weiter oben in diesem Thread), bestehend aus 
einem Pin von einem Reichelt-SMB-Printstecker.

>
> Oder passt dann Dein Gehäuse nicht mehr, André?

Richtig. Kompatibilität zwischen den Leiterplattenversionen.

> Die runden Leitungen auf der Vorderseite schauen toll aus, ist eine
> Gerade elektisch nicht besser? Es sind zwei Spulen mit je 1/4 Windung.
> Meine Devise: aufgespannte Flächen klein halten.

Hab ich so gestaltet, damit keine Leitungen unterhalb des Trimmers 
verlaufen. Hier kann man sich streiten. Den hohen Frequenzen ist die 
viertel Windung genauso recht wie ein gerades Stück Leitung, der Weg 
macht letztlich die Induktivität.
Erkauft man sich das Weniger an Induktivität lieber durch mehr, unter 
Umständen nicht kompensierbare, parasitäre Kapazität? Meine Entscheidung 
fiel auf die kleinere Kapazität.
Aber das wäre kein Forum, wenn nicht jeder seine Meinung kund tun dürfte 
und selbstverständlich dürfen weitere Verbesserungen in das Layout 
fließen, auch wenn das Ergebnis schon jetzt ziemlich gut ausschaut. Wie 
wäre es mit einem Layoutvorschlag, der unabhängig vom in Arbeit 
befindlichen Gehäuse ist?

Ich würde mich auch freuen, wenn weitere Leute ihre Eigenbautastköpfe 
mit Schaltungen vorstellen würden. Vorzugsweise differentielle 
Tastköpfe, davon hatte wir ja leider noch nicht sehr viele.

branadic

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Axel Ro. schrieb:
> Resonanz wäre doch aber nicht erwünscht, da dadurch das Signal
> verfälscht würde :-)

Hier ist es so gemeint, dass der Resonanzeffekt dann außerhalb des 
Messbereichs auftritt und dadurch die Ausgangsimpedanz auf reell 50 Ohm 
gebracht wird

Axel Ro. schrieb:
> Ich kann gerade noch folgen, bin
> allerdings bei Eric's Messungen schon leicht überfordert.

Ich finde es toll dass Du das so anmerkst, mir würdest Du helfen es 
besser zu verstehen wo Du hängen bleibst und welche Fragen Du zu den 
Messungen hast, wenn Du einmal spezifisch fragst
Wenn es gewünscht wird erkläre ich Euch so eine Messung gerne im Detail, 
müsst Euch nur melden

Johannes schrieb:
> das Einschwingverhalten wird dadurch mit
> Sicherheit schlechter.

das ist nicht so, weil der OPV hervorragend Ausgang und Eingang 
voneinander entkoppelt

Johannes schrieb:
> Bei einem Oszi-Tastkopf ist meiner Meinung nach
> das Einschwingverhalten bzw. die Sprungantwort wichtiger als ein absolut
> glatter Frequenzgang.

Na,ja beides ist ja über Fourier miteinander gekoppelt, Aussagen im 
Frequenzbereich sind absolut gleichwertig zu solchen im Zeitbereich und 
Linearität im Frequenzgang garantiert Signaltreue

Was die Sprungantwort betrifft will ja branadic mit der Optimierung der 
Ausgangsimpedanz des OPV gerade vermeiden, dass es zu einer Reflektion 
zwischen OPV-Ausgang und Scope-Eingang kommt, bei Fehlanpassung läuft 
dort nämlich eine Welle auf dem Verbindungskoax hin und her, wenn nicht 
Generator (=OPV) und Senke (=Scope, 50R Eingang) beide 50 R=Ohm haben.
Das macht einen Fehler im angezeigten Signal und Schwuppdiwupp ist die 
saubere Sprungantwort hin!
Wie oben schon gesagt sieht der Eingang des Tastkopfes davon so gut wie 
nichts

Johannes schrieb:
> Ein Problem könnte sein, dass die normalen MMICs keine Gegenkopplung
> haben. Dadurch ändert sich S21 mit der Frequenz, der Frequenzgang ist
> also auch nicht besonders glatt.

Ist in Praxi nicht so schlimm wie Du es befürchtest, ich habe hier 
MMIC-Aufbauten, deren Frequenzgang bis 1GHz flach (d.h. auf +/- 0.15dB) 
ist, die brauchen keine externe Gegenkopplung!

Ralf H. schrieb:
> bin auch gerade am aufbauen kann mir jemand eine Bezugsquelle für die
> von euch verwendeten Tastspitzen nennen?

Ich nehme gerne die Präzisionsprüfstifte von Conrad (gibt es bestimmt 
auch woanders)
--1025BST1,5Au-0.62
--1025/E-1.5N-AU-1.0

Eric

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Johannes schrieb:
>> das Einschwingverhalten wird dadurch mit
>> Sicherheit schlechter.

> das ist nicht so, weil der OPV hervorragend Ausgang und Eingang
> voneinander entkoppelt

Ich meinte nicht das Einschwingen am OP-Eingang. Wenn man mit einem 
Kondensator die Induktivität kompensiert, entsteht eine Resonanzstelle, 
so dass der Phasenverlauf nicht mehr linear ist. Das kann dann z.B. bei 
einem rechteckigen Signal ein Überschwingen oder andere Verzerrungen 
erzeugen.

> Na,ja beides ist ja über Fourier miteinander gekoppelt, Aussagen im
> Frequenzbereich sind absolut gleichwertig zu solchen im Zeitbereich und
> Linearität im Frequenzgang garantiert Signaltreue

Ja, ich wollte damit sagen, dass man nicht einfach |S21|, also den 
Betrag, auf einen glatten Verlauf optimieren sollte. Die Phase ist 
mindestens genau so wichtig.

> Was die Sprungantwort betrifft will ja branadic mit der Optimierung der
> Ausgangsimpedanz des OPV gerade vermeiden, dass es zu einer Reflektion
> zwischen OPV-Ausgang und Scope-Eingang kommt, bei Fehlanpassung läuft
> dort nämlich eine Welle auf dem Verbindungskoax hin und her, wenn nicht
> Generator (=OPV) und Senke (=Scope, 50R Eingang) beide 50 R=Ohm haben.

Normalerweise reicht es, wenn die Senke korrekt abgeschlossen ist. Die 
Quell-Impedanz kann nur dann Reflektionen erzeugen, wenn von der Senke 
etwas zurückkommt.

Wenn man an der Senke keinen guten Abschluss hat (oder ein schlechtes 
Koax-Kabel), dann gibt es sowieso Verzerrungen, da hilft auch ein 
korrekt abgeschlossener Ausgang am Tastkopf nicht mehr viel.

> Ist in Praxi nicht so schlimm wie Du es befürchtest, ich habe hier
> MMIC-Aufbauten, deren Frequenzgang bis 1GHz flach (d.h. auf +/- 0.15dB)
> ist, die brauchen keine externe Gegenkopplung!

Gut, damit habe ich nicht wirklich viel Erfahrung.

Hast du das schon mal wirklich breitbandig getestet, also z.B. mit einem 
langsamen Rechtecksignal mit sehr steilen Flanken? Gibt es da keine 
Verzerrungen? Wie sieht es mit dem Offset-Fehler/Temperaturdrift bei 
MMICs aus? Hat da jemand Erfahrung?

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Ich meinte nicht das Einschwingen am OP-Eingang. Wenn man mit einem
> Kondensator die Induktivität kompensiert, entsteht eine Resonanzstelle,
> so dass der Phasenverlauf nicht mehr linear ist.


Ich glaube wir reden hier aneinander vorbei, ich meine das Zaus des OPs 
der macht,( da induktiv) selbst Phase und die kann man am Ausgang 
kompensieren

Johannes schrieb:
> Ja, ich wollte damit sagen, dass man nicht einfach |S21|, also den
> Betrag, auf einen glatten Verlauf optimieren sollte. Die Phase ist
> mindestens genau so wichtig.

Jepp, teile zu 100% Deine Einschätzung

Johannes schrieb:
> Normalerweise reicht es, wenn die Senke korrekt abgeschlossen ist.

Ich glaube hier irrst Du, aber wie ich schon im thread sagte, sind SWRs 
von 1.7 noch keine Katastrophe

Johannes schrieb:
> Wenn man an der Senke keinen guten Abschluss hat (oder ein schlechtes
> Koax-Kabel), dann gibt es sowieso Verzerrungen, da hilft auch ein
> korrekt abgeschlossener Ausgang am Tastkopf nicht mehr viel.

Jepp, teile Deine Meinung, da muss man auch aufpassen und das gehört zu 
einem guten Tastkopf, aber das ist alles trotzdem nicht "rocket science" 
und jeder der ein Scope hat sei es 20MHz oder mehr profitiert enorm von 
branadics Tastkopf-Design

Johannes schrieb:
> Hast du das schon mal wirklich breitbandig getestet, also z.B. mit einem
> langsamen Rechtecksignal mit sehr steilen Flanken?

Nein habe ich nicht, was erwartest Du wenn die Kopplung bis DC geht ?

Johannes schrieb:
> Wie sieht es mit dem Offset-Fehler/Temperaturdrift bei
> MMICs aus? Hat da jemand Erfahrung?

die wird nicht mV-Standards von teuren Scopes halten, aber gemessen habe 
ich das noch nicht

Eric

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Ich glaube wir reden hier aneinander vorbei, ich meine das Zaus des OPs
> der macht,( da induktiv) selbst Phase und die kann man am Ausgang
> kompensieren

>> Hast du das schon mal wirklich breitbandig getestet, also z.B. mit einem
>> langsamen Rechtecksignal mit sehr steilen Flanken?

>Nein habe ich nicht, was erwartest Du wenn die Kopplung bis DC geht ?

Wie gesagt hab ich mit MMICs keine praktische Erfahrung, aber 
überlicherweise werden die ja eher für schmalbandige Anwendungen und 
sinusförmige Signale eingesetzt und sind vermutlich von den Herstellern 
auch darauf optimiert worden. Zumindest gibt es in den Datenblättern in 
der Regel keine Angaben zum Einschwingverhalten.

Das ist jetzt aber nur eine Vermutung, ein Test wäre auf jeden Fall 
sinvoll.

Kennst Du einen bestimmten Typ, den du dafür empfehlen würdest?

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> aber
> überlicherweise werden die ja eher für schmalbandige Anwendungen

nee so ist das nicht ganz richtig wiedergegeben, die sind meist im 
breitbandigen Einsatz, aber eben HF und nicht DC->Audio-..usw
..obwohl sie DC noch können wird DC bei HF meist ausgespart

Johannes schrieb:
> sinusförmige Signale eingesetzt und sind vermutlich von den Herstellern
> auch darauf optimiert worden.

das könnte sein, aber ich habe durchaus mir auch schon Rechtecksignale 
angesehen, muss aber zugeben, dass ich sie nie auf Flankentreue 
analysiert habe

Johannes schrieb:
> Zumindest gibt es in den Datenblättern in
> der Regel keine Angaben zum Einschwingverhalten.

stimmt habe ich jetzt dort auch nicht gefunden

Johannes schrieb:
> Kennst Du einen bestimmten Typ, den du dafür empfehlen würdest?

Die 03dB Flachheit habe ich mit einem ABA-52563 Typ erzielt

BTW: ich habe gerade mal die Phase des neuen TKs nachgemessen "linear 
wie ein Lineal, im spezifizierten Bereich bis 500 MHz"

Eric

von Uwe S. (de0508)


Lesenswert?

Hallo Eric,

aha, Du hast den ABA-52563 nun auch als PreAmp am Tastkopf laufen?

Konntest Du noch einen weiteren Aufbau der Platinen machen ?

mir fehlt noch der OPA bevor ich überhaupt über einen Nachbau eines 
Tastkopfs nachdenken kann.

Wie breit war nochmal die Platine?

Kann man nicht auch ein Kupferrohr als 'Umhüllung' verwenden?

Unser OVV DL6FAP hatte gerade einen schönen Artikel in der FA 01/2011, 
dort ist so eine Kupferrohrlösung zu sehen.

.

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Uwe S. schrieb:
> aha, Du hast den ABA-52563 nun auch als PreAmp am Tastkopf laufen?

noch nicht Uwe, aber das war die Idee

Uwe S. schrieb:
> Konntest Du noch einen weiteren Aufbau der Platinen machen ?

nee noch nicht, aber Deine Platine ist gut !

Uwe S. schrieb:
> mir fehlt noch der OPA bevor ich überhaupt über einen Nachbau eines
> Tastkopfs nachdenken kann.

kannst du dir ja direkt vom Hersteller beschaffen

Uwe S. schrieb:
> Wie breit war nochmal die Platine?

11mm am hinteren Teil, 15.5 am vorderen Teil

Uwe S. schrieb:
> Kann man nicht auch ein Kupferrohr als 'Umhüllung' verwenden?

Die Lösung überzeugt mich nicht

Uwe S. schrieb:
> Unser OVV DL6FAP hatte gerade einen schönen Artikel in der FA 01/2011,
> dort ist so eine Kupferrohrlösung zu sehen.

habe es gelesen, aber der TK von branadic ist in meinen Augen eine 
Größenordnung besser (Größe, Frequenzbreite, Amplitudentreue, 
Platinenlayout...und wenn ich lange nachdenke fällt mir noch mehr ein).

Bitte nicht falsch verstehen, der FA-Artikel beschreibt eine für viele 
gangbare Lösung, aber meine Meinung ist dass die hier beschriebene und 
akribisch aus-entwickelte Lösung eben besser ist (halt meine Meinung)

Eric

von Uwe S. (de0508)


Lesenswert?

Hallo Eric,

ich verstehe das nicht falsch, ich hatte mit Hans-Peter noch telefoniert 
und nach seiner Zielsetzung gefragt.
"KW TRX reparieren"

Und er hat halt nur ein altes Scope und noch keinen NWT oder VWNA.

Der Verweis auf den Artikel diente nur dem Bildmaterial.

Für alle Mitleser Eric und ich kennen uns schon länger und wir habe so 
schon manches Projekt zusammen gestemmt.

.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Uwe,

der Artikel aus der FA ist auch mir bekannt, allerdings halte ich von 
Klempnerlösungen nicht wirklich viel und Kupferrohr aus dem Heizungs- 
und Wasserbau gehört dazu.
Hab erst letzte Woche Wasserleitungen gelötet.

In dem Punkt bin ich eigen, immerhin gibt es CAD-Programme und 
Lohnfertiger, die einem das Entworfene auch mal aus Kunststoff 
lasersintern. Warum sich also mit unschönen Bastellösungen zufrieden 
geben?
Letztlich darf das aber jeder halten wie er will oder wie der Dachdecker 
:)

Wegen der Leiterplatte kannst du mich ja mal anschreiben, dann klären 
wir alles Weitere rund um die Bauteile 
([branadic@users.sourceforge.net]).

Gruß, branadic

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


Lesenswert?

Eric schrieb:
> Bitte nicht falsch verstehen, der FA-Artikel beschreibt eine für viele
> gangbare Lösung, aber meine Meinung ist dass die hier beschriebene und
> akribisch aus-entwickelte Lösung eben besser ist (halt meine Meinung)

Klar, er hatte ja auch ganz andere Prämissen.  Er wollte nicht den
Nonplusultra-Tastkopf bauen, sondern etwas, mit dem er vor allem
seinen Zählfrequenzmesser betreiben kann.  Für Oszilloskopanwendung
ist vor allem die Aussteuerbarkeit zu gering, da kommt man wohl
nicht um eine duale Spannungsversorgung drumrum.

Als Bauanleitung, wie man mit möglichst einfachen Mitteln einen
aktiven Tastkopf zustande bekommt, fand ich es so schlecht nicht.
Ich bin auch eher geneigt, ein Stück Baumarkt-Kupferrohr zu
verwenden als erst noch mit CAD-Zeichnung zum Lohnfertiger zu gehen
und damit den Preis des Ganzen zu verdreifachen. ;-)

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Jörg,

Jörg Wunsch schrieb:
> Klar, er hatte ja auch ganz andere Prämissen.  Er wollte nicht den
> Nonplusultra-Tastkopf bauen, sondern etwas, mit dem er vor allem
> seinen Zählfrequenzmesser betreiben kann.

den dürfte er mit diesem Tastkopf hier auch betreiben können. 
"Nonplusultra" ist dieser Tastkopf hier auch nicht und wenn du schaust, 
es ist gerade mal die 3. Leiterplattenversion seit Start. Die 
Bauteilanzahl kannst du an 10 Fingern abzählen, zum Vergleich dazu die 
aufwendigen Schaltungen kommerzieller Tastköpfe.
Dafür hat man allerdings auch einen eingeschränkterenn Frequenzbereich 
(500MHz statt 1,5GHz), minimalen Offsetfehler und hier und da noch 
weitere Abstriche gegenüber kommerziellen Tastköpfen, die jedoch auch 
mal schnell >1k€ (z.B. P6205) kosten sollen.
Allerdings ist deren Schaltungskomplexität auch viel höher.

Was mich persönlich an dem FA-Artikel am meisten gestört hat ist das 
gänzliche Fehlen einer Frequenzgangmessung. Es wird zwar beschrieben das 
der Gain rechnerisch aus den Messungen mit Messsender und HF-Voltmeter 
ermittelt wurde, doch eine Grafik dazu fehlt. Sowas ist m.E. immer 
schlecht, denn niemand kann die subjektive Bewertung des Autors 
nachvollziehen. Da helfen auch die Oszi-Aufnahmen nicht drüber hinweg. 
Aber es ist auch nicht meine Intention den Artikel in der Luft zu 
zerreißen, ich wollt lediglich zum Ausdruck bringen, dass ich etwas 
enttäuscht vom Artikel war.
Überhaupt ist es traurig, dass sich bisher scheinbar nur sehr wenige 
Leute mit der Thematik Eigenbautastköpfe beschäftigt und ihre 
Erkenntnisse dazu veröffentlicht haben und wenn dann sind es zumeist 
Tastköpfe mit AC-Kopplung am Eingang.
Im Analog Circuits Cookbook sind auch ein paar aktive Tastköpfe 
beschrieben (LH0033, LH0063, MAX4005, CLC425) jedoch sind die Bausteine 
alle obsolet.
Lediglich der CLC425 ist durch den LMH6624 (GBW 1,5GHz) abgelöst worden. 
Allerdings handelt es sich hierbei um einen OPV der erst ab A=10 stabil 
ist und auch nur 6,6M Eingangsimpedanz hat, also keine Alternative zum 
OPA659.
Wenn jemand noch den MAX4005 in seinem Fundus haben sollte, so möge er 
mit mir Kontakt aufnehmen. Gerne würde ich diesen TK mal nachbauen und 
als Referenz mit in meine Messungen nehmen.
Es ist wirklich ein Jammer, dass es seitens Maxim keinen adäquaten 
Ersatz gibt.

Mein Fazit an dieser Stelle: Mit integrierten Bausteinen (OPV) einen 
Tastkopf aufzubauen ist derzeit bis zu 500MHz möglich. Alles was darüber 
hinaus geht muss wohl oder übel diskret aufgebaut werden.

Jörg Wunsch schrieb:
> Ich bin auch eher geneigt, ein Stück Baumarkt-Kupferrohr zu
> verwenden als erst noch mit CAD-Zeichnung zum Lohnfertiger zu gehen
> und damit den Preis des Ganzen zu verdreifachen. ;-)

Steht dir ja frei, für mich kommt das aber partou nicht in Frage. In dem 
Punkt bin ich nun mal Ästehtiker und da ich im Bereich Packaging zu 
Hause bin ist mir der Umgang mit 3D-CAD durchaus geläufig. Die Fertigung 
ist dann nur noch Makulatur. Da braucht es nur mal ein Muster von dem 
man sich einen Abguss nimmt und dann vervielfältigt. Gibt viele günstige 
Gießsysteme zur Vervielfältigung.
Außerdem muss man immer abwägen ob etwas den Artikel unnötigt teuer 
macht oder ob ein Artikel dadurch qualitativ aufgewertet wird. Ich denke 
letzteres trifft hierbei eher zu.
Aber Meinungen sind bekanntlich wie ***löcher, jeder hat eines und jeder 
ein anderes ;)

branadic

von Johannes (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Leute,

ich hab gerade ein schnelleres Oszi hier (1 GHZ Bandbreite) und da hab 
ich jetzt auch Messungen zur Anstiegszeit gemacht.

Dazu habe ich mir einen Rechteck-Generator mit einem ECL-Gatter 
aufgebaut, ähnlich zur Messung von Eric. Das Signal aus dem Generator 
geht direkt auf den 1. Kanal vom Oszi mit ca. 40 cm RG58-Leitung.

Für den Tastkopf habe ich auf die Platine mit dem ECL-Gatter zwei kurze 
Stücke versilberten Kupferdraht aufgelötet, auf die man den Tastkopf 
direkt aufstecken kann. Der Tastkopf ist mit einer ca. 150 cm langen 
RG-174 Leitung mit dem Oszi verbunden. Beide Oszi-Eingänge sind auf 50 
Ohm Eingangswiderstand eingestellt.

Die Anstiegszeit am Kanal 1 beträgt ca. 400 ps, das Signal vom Tastkopf 
(Kanal 2) hat eine Anstiegszeit von ca. 600 ps.

Im Unterschied zur Messung von Eric ist bei mir das Tastkopf-Signal 
etwas langsamer als das Original-Signal. Möglicherweise liegt das daran, 
dass ich eine relativ lange Tastkopf-Leitung verwende.

Ich denke, die Messung ist interessant, weil man hier sieht, dass auch 
mit einer relativ langen (und preiswerten) Leitung die Anstiegszeit 
nicht wesentlich schlechter wird.

In der dritten Messung ist ein längerer Zeitabschnitt dargestellt, um zu 
sehen, ob Leitungsreflexionen sichtbar sind. Bei einer Leitungslänge von 
150 cm ist die Signallaufzeit ca. 7,5 ns (bei einem Verkürzungsfaktor 
von 0,66).

Wenn also eine Reflexion am Oszi-Eingang auftritt und das Signal zurück 
zum Tastkopf und dann wieder zum Oszi läuft, müsste ein Echo ca.15 ns 
nach der Flanke ausftreten. Dort gibt es auch ein ziemlich schwachen 
Ausschlag.

Zusätzlich gibt es ca. 6 ns nach der Flanke eine Störung mit größerer 
Amplitude, für die ich keine plausible Erklärung habe. Im Originalsignal 
sieht man diese Störung eigentlich nicht.

Hat jemand eine Idee, was das ist bzw. hat diesen Effekt schon mal 
jemand beobachtet?

von Johannes (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hab gerade noch eine Messung gemacht, dazu habe ich die RG58-Leitung 
durch eine längere und bessere ersetzt, damit ist die Signalstörung 
verschwunden.

Es war also kein Problem des Tastkopfs sondern die Ursache war in meinem 
Versuchsaufbau.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

danke auch für deine Messung. Schade das du die Vorgängerversion mit der 
etwas schlechteren Ausgangsimpedanz hast. Um so schöner wären die 
Messungen, wenn sie von der aktuellen Version wären.
Dennoch schneidet der Tastkopf dabei ziemlich gut ab.

branadic

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes,

Schöne Messungen, finde ich toll, dass Du die Fragestellung nach der 
Anpassung mal praktisch aufgreifst!

Johannes schrieb:
> Hab gerade noch eine Messung gemacht, dazu habe ich die RG58-Leitung
> durch eine längere und bessere ersetzt, damit ist die Signalstörung
> verschwunden.
>
> Es war also kein Problem des Tastkopfs sondern die Ursache war in meinem
> Versuchsaufbau.

Was vermutest Du denn hier ? was heißt eine "bessere RG58-Leitung" ? 
könntest Du da bitte mal Einblick geben ?

Jetzt bliebe doch die Frage (obwohl Du die ältere Version des TK hast, 
aber m.E. macht das fast nichts!):
ab wie viel Fehlanpassung am Ausgang zum Scope, sieht man nennenswerte 
Reflexionen die die Flanken & das Überschwingen beeinflussen in Deinem 
Aufbau ?
Könntest Du Dein Scope mal mit 75R und 100R am Ende des nunmehr 
verbesserten Koax abschließen, und noch einmal messen, um diese Frage zu 
klären ?

Eric

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Was vermutest Du denn hier ? was heißt eine "bessere RG58-Leitung" ?
> könntest Du da bitte mal Einblick geben ?

Die "bessere" Leitung war ca. 1m "Aircell 5". Das "besser" bezieht sich 
eigentlich darauf, dass mit diesem Kabel die Störung verschwunden war, 
also muss das RG58 irgend ein Problem haben, hab das jetzt nicht näher 
untersucht.

> ab wie viel Fehlanpassung am Ausgang zum Scope, sieht man nennenswerte
> Reflexionen die die Flanken & das Überschwingen beeinflussen in Deinem
> Aufbau ?

Das kann man im Prinzip ausrechnen:
Bei meiner Messung habe ich ein Rauschen mit ca. 5% der Signalamplitude. 
Eine Reflexion wird also dann stören, wenn etwa 5% des Signals wieder 
zurückreflektiert wird, also Reflexionsfaktor r >= 5%.

Nach der Formel:

braucht man also am Abschlusswiderstand eine Abweichung von +/- 10%, 
damit man eine Reflxion mit 5% der Signalamplitude erhält.

Aber das war die Leitung am 1. Kanal, also die Verbindung zwischen dem 
ECL-Gatter und Oszi, also nicht die Tastkopfleitung.

> Könntest Du Dein Scope mal mit 75R und 100R am Ende des nunmehr
> verbesserten Koax abschließen, und noch einmal messen, um diese Frage zu
> klären ?

Das Skope kann man nur auf 50 Ohm und 1 MOhm einstellen ;-).

Wenn man außen vor der BNC-Buchse einen Reihenwiderstand einbaut, dann 
verändert man dadurch nicht nur die Impedanz, sondern man bekommt einen 
verteilten Widerstand mit einem Stück 50 Ohm Leitung dazwischen, das ist 
dann auch nicht so aussagekräftig.

Ich könnte vielleicht einfach nur eine BNC-Buchse mit einem Widerstand 
beschalten und damit das Koax-Kabel abschließen; also ganz ohne Oszi. 
Aber dann hat man keine Referenzkurve mehr, mit der man das 
Tastkopfsignal vergleichen kann.

Aber hier geht es ja um den Tastkopf und nicht um mein schlechtes 
RG58-Kabel, deshalb denke ich, dass das jetzt nicht sowichtig ist.

> Schade das du die Vorgängerversion mit der etwas schlechteren
> Ausgangsimpedanz hast. Um so schöner wären die Messungen, wenn sie von
> der aktuellen Version wären.

Ja das ist richtig. Hast Du noch Platinen übrig? Verkaufst Du von der 
neuen Version auch bestückte Platinen oder nur Leerplatinen?

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Hallo Johannes

Johannes schrieb:
> Die "bessere" Leitung war ca. 1m "Aircell 5".
OK, Du weist Dir/uns nun nach, dass der Tastkopf ein ordentliches 
Verbindungs-Koax braucht, ist es das was Du ausdrücken wolltest ?
Aircell ist gut aber nicht besonders handlich

Johannes schrieb:
> Wenn man außen vor der BNC-Buchse einen Reihenwiderstand einbaut, dann
> verändert man dadurch nicht nur die Impedanz, sondern man bekommt einen
> verteilten Widerstand mit einem Stück 50 Ohm Leitung dazwischen, das ist
> dann auch nicht so aussagekräftig.

Das meinte ich auch nicht, sondern einen Durchgangswiderstand, den Du 
aber für die anderen Widerstände als 50R selbst bauen/umbauen müsstest.
Ich messe hier an einem Hameg 200MHz Scope (hat nur 1MR ) und verwende 
eines von deren Durchgangsabschlüssen.

Johannes schrieb:
> Aber hier geht es ja um den Tastkopf und nicht um mein schlechtes
> RG58-Kabel, deshalb denke ich, dass das jetzt nicht sowichtig ist.

Ich dachte Du wolltest auch branadic Aufwand beim Umbau der 
OPV-Ausgangsanpassung auf ihre Bedeutung nachweisen/einschätzen

Eric

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

>> Die "bessere" Leitung war ca. 1m "Aircell 5".
> OK, Du weist Dir/uns nun nach, dass der Tastkopf ein ordentliches
> Verbindungs-Koax braucht, ist es das was Du ausdrücken wolltest ?
> Aircell ist gut aber nicht besonders handlich

Nein, das hast Du falsch verstanden. Das Problem mit dem RG58-Kabel war 
nicht die Leitung am Tastkopf-Ausgang, sondern die Leitung, die direkt 
vom ECL-Gatter zum Oszi geht. Dort gab es irgendeine Reflxion, die dann 
mit dem Tastkopf gemessen wurde.

>> Wenn man außen vor der BNC-Buchse einen Reihenwiderstand einbaut...
> Das meinte ich auch nicht, sondern einen Durchgangswiderstand, den Du
> aber für die anderen Widerstände als 50R selbst bauen/umbauen müsstest.
> Ich messe hier an einem Hameg 200MHz Scope (hat nur 1MR ) und verwende
> eines von deren Durchgangsabschlüssen.

Beim Durchgangsabschluss hat man aber das gleiche Problem, nämlich dass 
hinter nach dem Abschluss noch ein Stück 50-Ohm-Leitung kommt, die 
hochohmig abgeschlossen ist. Das ist ja genau der Grund, warum schnelle 
Oszilloskope (> 500 MHz) den Abschluss innen drin haben.

>> Aber hier geht es ja um den Tastkopf und nicht um mein schlechtes
>> RG58-Kabel, deshalb denke ich, dass das jetzt nicht sowichtig ist.
> Ich dachte Du wolltest auch branadic Aufwand beim Umbau der
> OPV-Ausgangsanpassung auf ihre Bedeutung nachweisen/einschätzen

Naja, ich wollte eigentlich nur mal die Anstiegszeit bei meinem Tastkopf 
ausmessen, da habe ich wie gesagt eine RG174-Leitung am Ausgang, Länge 
ca. 150 cm. Und dort auch beobachten, ob Reflexionen sichtbar sind. Das 
RG58-Kabel war nicht am Tastkopf dran.

Das Ergebnis ist, dass eine RG174-Leitung (zumindest für meine Zwecke) 
gut genug ist.

Mit dem Thema OPV-Ausgangsanpassung hat das eigentlich nicht sehr viel 
zu tun. Man kann aus der Messung aber zumindest schließen, dass die 
Ausgangsanpassung gut genug ist, um eine Anstiegszeit von ca. 600ps zu 
bekommen. Ich erwarte von einer Optimierung der Ausgangsimpedanz keine 
wesentliche Verbesserung des Einschwingverhaltens bzw. der Anstiegszeit.

Bei schmalbandigen sinusförmigen Signalen im Bereich > 400 MHz entsteht 
durch die Fehlanpassung ein Fehler, der vermutlich schon sichtbar ist. 
Bei Rechteck-Signalen mit sehr schnellen Flanken wirkt sich die 
Fehlanpassung ja nur auf die sehr hohen Frequenzanteile aus, so dass es 
hier nicht so sehr auffällt.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Johannes schrieb:
> Hast Du noch Platinen übrig? Verkaufst Du von der
> neuen Version auch bestückte Platinen oder nur Leerplatinen?

Aktuell habe ich noch drei Platinen die ich abgeben kann. Die Nachfrage 
nach Leiterplatten ist recht bescheiden. Bei hinreichender Nachfrage 
bestelle ich gerne neue Leiterplatten, aber im Moment gibt es für mich 
keinen Anlass zur Nachbestellung.
Ich gebe nur die reine Leiterplatte ab, um alles andere müsste man sich 
selbst kümmern. Bis auf den OpAmp sind das aber alles Bauteile die 
leicht zu beschaffen sind.
Beim OpAmp ist es mitunter hilfreich den Baustein einfach bei TI zu 
sampeln. Wichtig, es muss der OPA659IDBV sein, dieser ist im SOT23-5 
Gehäuse. Alternativ kann man auch bei Mouser anfragen. Allerdings gibt 
es hier etwas Vorlaufzeit. Verständlicherweise werde ich mir keine 100 
Stück auf Lager legen, da die Nachfrage dafür schlichtweg zu bescheiden 
ist. Anders wäre es, wenn mir die Leute die Bude wegen des Tastkopfes 
einrennen würden. Dann hätte ich mich auch um den OpAmp gekümmert.
Da ich nun wieder zurück bin werde ich in den nächsten Tagen ebenfalls 
die neue Version aufbauen und vermessen. Dann wird es auch ein Update 
der Dokumentation geben, das ist ja schon etwas länger fällig.
Ein kleiner Hinweis noch am Rande. Es kann hier und da notwendig sein, 
die 1pF im Eingangsspannungsteiler durch 0,5pF zu ersetzen. Das muss man 
mit einem entsprechenden Abgleichsignal (1kHz Rechteck mit sehr steilen 
Flanken) prüfen. Nur so holt man wirklich das Maximum aus dem Tastkopf 
heraus.

branadic

von Eric (Gast)


Lesenswert?

Danke Johannes,

so ist vieles nunmehr klarer.
Ich teile Deine Meinung dass die Ausgangs_Z_Optimierung nicht "break or 
take" ist und habe das ja auch schon mehrfach gesagt.

Nun bin ich mal auf branadics Gehäusekonstruktion gespannt !

Hast Du eine Idee, wie man 2 von branadics TKs zu einem Differential-Tk 
koppeln kann ? (Bilden der Differenz erst hinten in einer Diff-Box)
Früher im thread war mal beschrieben dass die TEKs das so machen.

Eric

von Johannes (Gast)


Lesenswert?

> Hast Du eine Idee, wie man 2 von branadics TKs zu einem Differential-Tk
> koppeln kann ? (Bilden der Differenz erst hinten in einer Diff-Box)
> Früher im thread war mal beschrieben dass die TEKs das so machen.

Das kommt drauf an, was man damit machen möchte bzw. warum man überhaupt 
differentiell messen will.

Eigentlich alle Oszilloskope können ja auch eine Differenz aus zwei 
Eingangssignalen berechnen, man kann also mit zwei normalen Tastköpfen 
auch schon viele Anwendungen abdecken. Man braucht halt doppelt so viele 
Kanäle.

Ein richtiger differentieller Tastkopf ist vor allem dann nützlich, wenn 
kleine Signale mit einer großen Offsetspannung gemessen werden sollen, 
z.B. High-Side Strommessung mit Shuntwiderstand. Da hat man oft eine 
relativ hohe Common-Mode Spannung, die höher als der Eingangsbereich des 
aktiven Tastkopfs ist. Da hilft dann eine "Diff-Box" nicht viel, das 
müsste schon irgendwie im Tastkopf direkt gemacht werden.
Eine andere Anwendung ist, wenn man potentialfrei messen muss, also ohne 
Masseanbindung; das geht mit zwei einzelnen Tastköpfen auch nicht so 
einfach.

Eine Box, die einfach aus zwei Eingangssignalen die Differenz bildet, 
hat eigentlich nur den Vorteil, dass man nicht zwei Oszi-Eingänge 
belegt. Dafür kann man aber unterschiedliche Signallaufzeiten der 
Tastköpfe nicht so einfach kompensieren, im Oszi geht das wesentlich 
einfacher.

Aber prinzipiell sollte es nicht so schwierig sein, aus zwei 
Tastkopfsignalen die Differenz zu bilden. Es sind 50 Ohm 
Eingangssignale, dafür braucht man keinen OPV mit besonders hochohmigem 
Eingang.

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich habe eine neue Version der Dokumentation hochgeladen, die die 
Messungen von Eric bezüglich der Eingangskapazität und Ausgangsimpedanz 
des alten und die Messungen der Ausgangsimpedanz des neuen Layouts 
enthält.

branadic

von Sven A. (sven_a)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

anbei ein Oszibild. Ich habe die Bussignalquelle des HMO3522 in 
Ermangelung eines besseren Signalgenerators benutzt (1MHz). Der Tastkopf 
ist nun abgeglichen und einsatzbereit. Bei Gelegenheit mache ich weitere 
Messungen.

afusven

von branadic (Gast)


Lesenswert?

Nabend zusammen,

vorerst sind alle Leiterplatten des Tastkopfes V3 unter den Leuten 
verteilt. Sollten ausreichend Bestellungen eintreffen bestelle ich aber 
gern noch einmal Nachschub. Also scheut euch nicht bei mir anzufragen.

branadic

von branadic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Mittlerweile habe ich auch erste Messungen der Eingangskapazität des 
Tastkopfs durch Messen von S11 am VNWA durchgeführt, allerdings fehlt 
mir im Moment noch eine geeignete Kalibrierebene, an der ich auch genau 
messen kann. Ändert sich hoffentlich in den nächsten Tagen.
Dennoch sieht das Ergebniss vielversprechend aus.

branadic

von Alexander B. (chasm)


Lesenswert?

So ein Tastkopf würde mich auch interessieren wenn noch eine 
Sammelbestellung zusammenkommt.

von branadic (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo zusammen,

da es ja offensichtlich den ein oder anderen gibt, der gern die Position 
der beiden Nadeln auf gleicher Höhe hätte, gibt es ab sofort eine 
Sonderedition (V4b) des aktiven Tastkopfs.
Weil es mir gegenüber angemerkt wurde, Eric nutzt die Möglichkeit durch 
den zusätzlichen Silberdraht an seiner Masseanschlussspitze Abstände von 
Messpunkten auszugleichen. In meiner Bestückungsvariante setze ich 
dagegen auf Lötnägel für Masse, die über Silberdrahtverbindungen auf 
kürzestem Wege mit Ground der Schaltung verbunden werden und 
Wechselspitzen aus den günstigen SMB-Printsteckern von Reichelt für die 
eigentliche Messspitze.

Zu den Details:
Bei dieser Variante (V4b) ist der komplette Eingangsspannungsteiler neu 
angeordnet. Zusätzlich sind die Bauteile etwas näher zusammen gerückt. 
Weiterhin befindet sich nun eine Bezeichnung für die 
Spannungsversorgungsanschlüsse in der Lötstopmaske.
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.
Weiterhin wurde noch etwas Kosmetik am SMA-Anschluss durchgeführt, deren 
Änderungen auch in das aktuelle Layout (V4a) einfließen werden.

Wenn ihr mich nun also anschreibt und nach Leiterplatten fragt, dann 
schreibt bitte dazu welche Version ihr gern hättet.

Sobald ausreichend Anfragen zusammen kommen, werde ich neue 
Leiterplatten bestellen.

branadic

von Alex H. (hoal) Benutzerseite


Lesenswert?

Hallo branadic,

leider hatte ich zuletzt überhaupt keine Zeit, das Projekt aktiv 
voranzutreiben, obwohl mein Layout von vor einigen Monaten schon hätte 
gefertigt werden sollen. Habe aber trotzdem alles mitgelesen und bin 
immer noch sehr angetan sowohl von den Leistungen, die dieser doch 
relativ einfache Tastkopf erreicht als auch von deiner Art, das Projekt 
weiter öffentlich voranzutreiben, auch wenn das Feedback nur spärlich 
kommt.

> Bei dieser Variante (V4b) ist der komplette Eingangsspannungsteiler neu
> angeordnet. Zusätzlich sind die Bauteile etwas näher zusammen gerückt.

Vielleicht kann man hier noch etwas optimieren. Der resistive Teil 
übernimmt hier hauptsächlich die niedrigen Frequenzen, währen der 
kapazitive einen Großteil der höheren Frequenzen leitet. Gleichzeitig 
wird die HF aber duch die Induktivität der Vias gezwängt. Vielleicht 
wäre es günstiger, den kapazitiven Teil auf die Oberseite zu bringen. 
Mir fällt auch kein Grund ein, wieso nicht Kapazitäten und Widerstände 
beide oben liegen sollten. Notfalls könnte der OPA659 inkl. seiner 
Versorgung noch einen halben mm nach links rücken.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.