Aktiver Bandpass 1.6 MHz

[Karel M. (marsalek)]

Liebe Kollegen,

für die Signalbearbeitung in einem Dosimeter benötige ich einen 
Bandpassfilter 2. Grades mit Zentralfrequenz von 1.6 MHz, ergo 
Zeitkonstante von 100 ns. Mit der benötigten Verstärkung bekomme ich:
- zu kleine Kapazitäten, z.B. C2 = 6.8pF
- zu kleinen Feedbackwiderstand = 16 kOhm

Der C2 = 6.8pF kommt mir grenzwertig klein vor. Was meint ihr, geht es 
noch?
Durch den R2 von 16 kOhm fliesst bei 10 V am Ausgang (ja, soweit muss er 
gehen!) 1.6 mA. Da leidet doch der GBP darunter, oder? Welche Auswege 
gibt es hier?

Damit die Sache noch etwas komplizierter ist, hier sind noch weitere 
Bedingungen des Designs:
1. es kommen 2 solche (also gleiche) Stufen hintereinander, um die 
gewünschte Verstärkung zu erreichen
2. Einen passiven Bandpass mit Verstärker dahinter kann ich mir wohl 
nicht leisten, da für das 16-bit System zu viel Rauschen entstehen würde
3. Es werden noch zwe paralelle Stränge benötigt, der eine mit 3x 
höherer Verstärkung in jeder Stufe und der zweite mit 10x höherer 
Verstärkung in jeder Stufe. Da wird die Situation noch kniffliger.

Danke für alle konstruktiven Beiträge!
Karel

[ArnoR (Gast)]

Karel Marsalek schrieb:
> Durch den R2 von 16 kOhm fliesst bei 10 V am Ausgang 1.6 mA. Da leidet doch > 
der GBP darunter, oder?

Es sind nur 625µA. Die Bandbreite leidet nicht darunter. Du wirst aber 
die Kapazitäten des OPV berücksichtigen müssen.

[Bernhard (Gast)]

Der Frequenzgang ist ja nur ein RC-Hoch- und ein RC-Tiefpass zusammen 
mit einem Verstärker. Reicht das für deine Anwendung? Mit dieser 
Schaltung

http://www.aktivfilter.de/bandpass-mit-mehrfachgegenkopplung.htm

lassen sich viel schmalbandigere Bandpässe bauen. Allerdings sind 1,6 
MHz schon eine Frequenz, wo ich über LC nachdenken würde. Bedenke, dass 
OPVs ziemlich rauschen.

[Purzel H. (hacky)]

10V am Ausgang bei dieser Frequenz will gut ueberlegt sein. Weshalb wird 
eine so hohe Amplitude benoetigt ?

[Kai Klaas (Gast)]

In diesem Frequenzbereich sollte weder eine Signal-Amplitude von 10V 
angestrebt, noch die Beschaltungswiderstände des AD8022 derart groß 
gewählt werden.

Ich würde ein passives Filter, also beispielseise die Annordnung 
C-R-R-C, am Eingang eines nicht-invertierenden Verstärkers vorziehen, 
weil dabei die Gegenkopplung weitgehend reell bleibt, was enorm der 
Stabilität zu Gute kommt.

Bei mehreren solcher Bandpäße in Serie begrenzt der passive Bandpaß 
immer auch das Rauschen der vorhergehenden Stufen, sodaß das Rauschen 
letztlich relativ klein bleibt.

Kai Klaas

[Karel M. (marsalek)]

Liebe Kollegen,
danke für eure Antworten!

Bernhard schrieb:
> Der Frequenzgang ist ja nur ein RC-Hoch- und ein RC-Tiefpass zusammen
> mit einem Verstärker. Reicht das für deine Anwendung?

Ja, es reicht mir. Das Passband muss nicht besonders schmal sein. Das 
Ding muss aus einem sehr verrauschten Step-Signal einen relativ glatten 
Peak liefern. Die Zeitkonstante/pass-Frequenz ist relativ egal bis auf 
die Notwendigkeit, schnell hintereinander ankommende Steps voneinander 
unterscheiden zu können.

Kai Klaas schrieb:
> noch die Beschaltungswiderstände des AD8022 derart groß
> gewählt werden.

In welchem Bereich sollten sich die Widerstände ungefähr bewegen? Liegt 
es an den Parasitätskapazitäten und -induktivitäten der Widerstände, 
oder am Opamp selbst?

Kai Klaas schrieb:
> Ich würde ein passives Filter, also beispielseise die Annordnung
> C-R-R-C, am Eingang eines nicht-invertierenden Verstärkers vorziehen,
> weil dabei die Gegenkopplung weitgehend reell bleibt, was enorm der
> Stabilität zu Gute kommt.

In dem Fall würde ich wohl 3 CRRC Stufen nehmen, und zwischen denen zwei 
nichtinvertierende Verstärker schalten. Bis zu welcher 
OpAmp-Ausgangsspannung empfiehlst Du zu gehen?

Danke nochmal,
Karel

[Kai Klaas (Gast)]

>In welchem Bereich sollten sich die Widerstände ungefähr bewegen? Liegt
>es an den Parasitätskapazitäten und -induktivitäten der Widerstände,
>oder am Opamp selbst?

Nicht viel mehr als 1k.

>In dem Fall würde ich wohl 3 CRRC Stufen nehmen, und zwischen denen zwei
>nichtinvertierende Verstärker schalten. Bis zu welcher
>OpAmp-Ausgangsspannung empfiehlst Du zu gehen?

Dem Datenblatt kannst du entnehmen, daß die -3dB Bandbreite zwar 130MHz 
ist, aber nur für sehr kleine Signale von 50mVpp. Die Large Signal 
Bandwidth bei einem Signal von 4Vpp beträgt dagegen nur noch 4MHz!

Willst du am AD8022 in dieser Anwendung festhalten, sollte das Signal 
also nicht viel höher als ein paar 100mVpp sein.

Kai Klaas

[Karel M. (marsalek)]

Vielen Dank!
Karel