Hallo zusammen,
ich möchte mit einem Opamp einen Transimpedanzverstärker bauen um
Lichtsignale mit einer Fotodiode in eine Spannung umzuwandeln und auf
einem Oszilloskop darzustellen. Das Lichtsignal hat Frequenzen bis in
den einstelligen Megahertz-Bereich und daher muss der Ausgang des Opamp
ensprechend über ein Koax-Kabel angeschlossen werden damit auch alles am
Oszi ankommt. Üblicherweise ist bei Koaxkabeln der Anschlusswiderstand
ja 50 Ohm. Ich wollte als Opamp einen OPA 353 verwenden, da dieser eine
sehr hohe Bandbreite hat und praktischerweise mit 5 Volt Single-Supply
arbeiten kann. Allerdings schafft dieser OP bloß maximal 40mA am
Ausgang, was etwas wenig für einen 50 Ohm Widerstand wäre. Könnte man
das Signal des Transimpedanzverstärkers mit einem Spannungsfolger
stabilisieren und dieses wiederum über mehrere als Spannungsfolger
parallel geschaltete Opamps vom gleichen Typ bis 160mA belastbar machen?
Also so, dass jeweils z.B. die vier invertierenden Eingänge und Ausgänge
sowie die nichtinvertierenden Eingänge verbunden sind? Weiß jemand ob
das funktioniert? Oder gibt es da Probleme unter den einzelnen Opamps?
Viele Grüße und danke im Vorraus!
50 Ohm? 40 mA? Sag mal, mir kommt der Verdacht, Du weisst nicht so recht
was Du vorhast. Sag doch mal welches Signal wie stark am Eingang
vorliegt und wo es wie stark ankommen soll.
Also 40ma an 50 ohm (du hast ja eigentlich 100ohm) ergeben ja schon 2
volt. An 100ohm sin es dann 4 volt hub die der opamp können muss.
Schaffst du das mit nur einer stufe und bist du dir sicher, dass du mehr
brauchst?
Ja du kannst mehrere verstärker parallel schalten. Bei jedem opamp ein
widerstand am ausgang und dahinter alle verbinden. Die wiederstände
parallel müssen dann die 50ohm ergeben.
danke für die schnellen Antworten!
Also der Op hat beim Rail to Rail betrieb ja maximal eine Spannung von
5V am Ausgang wenn ich ihn mit 5 V Single Supply betreibe. Angenommen
das Signal am Ausgang schwankt also im Extremfall zwischen 0 und 5 Volt,
dann fließen durch einen 50 Ohm Widerstand ganze 100 mA und das liegt ja
deutlich über den 40 mA. Deswegen wollte ich einfach mehrere OPs
parallel schalten. Mit 4 Stück würde man auch jeweils die maximalen 40mA
nicht ganz ausreizen was ja sicherlich von Vorteil ist.
Welcher OP würde sich denn besser eignen?
Viele Grüße
@abccba (Gast)
>das Signal am Ausgang schwankt also im Extremfall zwischen 0 und 5 Volt,>dann fließen durch einen 50 Ohm Widerstand ganze 100 mA und das liegt ja>deutlich über den 40 mA. Deswegen wollte ich einfach mehrere OPs>parallel schalten.
Quark. Das geht nicht.
>Welcher OP würde sich denn besser eignen?
Falsche Frage. Wie macht man es richtig?
Erstens muss man nicht zwingend ein Koaxkabel treiben. Wenn doch, dann
nicht mit 5V, das ist nämlich schon fast Hochspannung im HF-Bereich. 1V
reicht locker, Video macht das auch so. Dann reichen 20mA.
MFg
Falk
Wie würdet ihr es denn machen? Ich kenne mich nicht so gut aus mit
HF-Technik. Naja was sonst sollte man an einem normalen Oszi anschließen
außer Koax-Kabel?
Okay, es kann dann sein, dass mein Signal beispielsweise so aussieht,
dass mir der Transimpedanzverstärker 4V +- einige mV ausgibt, wobei die
mV dann mein eigentliches Nutzsignal sind. Trotzdem hätte ich dann etwa
4V am Widerstand....
Kurze Verständnisfrage. Die angesprochenen 50Ohm sind doch der
Wellenwiderstand und haben nichts mit dem ohmschen Widerstand der
Leitung zu tun, der von der Länge abhängt.
Um das Kabel zu treiben stellt doch eher die Kapazität des Kabels
zwischen signalleitung und Mantel (GND) das Problem dar, da diese
Kapazität umgeladen werden muss, was die Geschwindigkeit begrenzt.
Steh ich nur aufm Schlauch oder machen diese Spannungsberechnungen an
50Ohm wenig Sinn?
@el: Also einfach einen Kondensator zwischen den Transimpedanzverstärker
und das Koax-Kabel?
@Arsch Gwaf: Naja ich muss ja sozusagen den inneren Leiter und die
Abschirmung des Koaxkabels mit einem 50 Ohm Widerstand entsprechend dem
Wellenwiderstand der Leitung verbinden damit die Leitung "abgeschlossen"
ist.
Aber wenn man die Kapazität zwischen Kabel und Ausgang setzt sollte das
eigentlich so schon funktionieren.
Der Verstärker sieht als Last 50 Ohm vom Widerstand zur
Impedanzanpassung plus die 50 Ohm Wellenwiderstand der Kabel. Wenn der
Kabel kurz ist, ersetzt der 50 Ohm Abschlusswiederstand am anderen Ende
des Kabels den Wellenwiderstand. Der Verstärker sieht also 100 Ohm. Mit
einem Kondensator um den AC Anteil zu blockieren hat man nur noch einen
theoretischen Spannungshub von +-2,5 V aus 5 V Versorgung - mehr als 25
mA braucht man dafür nicht. Wirklich nutzbare wäre wohl auch eher knapp
+-1 V die am Oszilloskop ankommen (ein Faktor 2 geht durch die Anpassung
verloren).
Bei nur 5 V Versorgung hat man es schwer eine vernünftige Vorspannung
für die Fotodiode zu bekommen, damit die Diode auch schnell wird.
Ulrich
> Kondensator um den AC Anteil zu blockieren
Erstens soll er den dc blokieren. Und zweitens erwartet sich der TO nur
wenige mV Signal. Das ist dann auch realistisch.
Also lieber abccba, nimm den op, hinten 50Ohm in Serie, dazu noch 100nF
(Folie wenns geht) in Serie und dann aufs Kabel.
Ulrich schrieb:> Der Verstärker sieht als Last 50 Ohm vom Widerstand zur> Impedanzanpassung plus die 50 Ohm Wellenwiderstand der Kabel.
Das hast Du wohl falsch verstanden:
Wenn man ein unendlich langes Kabel mit Wellenwiderstand 50 Ohm
anschließt sieht der Verstärker 50 Ohm. Schneidet man das Kabel jetzt ab
und ersetzt das fehlende Ende durch einen 50 Ohm Widerstand sieht der
Verstärker immer noch 50 Ohm.
el schrieb:> nimm den op, hinten 50Ohm in Serie, dazu noch 100nF> (Folie wenns geht) in Serie und dann aufs Kabel.
sicher? Du meinst den Kondensator zwischen Ausgang und Kabel, bzw den
Widerstand zwischen Kondensator und Kabel an Masse, richtig? In Serie
hätte ich da ja irgendwie nicht viel von dem Abschlusswiderstand.
Das werde ich dann mal probieren. Kann ja mal posten obs geklappt hat,
falls es jemanden interessiert.
Viele Grüße
An der Verstärkerseite kommt der Widerstand und ggf. der Kondensator in
Reihe. Also z.B. OP - Widerstand - Kondensator - Kabel (innen). Für eine
Störung die vom Kabel kommt, ist der Ausgang des OPs niederohmig und der
Widerstand wirkt als Abschluss.
Am anderen Ende des Kabels, also am Oszilloskop kommt der Widerstand
Parallel zum Eingang des Oszilloskop, wenn das Oszilloskop nicht schon
einen solchen Widerstand hat, den man dazu schalten kann. Den Widerstand
gibt es auch fertig in einem kleinen Gehäuse zum zwischen stecken.
Für die Belastung des OPs sind der Widerstand am Kabel-Eingang und der
Widerstand am anderen Ende (bzw. bei einem sehr langen Kabel der
Wellenwiderstand) in Reihe. Der OP sieht also 100 Ohm als Last. Dafür
kommt an Amplitude auch nur die Hälfte an.
