Hi,
ich möchte eine sehr schnelle, kurz (~20ns) pulsierende Spannung messen.
Da die Spannungsmessung ansich (AD-Wandler) langsam ist, habe ich eine
sample and hold-Stufe gebaut, die bis zu einem Resetsignal immer die
maximal aufgetretene Spannung halten soll. Dazu habe ich die Schaltung
aus dem Anhang erstellt. In diesem Simulator funktioniert auch alles
wunderbar, wenn ich die Schaltung allerdings mit Multisim nachbaue folgt
der gehaltene Wert der Spannung nicht immer bis zur Amplitude. Ich bin
mir nicht sicher, welches Programm den Fehler macht bzw woran er liegt?
Oder funktioniert das so?
Danke
Moin!
hmmm, wie viel fehlt dir denn? 0.7V?
Und warum machst du keinen Vergleicher hinter einer normalen Sample and
Hold Schaltung und schaust ob der Wert häher ist und wenn ja speicherst
Du ihn?
Ist z.B. hier:
http://www.intersil.com/data/an/an517.pdf
so gemacht.
Gruß Kay!
Ok, warum Multisim nicht bis zur Amplitude folgt war nur ein
Einstellungsfehler.
Das verlinkte Dokument habe ich mir auch angesehen, danke dafür.
Allerdings sind die fertigen sample and hold-Stufen, die ich gefunden
habe, für meinen Einsatzzweck wohl zu langsam (schnellste war 150 oder
250ns).
Wenn ich nun in meiner angegebenen Schaltung eine schnelle Diode, 10nF
Kondensator und OPs mit entsprechender Anstiegszeit (zB AD8001) nehme
müsste es gehen, oder?
Nicht zwangsläufig. Das hängt von Deinem OPAmp ab. Musst Du berechnen
oder am spezifischen Modell simulieren. Ein weiteres Problem ist, dass
Du bei hoher Frequenz einen sehr kleinen Kondensator nehmen musst
(rechne einfach mal den Strom aus, der fließen muss, um 10 nF in 10 ns
um Deinen Spannungsbetrag zu laden) und der kleine Kondensator wiederrum
dazu führt, dass die Eingangsströme der Opamps den Kondensator laden
oder entladen. Ist sehr messy was Du da gebastelt hast. Kannst Du nur
schauen, ob es im gewünschten Parameterbereich funktioniert.
>ich möchte eine sehr schnelle, kurz (~20ns) pulsierende Spannung messen.
20ns?? Dann mußt du eine Schaltung nehmen, bei der der Ausgang nicht in
die Sättigung geht.
>Hä? Wegen Recovery?
Genau. Sogar ganz ganz schnelle OPamps können etliche 100nsec bis µsec
in der Sättigung hängen bleiben.
>So aufgebaut wird das Teil außer schwingen vermutlich eh nix tun.
Wenn der Puls 1V groß ist, müßte in einen 10µF Cap für 10nsec ein Strom
von
I = C x U / t = 1000A
fließen! Selbst bei 10nF sind es noch 1A.
Also, geht hier sowieso nur ein Cap im 100pF-Bereich.
Eine geeignete Schaltung ist hier gezeigt, wenn auch wahrscheinlich
nicht schnell genug:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/clc428.pdf
Während meiner Studinzeit habe ich so etwas mal mit einem OPA660
(Diamondtransitor) gemacht. Da waren die Impulse 1nsec breit und kamen
aus einem GaAs-Teilchendetektor (ATLAS-Experiment am Cern)...
Ich habe nun einen schnellen OP gefunden, der einen Ausgangsstrom von
100mA liefert. Für einen Kondensator mit 180pF ergibt sich bei mir nach
Q=C*U, 180pF*5V=0,9nC; I=dQ/dt, 100mA=0,9nC/dt eine Ladezeit von 9ns.
Kann man das überhaupt so berechnen? Funktioniert das auch so mit dem
OP? Der Kondensator wird ohne Vorwiderstand geladen, muss ich da noch
eine Strombegrenzung einbauen, damit der OP nicht beschädigt wird oder
wäre es vielleicht sogar besser, einen externen Stromkreis den
Kondensator laden zu lassen und den OP nur den Transistor dafür steuern
zu lassen?
>Kann man das überhaupt so berechnen?
Als Überschlagsrechnung bzw. Abschätzung schon.
>Der Kondensator wird ohne Vorwiderstand geladen,
Dann wird der OPamp wahrscheinlich wild schwingen...
Ein Sample Hold, das in die Nanosekunden runter kommt wird
wahrscheinlich besser diskret aufgebau, ohne OpAms. Was soll denn die
Simulation mit Hertz? Da waere MHz besser angebracht.
Ich habe die Schaltung nun, wie oben beschrieben, aufgebaut, aber wie
Coulomb sagte, ist sie wild am schwingen. Ich habe auch die Hinweise zum
Vermeiden von Schwingungen beachtet, die der Hersteller der OPs gab,
aber um dieses Verhalten wirksam zu unterdrücken, ist ein
Isolationswiderstand notwendig, der die Ladezeit des Kondensators so
beeinflusst, das die Messung nicht mehr hinhaut.
Mir ist nun eine andere Idee gekommen (siehe Anhang). Es gibt zwar keine
Peak detektoren in der benötigten Geschwindigkeit einzeln zu kaufen,
AD/DA Wandler, die es ja mit Geschwindigkeiten von einigen 100 MS/s
gibt, erfüllen aber doch auch diesen Zweck. Die Schaltung funktioniert
folgendermaßen: Das Eingangssignal wird mit hoher Frequenz abgetastet
und wieder mit einem DA converter zurückgewandelt. Ist der Ausgangswert
nun höher als der Einganswert, wird der ADC gestoppt. Müsste ja
funktionieren, nur hab ich das Gefühl, dass ich da mit Kanonen auf
Spatzen schieße, was meint ihr dazu?
Schaltplan.PNG
(13 KB)
