Hallo, ich habe eine Anwendung bei der die Leitungskapazität etwa 200pf beträgt. Diese möchte ich möglichst kompensieren. Im Falle einer Spannungsquelle mit resistiver Last und Leitungskapazität am Ausgang ist dies relativ einfach über den komplexen Spannungsteiler möglich. http://www.physik-schule.de/download/pdf/Physik/ELEK_1_Grundschaltungen.pdf Wie sieht es nun jedoch aus wenn ich statt einer Spannungs- eine Stromquelle habe? Benötige ich dann zur Kompensation zwingend eine negative Impedanz? Oder gibt es eine einfachere Lösung.
Erzähle mal ganz konkret, was du machen willst. Diese rein theoretischen Fragen ergeben doch gar keinen Sinn.
Es geht im Moment auch nur um prinzipielle Überlegungen, das ist das Problem... Ich hab eine Schaltung die bestimmte Ströme in einer bestimmten Abfolge erwartet. Dazu möchte ich eben verschiedene Ströme in der erwarteten Abfolge schalten. Die Leitungskapazität bewirkt nun jedoch, dass die Flanken nicht steil genug sind. Diesen Effekt versuche ich möglichst zu kompensieren. Das ganze ist Teil einer Projektarbeit an der FH.
> Wie sieht es nun jedoch aus wenn ich statt einer Spannungs- > eine Stromquelle habe? Dann werden aus e-Funktions-Flanken schön schräge Rampen.
ich würde am Leitungsausgang sehr niederohmig abschließen, vielleicht den Eingang eines Stromspiegels. Vielleicht auch im Stichwort Strom-Spannungs-Wandler. Wenn auf der Leitung keine Spannungsänderungen sind, sondern nur Stromänderungen, spielt die Kapazität keine Rolle mehr. Es gibt aber auch die Leitungsinduktivität. Wenn Du es genau nehmen willst, mußt Du die Leitung ausgangsseitig mit einem (ohmschen) Widerstandswert belasten, der dem "Wellenwiderstand" der Leitung entspricht. Das sind meist 50 Ohm (Koaxialkabel) bis 200 Ohm (Flachkabel mit viel Abstand). Hast Du Klemmstellen oder Knicke in der Leitung, sollte die Leitung, wenn sie vom Eingang in Deinen Signalgenerator hineinschaut, ebenfalls einen Widerstand (Größe Wellenwid) sehen (nach Masse). In der Literatur ist das meist gut beschrieben. Suche einmal in der Bibliothek nach "Wellenwiderstand". "Werkstattantworten" nach Gefühl kann es nur geben, wenn Du ein paar Angaben zu Frequenz, Flankensteilheit, Spannung, Strom, Leitungstyp und Länge machst.
>ich würde am Leitungsausgang sehr niederohmig abschließen,
Genau, am besten vielleicht mit einem Transimpedanzverstärker, die ja
einen 0R Eingang haben. Wenn der TIA in der Gegenkopplung sauber
kompensiert ist, kommt er mit 200pF-Kabelkapazität genauso gut klar, als
ob da ein Detektordiode mit 200pF Sperrschichtkapazität wäre.
Angehängte Dateien:
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Unbenannt.png
16 KB
Ähnliches Problem hatte ich mit ener Anbindung einer Photodiode an einen TIA. Gelösst wurde es indem der Eingang zum TIA über einen Spanunngsfolger-Opamp mit größerer GBW der "Schirm" des Kabels, sprich Anode der Photodiode, getrieben wurde. Der TIA sieht dann nur noch die seine eigene Eingangskapzität und die Eingangskapazität des Spannungsfolgers-OPamp, statt Kapazität des Koax-Kabels + Photodiode. Im Attachment ist U1 der TIA, U3 der Spannungsfolger-Opamp und links die beiden Photodioden. Gruß Hagen
Interessante Schaltung. Und das hast du stabil ohne Schwingneigung hinbekommen?
Idee stammt von hier http://www.edn-europe.com/bakersbestremotephotosensing+article+4726+Europe.html#ref Im Grunde ist es ein Bootstrapping und man findet auch einiges als diskreten Schaltungsaufbau. Ob das dem OT hilft weiß ich aber nicht so recht. Gruß Hagen
Hagen Re schrieb: > Idee stammt von hier > http://www.edn-europe.com/bakersbestremotephotosensing+article+4726+Europe.html#ref > > Im Grunde ist es ein Bootstrapping und man findet auch einiges als > diskreten Schaltungsaufbau. Diese Schaltungen funktionieren recht gut, haben aber die (prinzipbedingte) Einschränkung, dass man die Photodiode nicht vorspannen kann.
korrekt, aber man spannt Si-Photodioden ja nur vor um deren Kapazität zu reduzieren, was sich mit dem Bootstrap ja erledigt. Weiterer Vorteil ist der geringere Einfluß des Dunkelstromes, da ja ohne Vorspannung gearbeitet wird. Nachteil ist das Rauschen das schwieriger in den Griff zu bekommen ist. Da bei meiner Schaltung zwei Photodioden antiparellel geschaltet sind würde man unter normalen Umständen die beiden Photodioden nur vorspannen können wenn man die eine Photodiode gegen V+ und die andere gegen V-/GND legen wird, also in Reihe zwischen V+ und V- mit Mittelabgriff an den TIA. Bei mir ist es halt so das ich mit den antiparellen Photodioden arbeiten muß (diff. DC-Lichtunterdückung) und zudem noch zum Optikboard per 10cm Koax Kabel anbinden muß. Leider habe ich meine Messreihen mit dem aktuellen Aufbau noch nicht ganz fertig gestellt, sonst könnte ich dazu noch mehr schreiben. Gruß Hagen
>Diese Schaltungen funktionieren recht gut, haben aber die >(prinzipbedingte) Einschränkung, dass man die Photodiode nicht >vorspannen kann. Nachteilig ist das höhere Verstärkerrauschen und die Tatsache, daß die Abschirmung des Kabels keine Störungen mehr direkt nach Masse ableiten kann. Für Frequenzen jenseits der Bandbreite des OPamps ist die Abschirmung nicht länger existent, was natürlich katastrophale Auswirkungen haben kann (Handystrahlung, ESD, etc.). Diese Bootstrapschaltungen sind eher ein Ding der Vergangenheit und bestehen kaum die heutigen CE-Tests.
Und wenn nun ein Übertrager dazwischen ist?
Kai Klaas schrieb: >>Diese Schaltungen funktionieren recht gut, haben aber die >>(prinzipbedingte) Einschränkung, dass man die Photodiode nicht >>vorspannen kann. > > Nachteilig ist das höhere Verstärkerrauschen und die Tatsache, daß die > Abschirmung des Kabels keine Störungen mehr direkt nach Masse ableiten > kann. Für Frequenzen jenseits der Bandbreite des OPamps ist die > Abschirmung nicht länger existent, was natürlich katastrophale > Auswirkungen haben kann (Handystrahlung, ESD, etc.). > > Diese Bootstrapschaltungen sind eher ein Ding der Vergangenheit und > bestehen kaum die heutigen CE-Tests. Hm, und was wäre mit doppelter Schirmung ? Bei mir geht es, auf Grund der Kürze des Koax Kabels, nicht so sehr um ESD, aber bischen verunsichert bin ich nun doch. Gruß Hagen
>Hm, und was wäre mit doppelter Schirmung ?
Wenn die in genügend weitem Abstand zur Schaltung erfolgt, ist das kein
Problem. Aber mit einer doppelt abgeschirmten Koaxleitung steigt wieder
die Schwingneigung.
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