Impedanzwandler für Komparator. OPV zu langsam?

[Ich (Gast)]

Hallo  alle zusammen,
Ich habe folgendes Problem: mein Komparator (LM339) gibt mir ein 120 kHz 
Signal aus, womit ich ein paar Transistoren ansteuern muss.
Ich dachte also, dass ich nen OPV als Impedanzwandler hinterher schalte, 
aber ich erhalte nur eine Dreieckspannung, ich denke, der OPV (LM324; 
LM358) ist zu langsam?
Hab nen 1k Pullup am Ausgang des 339 und Vcc beträgt 12V.

Was gibt es noch für Möglichkeiten?
Ich brauche ca. 50 mA von 0 bis >= 10 Volt bei 120kHz, Tastverhältnis 
bis 80%.

Liebe Grüße

[Kai K. (klaas)]

>Ich brauche ca. 50 mA von 0 bis >= 10 Volt bei 120kHz, Tastverhältnis
>bis 80%.

Sourced or sinked? In was für eine Last? Schon mit MOSFETs probiert?

[Ingo (Gast)]

Ich schrieb:
> Ich dachte also, dass ich nen OPV als Impedanzwandler hinterher schalte,
> aber ich erhalte nur eine Dreieckspannung, ich denke, der OPV (LM324;
> LM358) ist zu langsam?

ICh hab jetzt die Formel nicht mehr im Kopf, aber für 120kHz is der zu 
lahm. Hier würde sich ein CMOS Inverterer oder ne MOSFET Stufe wohl 
besser eignen, da du ja eh nur "0" oder "1" impedanzwandelst


Ingo

[ArnoR (Gast)]

Dieser OPV hat eine SlewRate von etwa 0,5V/µs...

[Ich (Gast)]

Ich brauche die 50 mA um NPN Transistoren anzusteuern (sinked).
Das ganze habe ich schon mit einem Mosfet (BS 107) probiert, das Problem 
ist nur, dass dieser nie ganz sperrt, da ich mit dem 339 und dem Pullup 
nie ganz auf 0 V komme (habe auch nur asymmetrische 
Versorgungsspannung).

[Christian S. (christianstr)]

Wichtig in dem Zusammenhang ist die Slew Rate. Die Slew Rate ist der 
Anstieg der Spannung pro µs. Wenn sich die Spannung am Ausgang also 0V 
bis +10V bei 120 kHz ändern soll, muss die Slew Rate mindestens um 
45V/µs liegen. Können die OPs das?

[simi (Gast)]

>Das ganze habe ich schon mit einem Mosfet (BS 107) probiert, das Problem
>ist nur, dass dieser nie ganz sperrt, da ich mit dem 339 und dem Pullup
>nie ganz auf 0 V komme (habe auch nur asymmetrische
>Versorgungsspannung).

Hhm, sollte aber eigentlich klappen...

[dolf (Gast)]

wieso unbedingt nen mos?
nimm nen passenden npn transi und go.
r1 auf 3,3k erhöhen.
als transi nen bc639 z.b.
der op lm318 hat ne slewrate von 50v/µs.....
mfg

[Ingo L. (Gast)]

dolf schrieb:
> wieso unbedingt nen mos?
Weil hier mit 120kHz geschaltet werden soll, folglich sich MOSFETs 
besser eignen.



Ingo

[Falk B. (falk)]

@  Ich (Gast)

>Ich habe folgendes Problem: mein Komparator (LM339) gibt mir ein 120 kHz
>Signal aus, womit ich ein paar Transistoren ansteuern muss.

Hmm.

>Ich dachte also, dass ich nen OPV als Impedanzwandler hinterher schalte,

Nicht sinnvoll. Ein Komparator erzeugt ein Digitalsignal. Das verstärkt 
man sinnvoll mit einem digitalen IC, z.B. 74HC04. Ein OPV ist dafür nur 
dritte Wahl, die langsame Gurke LM324 erst recht.

>Ich brauche ca. 50 mA von 0 bis >= 10 Volt bei 120kHz, Tastverhältnis
>bis 80%.

Nimm einem Pegelwandler, wenn man den richtigen IC nimmt, schafft 
der auch direkt die 50mA, z.B. ein MOSFET-Treiber.

[Ich (Gast)]

Hier ist das Signal.
Die Flanken sind echt steil, und mit nem NPN bekomm ich das auch 
verstärkt, allerdings sind meine Transistoren zu träge und das 
Tastverhältnis ändert sich.
Mit dem 107 bekomme ich ne Amplitude von vielleicht 1 Volt mit nem 
Offset von über 3 Volt, wieso?
Das Signal vom 339 geht von 0.3 bis 11.3 Volt.

Wenn möglich, sollte das ganze doch mit nen bisschen Hühnerfutter zu 
lösen sein, da sonst alles fertig ist und ich nicht extra nochmal 5 Euro 
Versandkosten für ein Bauteil ausgeben möchte. Ich hab leider nicht 
allzuviel in der Bastelkiste rumliegen... Angesteuert werden übrigens 2 
diskrete Mosfettreiber.

LG

[Der (Gast)]

Hi!
Gehen die Transistoren in die Sättigung? Das kannst du mit einer 
Schottky zwischen Basis und Kollektor verhindern.

[Kai K. (klaas)]

>Mit dem 107 bekomme ich ne Amplitude von vielleicht 1 Volt mit nem
>Offset von über 3 Volt, wieso?

Dann zeige uns doch mal einfach deine Schaltung. So wird das nichts.

Ich habe die Schaltung von Simi (siehe oben) nicht nur mit einem BS170, 
sondern auch mit einem BC337 in der Simulation zum Laufen gebracht. Da 
normale bipolare Transistoren aber zu träge sind, verändert sich das 
Tastverhältnis weit stärker als mit einem MOSFET.

[Ich (Gast)]

Kai Klaas schrieb:
>>Mit dem 107 bekomme ich ne Amplitude von vielleicht 1 Volt mit nem
>>Offset von über 3 Volt, wieso?
>
> Dann zeige uns doch mal einfach deine Schaltung. So wird das nichts.
>
> Ich habe die Schaltung von Simi (siehe oben) nicht nur mit einem BS170,
> sondern auch mit einem BC337 in der Simulation zum Laufen gebracht. Da
> normale bipolare Transistoren aber zu träge sind, verändert sich das
> Tastverhältnis weit stärker als mit einem MOSFET.

Die Schaltung entspricht der von simi.
Ich habe grade einen IRLZ34N ausprobiert. Offset ist weg, aber die 
Amplitude beträgt auch nur 1 Volt und das Signal ist verzerrt (siehe 
Anhang).

[Kai K. (klaas)]

>Ich habe grade einen IRLZ34N ausprobiert. Offset ist weg, aber die
>Amplitude beträgt auch nur 1 Volt und das Signal ist verzerrt (siehe
>Anhang).

Da ist wirklich ein 240R Widerstand an der Drain, genau wie bei Simi?

Zeige uns doch mal das Signal am Ausgang des LM339.

Edit: Der IRLZ34N hat zuviel Eingangskapazität...

[Ich (Gast)]

Es sind 248 Ohm.
Das Signal vom 339 habe ich weiter oben schonmal gepostet ;)

Ich müsste noch irgendwo ein paar HF Transistoren haben, mal gucken ob 
ich die finde, dann werde ich es mal damit versuchen.
Oder wenn ich morgen in Köln bin mal beim blauen C in Bonn vorbei 
schauen, falls die Apotheke überhaupt was da hat...
Was wäre dann am günstigsten? Schneller OPV oder lieber ein Mosfet?

[Kai K. (klaas)]

>Das Signal vom 339 habe ich weiter oben schonmal gepostet ;)

Und das Bild zeigt das Verhalten mit dem IRLZ34N als Last??

[Purzel (Gast)]

Was soll das? Nimm einen richtigen Komparator, nicht dieses Spielzeug. 
Und einen normalen Transistor, zB einen BC817

[Ich (Gast)]

Dies ist mit dem IRLZ34N. Bei dem BS107 siehts fast genau so aus.
Das obere war ohne Last.
Kleinsignalmosfets hab ich keine mehr, nur noch STP16NF06...

Und wieso sollte der 339 Spielzeug sein? Meines Wissens nach sollte der 
ausreichen...

[Helmut L. (helmi1)]

Die Dreieckform in deinem Signal kommt von der Miller Kapazitaet 
zwischen Gate und Drain. Du must dafuer sorgen das der Transistor 
niederohmig angesteuert wird. Die andere Moeglichkeit das schnell zu 
bekommen ist den Spannunghub am Drain/Kollektor klein zu halten. Das 
kann man erreichen wenn diese Schaltung mit einem 2. Transistor zu einer 
Kaskodenschaltung ergaenzt.
Dabei wird am Kollektor des 1. Transistors der Emitter des 2. Transistor 
angeschlossen und erst an dessen Kollektor das Signal abgegriffen. 
Dadurch wird der Hub am Kollektor des ersten Transistors begrenzt und 
die Miller Kapazitaet wird nicht so gross umgeladen.

[Ich (Gast)]

Bekommt der Transistor mit der Last am Kollektor dann nen Konstantstrom 
auf die Basis und der andere das Signal?

[dolf (Gast)]

Ingo L. schrieb:
> Weil hier mit 120kHz geschaltet werden soll, folglich sich MOSFETs
> besser eignen.

ach so ...
gibt ja auch nur die lahmen 0815 allewelt transis.
nimm nen hf typ.
nen 2n3866 z.b.
VHF Kleinleistungstransistor
NPN
Uceo:30 V
Ic:0,4 A
Ptot:5W (25°c)
fT:800 MHz
gibt auch noch andere brauchbare bei reichelt.
dieser typ fiel mir aber grad ein.

mfg

[Kai K. (klaas)]

>Hab nen 1k Pullup am Ausgang des 339 und Vcc beträgt 12V.

Also irgendetwas geht hier völlig schief. Bist du wirklich sicher, daß 
du einen Pull-up verwendest und der nur 1k groß ist??

[Purzel (Gast)]

Der Pullup von 1k zusammen mit der Gatekapazitaet ergibt eine 
Zeitkonstante...

[Kai K. (klaas)]

>Der Pullup von 1k zusammen mit der Gatekapazitaet ergibt eine
>Zeitkonstante...

Die in Verbindung mit einem BS170 bei rund 100nsec liegt. Das sollte für 
120kHz reichen, selbst wenn man noch ein paar 100nsec für den LM339 
berücksichtigt.

[Helmut L. (helmi1)]

Kai Klaas schrieb:
> Die in Verbindung mit einem BS170 bei rund 100nsec liegt.

Du vergisst das es eine Kapazitaet zwischen Gate und Drain gibt.
Und diese Kapaziaet multipliziert mit der Spannungsverstaerkung ergibt 
die tatsaechliche Kapazitaet. -> Millerkapazitaet.

[Kai K. (klaas)]

>Du vergisst das es eine Kapazitaet zwischen Gate und Drain gibt.
>Und diese Kapaziaet multipliziert mit der Spannungsverstaerkung ergibt
>die tatsaechliche Kapazitaet. -> Millerkapazitaet.

Ja, du magst ja Recht haben bei großen MOSFETs, wie beispielsweise dem 
IRF044 u.ä.., aber doch nicht bei einem BS170.

[Helmut L. (helmi1)]

Kai was hat die groesse des MOSFETS mit der Auswirkung der 
Millerkapazitaet zu tun? Ob klein oder gross der Effekt der 
Multiplikation mit der Spannungsverstaerkung bleibt.

[Kai K. (klaas)]

So, ich habe das jetzt schnell mal in LTSpice simuliert.

[Helmut L. (helmi1)]

Das deckt sich aber nicht mit der Messung von Ich.
Der hat da einen Sagezahn drauf.

Beitrag "Re: Impedanzwandler für Komparator. OPV zu langsam?"

[Kai K. (klaas)]

>Das deckt sich aber nicht mit der Messung von Ich.
>Der hat da einen Sagezahn drauf.

Weswegen ich ihn ja auch gefragt habe, ob er sich wirklich sicher ist, 
einen 1k Pull-up zu verwenden...

Zweifelst du denn das Resultat der Simulation an?

[Helmut L. (helmi1)]

Kai Klaas schrieb:
> Zweifelst du denn das Resultat der Simulation an?

Nein das tue ich nicht.

Ich habe gerade das mal ausprobiert:

HP_54500 ist das mit einem 1K Gatewiderstand
HP_54501 ist das mit einem 5.6K Gatewiderstand

Der Transistor ist ein
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irlml0060pbf.pdf

Einen BS107 habe ich zur Zeit keinen da.
Wenn du die Spicedaten zu dem findest kannst du es ja mal simulieren.

Man sieht aber deutlich wenn der Gatewiderstand groesser wird sich die 
Millerkapazitaet mehr auswirkt. 1 KOhm schein da langsam die Grenze zu 
sein.

[Kai K. (klaas)]

>Einen BS107 habe ich zur Zeit keinen da.

Wenn ich heute noch Zeit habe, probiere ich mal einen BS170 aus.

[Ich (Gast)]

Es sind wirklich 1k und nicht mehr.
Verkleinern ist kritisch, da der 339 nur 16 mA ab kann.
Ich bin gestern zu nichts mehr gekommen und das Wochenende wird es wohl 
nicht anders sein.
Ich werde zunächst mal die Kaskodenschaltung austesten, dann werde ich 
ja sehen, ob es nur an der Millerkapazität liegt.
Ich melde mich dann wenn ich ein Ergebnis habe.
Ich möchte mich aber schon mal für die Hilfe bis jetzt bedanken. 
Wirklich super hier!

LG

[Kai K. (klaas)]

So, ich habe das jetzt mal mit einem digitalen Zweikanaloszi (PCS500 von 
Velleman) gemessen: Gatewiderstand ist 1k, direkt getrieben vom Ausgang 
eines TLC555, Versorgungsspannung ist 15V, deshalb Drainwiderstand auf 
300R erhöht. Man sieht auf den Scopeplots zuerst das Verhalten bei einem 
Low-High-Sprung am Ausgang des TLC555, dann bei einem High-Low-Sprung. 
Gemessen wurde direkt am Ausgang des TLC555 und an der Drain des BS170. 
Tastköpfe waren auf 10:1 eingestellt.

Mir ist bei der Messung übrigens aufgefallen, daß ein defekter MOSFET 
genau das gleiche Schadbild zeigt, wie vom TE berichtet! Also nimm mal 
einen neuen BS170 und schau, daß du ihn schon beim ersten Mal richtig 
anschließt...

[Ich (Gast)]

Nach dem 3. Mosfet hat es endlich geklappt. Ich glaube ich werde keine 
Sortimente mehr bei Pollin bestellen, wenn die Hälfte kaputt ist...


Ich möchte mich noch einmal bei allen für ihre Unterstützung und Hilfe 
bedanken.
Wirklich super :)

[Helmut L. (helmi1)]

Ich habe das mal mit einer Kaskodenschaltung getestet.

C2 ist ein Speedup Kondensator.

Bild 1 ist das Signal ohne den Kondensator mit 2 MHz
Bild 2 ist das Signal mit Kondensator bei 5Mhz
Bild 3 ist das Signal mit 120khz

Wie man sieht kann man auch mit ganz normalen Transistoren eine hohe 
Grenzfrequenzen erhalten.

[HildeK (Gast)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Wie man sieht kann man auch mit ganz normalen Transistoren eine hohe
> Grenzfrequenzen erhalten.

Ein Problem ist auch die Ausräumzeit beim Ausschalten des Transistors.
Eine Methode, hier besser zu werden ist auch:
- Verwenden einer Schottky-Diode zwischen B und C. Nachteil: der 
LOW-Pegel steigt etwas an - mit einem kleinen Serienwiderstand zur Diode 
kann man das noch optimieren
- den Basisvorwiderstand möglichst niederohmig machen und ev. mit einem 
kleinen Kondensator überbrücken
- einen schnelleren Transistor auswählen
- insgesamt niederohmige Beschaltung des Transistors

Im Anhang ein Beispiel, das bei 10MHz noch ganz brauchbare Ergebnisse 
liefert - zumindest in der Simulation. Und ein Vergleich dazu ohne die 
Zusatzbeschaltung.