Verstärker für Funktionsgenerator AD9833

[Christian D. (chrissd)]

Hallo Forum :-)

Folgendes Problem...

Geg.:

AD9833-Funktionsgenerator-Baustein zur Erzeugung von Sinus-/Rechteck- 
und Dreiecksignalen (Ansteuerung und Einstellung ist ja kein Problem)

Ges.:

Verstärkerschaltung um mindestens die Amplitude einstellen zu können. 
Bei dem Sinus würde ich gerne bis ca. fg = 10 MHz kommen. Die anderen 
Signalformen werden wohl früher "aufgeben". Die Versorgungsspannung soll 
über USB erfolgen. Spannungsregler etc. Also, soll das Signal maximal 
eine Amplitude von knapp 5V haben. Der AD9833 gibt Vmin 38mV und Vmax 
650mV aus. Der Ausgangsstrom ist nicht so wichtig, sollte nur großer 
werden können als der des AD9833.

Um das kurzschlusssicher/Überlastsicher zu bekommen würde ich dann vor 
der BNC-Buchse am Ausgang noch einen Widerstand zur Spannungsbegrenzung 
einsetzten...

Lös.:

Siehe Bild im Anhang. Einen Rail to rail OPV zum erzeugen eines 
einstellbaren Offsets. und anschließend auf einen Invertierenden 
High-Speed Verstärker um das Signal zu verstärken. Zu R5 würe nocn || 
ein Kondensator kommen um das ganze als aktiven TP nutzen zu können.

So ich hoffe, Ihr wisst so ca. wie ich mir das denke;-)

Meine Fragen sind jetzt, ist es sinnvoll das so zu machen oder sollte 
ich lieber einen Transistorverstärker nehmen und warum? Sind die 
Koppelkondensatoren C1 und C2 sinnvoll oder gelten diese nur für 
Transistorschaltungen? Ich habe die Schaltung bis jetzt nur Simuliert. 
Das Bodediagramm ist im Anhang. (Noch ohne den Tiefpasskondensator)

Vielleicht hat ja der ein oder andere noch Tipps und Ideen aus der 
Praxis.

Vielen Dank und Viele Grüße

Christian

[Torsten C. (torsten_c)]

Christian D. schrieb:
> ist es sinnvoll das so zu machen oder sollte
> ich lieber einen Transistorverstärker nehmen und warum?

Wenn Dir der OP genügend Strom liefert, brauchst Du keine Transistoren, 
ist OK so.

> Sind die
> Koppelkondensatoren C1 und C2 sinnvoll oder gelten diese nur für
> Transistorschaltungen?

Beide Kondensatoren verzerren bei niedrigen Frequenzen das Signal. 
Gerade C2 ist kritisch, da sich die Zeitkonstante R x C mit der 
Belastung am Ausgang ändert. Du kannst beide weglassen und den Offset 
über R2 einstellen-

Zu Offset: Besser ist es, das Poti an den Enden nach + und - zu 
verbinden und den Schleifer am OP anzuschließen, dann ist die 
Einstellung linear.

Über und unter dem Poti kommen dann noch Widerstände, um die 
Einstellgrenzen festzulegen.

[MaWin (Gast)]

Der LMH6601 ist im 6-pin SC70, das ist für einen 100mA 5V OpAmp nicht 
besonders gross und kann sicher nicht 0.7 Watt bei gemütlichen 
Temperaturen los werden.

Ich denke, der LMH6601 ist wirklich nur ein Viode-OpAmp, der mit 75 oder 
50 Ohm am Ausgang als externe Strombegrenzung und Verlustleistungssenke 
ausgestattet werden sollte. Wenn er bei dir sowieso eine Koax-Leitung 
treiben soll, wäre das ja auch der Fall.

Dann steht im Datenblatt immer Rg=Rf=604 Ohm, und obwohl es kein current 
feedback OpAmp ist, wird das eine Bedeutung haben. Du müsstest also R3, 
R4 und R5 viel niederohmiger machen.

Dann bekommt auch U1 seinen Sinn, doch Potis schliesst man so an 
(bereits umgebaut auf summation von 2.5 bis 5V zu den 0.6V des FG bei 
Ausgangs-OpAmp damit der ein Signal um 2.5V liefern kann)

+5V
 |             FG --1k8---+---1k8---+
100kPoti--|+\             |         |
 |        |  >-+--1k8-----+---|-\   |
100k   +--|-/  |              |  >--+--75R-- out
 |     |       |  GND --604R--|+/
GND    +-------+

Das Problem ist nicht so sehr der OpAMp, sondern eher die Platine, damit 
dieses Ding nicht von alleine schwingt und klingelt. Ein paar pF sind 
nämlich schnell irgendo eingefangen.

[Christian D. (chrissd)]

Hallo und Danke für die schnellen Antworten!

zum Poti, ja klar misst Flüchtigkeitsfehler;-) bzw. hatte zu erst diese 
gefunden und die hatten keinen Schleifer Abgriff.

MaWin schrieb:
> Ich denke, der LMH6601 ist wirklich nur ein Viode-OpAmp, der mit 75 oder
> 50 Ohm am Ausgang als externe Strombegrenzung und Verlustleistungssenke
> ausgestattet werden sollte. Wenn er bei dir sowieso eine Koax-Leitung
> treiben soll, wäre das ja auch der Fall.

Ich würde auch lieber einen anderen OPV verwenden, weil die ganzen 
schnellen ja keinen großen Ausgangsstrom treiben können. Aber da die 
Spannungsversorgung über USB mit max. 500mA pro Port erfolgt, und der 
AD9833 schon einiges nimmt, wenn er läuft, sollten die max 100 mA 
ausreichen. Ich habe nicht vor damit Lasten zu versorgen, sondern es 
soll einfach nur ein Signalgenerator sein.

Welchen OPV würdet ihr denn für diese Applikation auswählen und warum?

Für mich war das Hauptaugenmerk, auf der 
Bandbreite/Verstärkungsbandbreitenprodukt. Rail to Rail und ein 
"brauchbarer" Ausgangsstrom.

MaWin schrieb:
> Dann bekommt auch U1 seinen Sinn, doch Potis schliesst man so an
> (bereits umgebaut auf summation von 2.5 bis 5V zu den 0.6V des FG bei
> Ausgangs-OpAmp damit der ein Signal um 2.5V liefern kann)

MaWin, ich habe Deine Schaltung aufgebaut (Anhang) aber leider ist das 
Ausgangssignal geringer als das Eingangssignal. Ich finde aber den 
Fehler nicht... Wie nennst sich die Schaltung? Ich werde da nicht so 
richtig schlau draus.

Mit dem zweiten Poti wollte ich eigentlich die Verstärkung/Amplitude 
einstellen, hat das einen besonderen Grund, warum du das raus genommen 
hast?


Die Platine wird das Problem, wenn ich eine vernümftige Verstärkung hin 
bekomme. Step by step

Grüße

[MaWin (Gast)]

> Ich finde aber den Fehler nicht..

+5V
 |             FG --1k8---+---1k8---+
100kPoti--|+\             |         |
 |        |  >-+--1k8-----+---|-\   |
100k   +--|-/  |              |  >--+--75R-- out
 |     |       |  GND --1k2-+-|+/
GND    +-------+            |
                            +-1k2- +5V

>  hat das einen besonderen Grund, warum du das raus genommen hast?

Das Poti war an einer wirklich schlechten Stelle im Signalverlauf.
Aber eine viel bessere fällt mir auch nicht ein, daher Festwiderstand.

[Hann (Gast)]

Wie zeichnet ihr die Schaltungen in ASCII-Art? Gibts dafür ein Tool?

[Herr_Bert (Gast)]

LMH6702 ?!

[Dietrich L. (dietrichl)]

Hann schrieb:
> Gibts dafür ein Tool?

http://www.tech-chat.de/aacircuit.html

[W.S. (Gast)]

Christian D. schrieb:
> Lös.:
>
> Siehe Bild im Anhang.

Deine Schaltung ist Mist. Glaub's mir.

Zu allererst benötigst du einen OpV, der am ausgang R2R kann und der an 
seinen Eingängen zumindest über den V- hinaus kann. Sowas gibt's, bin im 
Moment bloß zu faul, danach zu suchen. Die üblichen Bandbreiten solcher 
OpV's liegen bei 8..12 MHz bei einfacher Verstärkung. Ich denke mal, das 
reicht, denn den AD9833 kannst du ja sowieso nur bis allerhöchstens 10 
MHz (bei Sinus) und so etwa 100..300 kHz bei allen anderen Signalformen 
benutzen.

Mit diesem OpV tastest du den Ausgang des AD9833 bzw. dessen 
Arbeitswiderstand (der kann auch ein Poti sein zwecks 
Amplitudeneinstellen) mit E+ ab und E- kommt an nen üblichen 
Spannungsteiler für ne Verstärkung von ca. 2..3, mehr geht ja sowieso 
nicht bei 5V. Der Fußpunkt dieses Spannungsteilers geht aber nicht auf 
GND, sondern an nen weiteren Spannungsteiler, dessen oberen R du in 
Grenzen einstellbar machst zwecks einstellbaren Offsets. Bis dahin 
brauchst du gar keinen C im Signalweg. Den brauchst du erst am Ausgang, 
wenn du ohne eine auf der LP erzeugte echte V- auskommen willst.

Fazit: du brauchst nur einen OpV und nicht zwei.

W.S.