Hallo Leute,
ich versuche derzeit eine 200 MHz Wechselspannung deren Amplitude zw. 0
und 300 mV schwankt zu verstärken. Dazu habe ich mir die Schaltung im
Anhang entwickelt und aufgebaut, welche das Eingangssignal um den Faktor
4 auf 0 ... 1,2 V verstärken sollte. Allerdings erhalte ich am Ausgang
des OPV ein Rechtecksignal mit ca. 8 MHz. Diese ist außerdem noch
unabhängig vom Eingangssignal. D. h. ich erhalte auch bei 1 kHz
Eingangsfrequenz die 8 MHz am Ausgang.
Der Ausgang des OPV ist derzeit unbelastet, d. h. ich habe nur das Oszi
angeschlossen.
Kann mir jemand sagen was ich falsch mache bzw. was ich verbessern kann?
Der AD8000 ist ein current feedback OPV. Ich habe bisher noch nie mit
solchen OPVs gearbeitet. Ich vermute daher das ich noch einen Fehler in
der Schaltung habe.
V- braucht auch Kondensatoren:
Datenblatt:
Power supply bypassing is a critical aspect of the PCB design
process. For best performance, the AD8000 power supply pins
need to be properly bypassed.
A parallel connection of capacitors from each of the power
supply pins to ground works best. Paralleling different values
and sizes of capacitors helps to ensure that the power supply
pins “see” a low ac impedance across a wide band of frequencies.
This is important for minimizing the coupling of noise into
the amplifier. Starting directly at the power supply pins, the
smallest value and sized component should be placed on the
same side of the board as the amplifier, and as close as possible
to the amplifier, and connected to the ground plane.
Das Oszi würde ich auch mal auf Rin = 50 Ohm umstellen.
Erst einmal Vielen Dank für die schnelle Antwort!
Ich habe die zusätzlichen C's auf meiner Leiterplatte eingefügt und auch
das Oszi auf 50 Ohm Eingangswiderstand umgeschaltet. Leider hat das mein
Problem noch nicht beseitigt.
Dann schleife in den OpV-Ausgang ziemlich direkt am Pin des OpV nen
kleinen Widerstand (z.B. 47 Ohm) ein. Die vom Input unabhängigen 8 MHz
sehen für mich aus wie ein klassischer Clapp-Oszillator mit dem
Ausgangskabel als L, der Kabelkapazität als C und den Streukapazitäten
als Mitkopplung. Der o.g. Widerstand dient dazu, die Güte dieses
Schwingkreises herabzusetzen.
Bedenke mal, daß der AD8000 ein echtes UHF-Bauteil ist.
Ach ja, den R33 ersetze durch nen simplen Leiterzug. Der E+ des AD8000
hat so etwa ne ohmsche Impedanz von 3 MOhm und ca. 3..6 pF (wenn ich
mich recht erinnere).
W.S.
>ich versuche derzeit eine 200 MHz Wechselspannung deren Amplitude zw. 0>und 300 mV schwankt zu verstärken.
Du brauchst ein Layout mit einer durchgehenden Massefläche, die nur im
Bereich der verstärkungsbestimmenden Widerstände Aussparungen hat. Im
Anhang ist ein Beispiel gezeigt.
Dann mußt du jeden Versorgungsspannungsanschluß einwandfrei entkoppeln.
Setze besser keine Parallelschaltung von unterschiedlichen Caps ein,
weil das die Gefahr von Resonanzen in sich birgt. Verwende lieber eine
große keramische Kapazität in einer kleinen Bauform (0603 oder 0805),
die du direkt von den Anschlüssen zur Massefläche lötest. Wenn das nicht
reicht, schalte eine weitere identische Kapazität parallel und sorge für
gleich lange (oder besser gleich kurze!) Anschlüsse.
Der Grund der Schwingung ist aber wahrscheinlich der direkte Anschluß
des Tastkopfs mit seiner unzulässigen kapazitiven Last an den Ausgang
des OPamp. Das mögen diese OPamp garnicht. Die korrekte Art ist der
Anschluß einer korrekt terminierten 50R-Leitung, wie in figure 52 des
Datenblatts gezeigt. Wenn du dennoch einen hochohmigen Tastkopf
anschließen willst, dann mußt du in den Ausgang noch einen Widerstand
einlöten. So 22...33R sollten genügen, hängt aber bei einer "current
feedback" Geschichte ganz vom OPamp ab.
Desweiteren empfehle ich immer Pi-Filter in den Zuleitungen der
Versorgungsspannungsanschlüsse, damit längere Leitungen zum
Labornetzteil nicht zur Antenne werden oder wiederum ungesunde
Resonanzen bilden können.
Natürlich ist auch der Anschluß des Eingangs nicht unkritisch. Da sollte
eigentlich auch eine korrekt terminierte 50R-Leitung sitzen, es sein
denn du hast den Treiber wirklich direkt vor den Eingang gelötet.
Diese ultraschnellen OPamps verlangen HF-mäßige Aufbauten mit sauber
terminierten "transmission lines" und Platinen mit durchgehenden
Masseflächen. Die kannst du nicht wie normale Opamps beschalten oder
irgendwo dein Oszi in die Schaltung hängen.
schrammler schrieb:> Allerdings erhalte ich am Ausgang des OPV ein> Rechtecksignal mit ca. 8 MHz. Diese ist außerdem noch> unabhängig vom Eingangssignal.
Logisch. Die Schaltung schwingt.
> Der Ausgang des OPV ist derzeit unbelastet, d. h. ich> habe nur das Oszi angeschlossen.
Das ist ein fundamentaler Irrtum. Wenn Du den Oszi mit
einem normalen 1:1-Tastkopf angeschlossen hast, dann ist
Dein Verstärkerausgang signalmäßig kurzgeschlossen.
Rechne einfach mal den Scheinwiderstand eines typischen
1:1-Tastkopfes (150pF) bei 200MHz aus.
Vielen Dank für die Hinweise! Ich bin gerade dabei diese in einem neuen
Layout umzusetzen. Ich melde mich wieder wenn ich fertig bin.
Noch etwas zu dem Oszi-Tastkopf:
Ich nutze einen aktiven 10:1 1GHz Tastkopf mit 1MOhm und 0,9pF
(TETRIS1000). Meint ihr das der trotz der besseren Parameter der Grund
für das Schwingen sein kann?
Ja. Selbstverständlich.
Schau dir doch mal die klassische Schaltung des Colpitts- und des
Clapp-Oszillators an. Dann siehst du, daß die Leitungslänge vom
OpV-Ausgang bis in den tastkopf hinein das Schwingkreis-L darstellt und
die Tastkopf-Kapazität das dazugehörige C. Ich kenne genau DIESE
Schwingereien aus eigener Erfahrung. Also schleife am OpV-Ausgang nen
kleinen R in die Leitung und du wirst sehen, es geht plötzlich alles
gut.
W.S.
So, das neue Layout ist fertig. Die neue Beschaltung des AD8000 habe ich
mit angehängt.
Nach den ersten Tests verhält sich der OPV-Ausgang leider immer noch
nicht wie gewünscht. Bei einem 10KHz Eingangssignal (Vss=200mV) erhalte
ich den Signalverlauf im Anhang. Irgendwie sieht es so aus als ob den
10KHz etwas aufmoduliert wird. Bin leider ratlos was die Ursache sein
kann.
>So, das neue Layout ist fertig. Die neue Beschaltung des AD8000 habe ich>mit angehängt.
Hast du alle Verbesserungsvorschläge und Hinweise umgesetzt? Zeig uns
doch mal dein Layout und ein Bild von deinem Aufbau. Immer noch keine
korrekt terminierte 50R Leitung am Eingang und Ausgang verwendet??
>Irgendwie sieht es so aus als ob den 10KHz etwas aufmoduliert wird.
Bei digitalen Oszis immer von der kleinsten Ablenkzeit zu größeren
variieren, sonst erkennst du Aliasingprodukte (Schwebungen mit der
Abtastfrequenz) nicht als solche. Wenn wirklich eine HF-Schwingung am
Ausgang ist, erkennst du sie so am ehesten.
AD8000.PNG
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