Hallo allerseits, ich hätte da eine eher allgemeine Frage bezüglich Operationsverstärker: Ich habe mit einem LMH6702 einen Subtrahierer aufgebaut (http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Der_Subtrahierer_.28Differenzverst.C3.A4rker.29), frage mich jetzt aber, wie ich den am Besten abgleiche. R4 - R7 sind jeweils 25-Gang-Spindeltrimmer mit 1 kohm. Die Trimmer deswegen, weil so die Dämpfung noch einstellbar ist, da die Messwerte eine hohe Bandbreite haben (deswegen der OP mit nominell 1,7GHz). LTSpice hat mit 1000 Ohm viel zu stark gedämpft, 100 Ohm schien den Kollegen viel zu wenig, deswegen hab ichs halt komplett mit Trimmern gemacht, dann ist alles zwischendrin auch möglich. Wie kann ich die am Besten in der Schaltung abgleichen? Wenn ich immer alle 4 nachregle, komme ich zwar zum Ziel, brauche aber viele Iterationen, bis ich Offset und Verstärkung bei den gewünschten Werten/Genauigkeiten habe (Versorgung OPV +-5V, Ua -3V...+3V, Genauigkeit 0-5mV). Wenn ich R6 und R7 überbrücke, kann ich über R4 und R5 den Offset einstellen, brücke ich R4 und R5, kann ich die Verstärkung über R6 und R7 einstelllen. Aber wie mache ich das am Besten in der Schaltung? Dafür nochmal an der Platine rumzulöten find ich nicht besonders sauber. Da gibts doch sicher ne bessere Lösung. Vielleicht kann mir auch wer noch ein paar Informationen / Links zum Abgleich geben, zur Berechnung und Funktionsweise hab ich genug Infos gefunden, zur praktischen Durchführung des Abgleichs eigentlich gar nichts... vielen Dank und schönes Wochenende, Bastian
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Op-subtrahierer.png
1,8 KB
> frage mich jetzt aber, wie ich den am Besten abgleiche.
Jede Art von mechanisch betätigtem Trimmer ist das schwächste Glied in
dieser Kette.
Nimm gar keine Trimmer, wenn das ein Seriengerät werden soll.
Sorge dafür, dass du Widerstände einbaust die auf 0,01%(0,1%) genau sind
und einen kleinen Temperaturkoeffizienten haben. Alternativ nimm einen
Instrumentenverstärker in dem die Widerstände schon drin sind.
Ne, die Trimmer sind nur in der 1. Version der Schaltung drin. Danach naürlich Festwiderstände. Da ich zwar eine reine Subtraktion durchführen will und somit alle Widerstände gleich sein sollen, den genauen Wert aber noch variieren können will, um das Optimum zwischen Dämpfung und Schwingungsneigung herauszuholen, sehe ich da keine großartig andere Möglichkeit...
Bei einem 1,7GHz OP und der Schaltung wird jede Einstellung an den Trimmern absolut nichts mit einem Aufbau in dem es dann Festwiderstände sind zu tun haben. Schon gar nicht mit Spindeltrimmern. Je nach Aufbau und Layout kann es bei solchen OPs entscheidend sein ob auf der Platine ein Kondensator 5mm weiter weg vom OP ist oder nicht. Und 1k für R6 macht in einem 0805 Gehäuse (ca. 150fF) auch schon eine -3dB Eckfrequenz von rund 1GHz. Das ist bei diesem OP wohl völlig egal, ich meine damit nur, dass man wirklich nicht höher gehen sollte. Viele Grüße Philipp
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Bastian B. schrieb: > Wie kann ich die am Besten in der Schaltung abgleichen? Das Problem deiner Schaltung hast du schon richtig erkannt: Für jeden variablen Parameter brauchst du eine Abgleichvorschrift. Wenn du dir die Gleichung für den Subtrahierer ansiehst, wirst du feststellen, dass zumindest dein R6 und R7 o.b.d.A. fest und von gleichem Wert sein können. Das reduziert die Anzahl der Abgleiche schon mal auf die Hälfte. Du kannst auch einfach z.B. R4 und R6 als Festwiderstände wählen und für R5/R7 ein einziges Trimmpoti nehmen. Damit wäre die Anzahl der Abgleichpunkte auf ein Viertel reduziert.
Beschreibe doch mal bitte ein wenig mehr was Du vor hast. Welche Signale erwartest Du an den beiden Eingängen. Evtl. erübrigt sich dann schon einiges. Viele Grüße Philipp
Subtrahierer gleicht man in der Regel nicht ab. Denn hinten und vorne kommt ja meist auch noch was. Was soll das Ganze denn bringen ?
Philipp C. schrieb: > Schon gar nicht mit Spindeltrimmern. Je nach Aufbau > und Layout kann es bei solchen OPs entscheidend sein ob auf der Platine > ein Kondensator 5mm weiter weg vom OP ist oder nicht. > Und 1k für R6 macht in einem 0805 Gehäuse (ca. 150fF) auch schon eine > -3dB Eckfrequenz von rund 1GHz. Das ist bei diesem OP wohl völlig egal, > ich meine damit nur, dass man wirklich nicht höher gehen sollte. Klar, die Trimmer haben ca. 10% Toleranz (hab grad die genauen Daten nicht bei der Hand). Aber ob der nun von 100 Ohm bis 900 Ohm geht, sollte doch egal sein, wenn ich z.B. 500 Ohm einstelle. Die Stellung von der Spindel ist natürlich abhängig von der Toleranz, aber es sollte doch möglich sein, die gleichen Werte einzustellen, Temperaturdrift mal außen vor. (Oder?) Ich hätte ja die 100 Ohm aus der Simulation genommen, aber dann hieß es "OPV muss hochohmig". Deswegen der Kompromiss mit den Trimmern. Die Kondensatoren liegen direkt an den Spannungsreglern (7805 / 7905, 0,1 µ auf den Ausgangspins). Sollten die besser nah oder weit weg sein? Mike schrieb: > R6 und R7 o.b.d.A. fest und von gleichem Wert sein können. Ich würde alle Widerstände gleich wählen. Die Frage war nur: 100 Ohm oder 1k oder irgendwas dazwischen... An den Eingängen erwarte ich 2 invertierte Signale von ca. 2Vpp, die ca. 400ns dauern. Diese werden i.A. differentiell auf 2 Eingängen des Oszis gemessen und numerisch weiterverrechnet, der OPV soll beide auf einen Eingang zusammenlegen und den additiven Fehler analog eliminieren (also (x + Fehler) - (-x + Fehler)). Die Sensoren können 100-400Mhz, der OPV soll auch bei höheren Bandbreiten nicht der limitierende Faktor sein.
Ich bezog mich bei denen Trimmern auch eher auf die parasitären Effekte die diese mitbringen. Natürlich haben die DC mässig schon irgendeinen Widerstand und bei DC kommt es auch nicht auf irgendwelche Genauigkeiten an, denn Du könntest sie ja einfach nach zufriedenstellender Einstellung ausmessen. Aber hier willst Du ja bis zu 400MHz durch diesen Trimmer übertragen. Mit dem Kondensator meinte ich die Kondensatoren die Teil Deines Rückkoppelnetzwerkes sind (hier ja noch nicht vorgesehen). Bei einigen 100MHz sind irgendwann die Induktivitäten der Leiterbahnen nicht mehr zu vernachlässigen (über den Daumen 1nH/cm). Zudem sollte man sich bei 400MHz langsam auch überlegen ob man das Ganze nicht vernünftig terminiert. Schau Dir doch mal Datenblätter einiger schneller OPs an. Ich habe da jetzt zum Beispiel OPA657 oder so im Kopf. Da wirst Du schnell sehen, dass die Widerstände dort alle sehr klein gewählt sind (also eher um 100Ohm oder etwas größer) und auch wie sich die Widerstände auf die Übertragungsfunktion der Schaltung auswirken. Ich fürchte mit einfach vier Widerständen um einen schnellen OP wird der Abgleich vermutlich Dein kleinstes Problem sein, wenn das eine flache Übertragungsfunktion von DC bis über 400MHz haben soll. Viele Grüße Philipp
Vergiss das mit dem Trimmer ganz schnell. Rechne vorher aus, was kommen wird und dimensioniere es mit 0,1%igern Widerständen aus. Sieh parallel zu R6 und R7 noch mindestens einen Footprint für einen weiteren Widerstand vor, um ggf auch "Zwischenwerte" bestücken zu können. Wenn du bei R4=R5 und R6=R7 angekommen bist, hast du die wenigsten Probleme. Für einen Experiment-Aufbau würde ich nur R4 und R5 als Trimmer ausbilden.
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Bevor Du in 0,1% Widerstände investierst würde ich zunächst mal so bestücken wie Du es Dir denkst und dann einen Bodeplot aufnehmen. Wenn das dann eine handvoll dB daneben ist, dann ist ja alles gut und man kann die Widerstände besorgen, aber ich vermute es wird einfach ganz und gar nicht so aussehen wie gewünscht. Viele Grüße Philipp
R6 = 237 Ohm oder zumindest nahe daran. Ist ein current feedback OP, dafür optimiert, steht im Datenblatt.
@ Bastian B. (basti85) >möglich sein, die gleichen Werte einzustellen, Temperaturdrift mal außen >vor. (Oder?) Möglich schon, sinnvoll nein. Sowas baut niemand, das macht man anders. >Ich würde alle Widerstände gleich wählen. Die Frage war nur: 100 Ohm >oder 1k oder irgendwas dazwischen... Kommt auf deine Quelle an. 100Ohm ist schon ARG niederohmig. >An den Eingängen erwarte ich 2 invertierte Signale von ca. 2Vpp, die ca. >400ns dauern. Nicht wirklich kurz. > Diese werden i.A. differentiell auf 2 Eingängen des Oszis >gemessen und numerisch weiterverrechnet, der OPV soll beide auf einen >Eingang zusammenlegen und den additiven Fehler analog eliminieren (also >(x + Fehler) - (-x + Fehler)). Auf gut Deutsch, du willst das Signal echt differentiell messen, weil die Messung mittels zweier single ended Oszikanäle zuviele Fehler reinbringt. Das ist logisch, denn dieser Trick funktioniert nur bei relativ niedigen Frequenzen, wo der genaue Frequenzgangabgleich der beiden Kanäle noch nicht ins Gewicht fällt. >Die Sensoren können 100-400Mhz, Bla. Ich kann Skat. Und? ein 400ns Puls ist weit weg von 400MHz. Un einen Differenztastkopf für ECHTE 400MHz baut man nicht einfach mal so mit einem schnellen OPV. Schon gar nicht mit Trimmern. Zu groß, zuviel Induktivität und Kapazität. Wurde schon endlos gesagt. Und man krieg eine Meise, wenn man das abgleichen will. > der OPV soll auch bei höheren >Bandbreiten nicht der limitierende Faktor sein. Dream on ;-) Das Zauberwort eines jeden Differenzverstärkers bzw. Differenztastkopfes lautet Gleichtaktunterdrückung, auf neudeutsch common mode reject ratio. Wie hoch soll die sein? Welche Bandbreite wird WIRKLICH benötigt? Für 400ns Pulsbeite sicher nicht 400 MHz, es sein denn, man will halt 1ns Anstiegszeit noch genau wiedergeben.
Falk Brunner schrieb: > der genaue Frequenzgangabgleich der > beiden Kanäle... ...und auch ohne äussere paras. Kapazitäten würde das bei Hf nicht gegeben sein. Sieht man in Fig. 5 u. 6 des DB. Aber danach hat der TO nicht gefragt.
Philipp C. schrieb: > Ich bezog mich bei denen Trimmern auch eher auf die parasitären Effekte > die diese mitbringen. Okay, klar. lowf schrieb: > R6 = 237 Ohm oder zumindest nahe daran. Ist ein current feedback OP, > dafür optimiert, steht im Datenblatt. ja, das hatte ich zwischenzeitlich auch gefunden. Nu is der Aufbau aber eh schon da, dann kann ich mir die genannten Effekte selber auch anschauen. Schadet sicher nicht... Falk Brunner schrieb: > Auf gut Deutsch, du willst das Signal echt differentiell messen Jep. Funktioniert numerisch aber auch erstaunlich gut, es geht vor allem darum, die Messungen zu vereinfachen. Falk Brunner schrieb: > common mode reject ratio. > Wie hoch soll die sein? Welche Bandbreite wird WIRKLICH benötigt? Das sehe ich als einen Teil meiner Ergebnisse. Ist bei handgefertigten Sensoren auch gewissen Schwankungen unterworfen. So gut als möglich... Ich werde jetzt in den nächsten Tagen ein paar Messungen machen, wie gesagt - der Aufbau steht, dann wird er auch vermessen. Danke schoneinmal für euren Input, damit fällts mir auf jeden Fall leichter, die Ergebnisse zu beurteilen.. vg Bastian
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