Suche Gegentaktverstärker für Frequenzgenerator

#4109881
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Hallo,

ich habe noch einen alten ELV-Frequenzgenerator. Den habe ich jetzt nach 
20J mal überholt und er fuktioniert wieder. Leider ist die 
Ausgangsspannung mit 1-2 Volst VSS etwas niedrig. Ich suche deshalb 
einen Verstärker mit dem ich die Spannung auf 12-15 Volt hochregeln 
kann. Hat jemand einen Tipp? Suche etwas Fertiges oder einen einfachen 
Bausatz.

Ach ja, Freguenz bis 1 Mhz.

Danke und Gruß,
thoern
#4109909
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Ein Gegentaktverstärker (B-Endstufe) dürfte dafür zu langsam sein, zumal 
die Spannungsverstärkung <1 ist.
Ich würde mal nach einem verdammt schnellen OPV mit entsprechender 
Slew-Rate suchen. Ausgangsstrom wird ja nicht benötigt denke ich mal?

Alternative wäre eine diskret aufgebaute Basis-Schaltung, aber davon 
rate ich ab.
Gast #4109984
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T. Thoern schrieb:
> die Spannung auf 12-15 Volt hochregeln
> Ach ja, Freguenz bis 1 Mhz.

Hast du auch nur mal ausgerechnet, welchen Strom du brauchst,
um nur 1nF (MOSFET-Gate) mit 1MHz um 15V umzuladen ?

Richtig, 100mA.

Und wenn dein 1MHz nicht nur Sinus sondern auch Rechteck ist,
sollte die Grenzfrequenz VIEL höher sein.

Funktionsgenerator-Ausgänge sind also anspruchsvoll.
LT1206/1207 bietet sich an. Der Aufbau muss HF-stabil sein,
also gute Stützkondensatoren und gutes Layout.
#4110047
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Ich gehe makl davon aus, dass Dein Frequenzgenerator Sinus erzeugt...

Ein Generator ist ein Laborgerät, der Sinus also ziemlich "rein" sein. 
Dein nachgeschaltetes Modul sollte diese Form nicht übermässig 
verschlechtern.

Einige Messungen verlangen 50ohm Anpassung, also sollte der Ausgang 
Deines Moduls einen gewissen Strom liefern können.

Ich würde einen Operationsverstärker mit hohen Ausgangsstrom nehmen. Die 
Verstärkung lässt sich sauber einstellen und die Verzerrungen sind 
minimal. Sie sind auch nicht mehr so teuer wie vor Jahren.

Schau Dir mal den an:

RT9146/7

Features
Rail-to-Rail Output Swing
Supply Voltage : 6V to 20V
Peak Output Current : 1A
High Slew Rate : 35V/μs
Unity Gain Stable

Strom und Spannung sollten für ein Signal von 15Vss auf 50ohm 
ausreichen, 35V/μs für 1MHz gerade noch so.
Gast #4110240
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Such Dir mal Unterlagen zum MFG9000 von ELV. Der hatte eine diskrete 
Endstufe, ging ganz gut. Meiner liegt seit Jahren teilzerlegt unter dem 
Tisch, müsste mal nachsehen. Unterlagen in Papier sollte ich auch haben.

Old-Papa
#4110241
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T. Thoern schrieb:

> um das einfacher zu gestalten: wenn ich bis ca. 200khz vernünftige
> Signale für Sinus, und Dreieck - evtl. auch Rechteck - mit 15V Amplitude
> bekomme, soll mir das reichen.

Bis ca. 100kHz sind normale NF-Verstärker-ICs gut geeignet.
Für grössere Frequenzen sollte man einen zweiten Verstärker
nehmen, der dann möglicherweise für kleinere Amplituden aus-
gelegt werden kann.
Gruss
Harald
Gast #4110423
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Bis etwa 20 Volt Spitze-Spitze am offenen Ausgang geht noch relativ 
einfach mit schnellen Operationsverstärkern (TSH..., AD815,...). Mit 50 
Ohm Abschluss wären das dann noch 10 V_ss.

Die 2 Teilung in einen niederohmigeren Ausgang (Audio Verstärker mit 
etwa 5 Ohm, bis z.B. 20 V, ca. 50 kHz) und einen HF Ausgang mit 50 Ohm 
und dann etwas weniger Amplitude (z.B. 5 V_ss) ist da keine so schlechte 
Idee.
Gast #4110506
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Ingo Less schrieb:
> Ein Gegentaktverstärker (B-Endstufe) dürfte dafür zu langsam sein
> Ich würde mal nach einem verdammt schnellen OPV mit entsprechender
> Slew-Rate suchen.

Wie soll das gehen? Der OPV hat doch intern eine Gegentakt-Endstufe! 
Also wäre auch der schnellste OPV zu langsam.
Natürlich geht das mit einer Gegentakt-Endstufe, ist in jedem FG drin.

Ausgangsstrom wird ja nicht benötigt denke ich mal?

Natürlich nicht, wozu auch. 15V an 50R sind ja nur 300mA.

T. Thoern schrieb:
> Ich suche deshalb
> einen Verstärker mit dem ich die Spannung auf 12-15 Volt hochregeln
> Freguenz bis 1 Mhz.
> Sinus, Dreieck, Rechteck, Impuls. Also alles, was man so
> braucht...

Das schafft schon ein passend dimensionierter NF-Verstärker alter Art. 
Die angehängte Schaltung hat eine Bandbreite von ca. 20MHz, >100V/µs und 
liefert bei 1MHz noch ein brauchbares Signal. Die Kosten sollten bei 
etwa 2€ liegen.
Angehängte Dateien:
(Firma: Reusch Elektronik) #4113755
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Das ist ein kommerzielles Produkt eines Chinesen. Einen Schaltplan gibt 
es also nicht! Aufgrund der Daten, die das Gerät hat, könnte es auf dem 
OPA549 basieren.
Ich habe mir dieses Gerät zugelegt. Ist vorgestern eingetroffen und habe 
es gestern mal ein bisschen angetestet. Es ist ok (bis jetzt keine 
negativen Auffälligkeiten), vorallem für den Preis, wenn man es mit dem 
Produkt Agilent/Keysight 33502A vergleicht .
Nicht so schön ist halt das externe Netzteil und die Tatsache, dass zur 
Einstellung der Verstärkung und zum Ein-/Auschalten des Signals 
lediglich DIP-Schalter am Gerät vorhanden sind!
(Firma: Reusch Elektronik) #4113818
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Marian B. schrieb:
> Der ist dafür per LAN und USB programmierbar. Gut, ob das den
> sechsfachen (halt Stopp, der Agilent hat ja zwei Kanäle, also der drei
> bis vierfache) Preis oder so rechtfertigt ist eine andere Frage.

Die externe Steuerbarkeit ist natürlich schon ein Pluspunkt. Beim 
Siglent-Teil kann man sich damit behelfen, dass man den ansteuernden 
Generator abschaltet. Das Ausgangssignal des Verstärkers hat dann 
wenigstens 0 Volt.
Wenn man so einen Zusatzverstärker nicht so oft braucht, sind die 
Komfort-Features, wie eingebautes Netzteil, vernünftige Bedienelemente 
(ich spiele da auf die DIP-Schalter an) und die Fernsteuerbarkeit 
vielleicht eher verzichtbar.
Ich hatte das Keysight-Gerät durchaus für ein paar Mikrosekunden in 
Erwägung gezogen. Der hohe Preis und die nun nicht gerade überragenden 
technischen Daten haben mich davon abgehalten. Als ich am vergangenen 
Wochenende eher zufällig über dieses Siglent-Gerät gestolpert bin, habe 
ich es gleich bestellt.
Persönliche Seite #4113851
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Oleg Ayranov schrieb:
> RT9146/7

Ich habe mir schon die Finger wund gesucht. Wo kann man den kaufen?

Endstufe schrieb:
> … und als Endstufe BC141 / BC161 verwendet.

abgekündigt. :-(
Collector Current 1A und 200°C/W

@T.Thoern: Vieviel Strom brauchst Du?

ArnoR schrieb:
> … man kann u.U. auch BD13x nehmen.

http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00001225.pdf

Collector current 1,5A und 100°C/W. Schon besser, finde ich.

Marian B. schrieb:
> Ich tippe mal auf eine … diskrete Audio-Endstufe.

Audio mit 90V/µs? Im Ernst?
Persönliche Seite #4113877
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Marian B. schrieb:
> Nicht ungewöhnlich.

Gut für einen Frequenzgenerator!
Ich habe mich nur über 'Audio' gewundert, die hören doch bei 20KHz auf.

Ich tippe mal, Du meintest:
> … hochgezüchtete, diskrete Gegentakt-Endstufe
und nicht:
> … hochgezüchtete, diskrete Audio-Endstufe.

Oder was war speziell mit 'Audio' gemeint?

Diese ganzen OPs ^^ (AD815, OPA549, LT1210, …) kosten ja schon ein paar 
Euro, und die Wärme entsteht ziemlich punktuell.

Welche BJTs würde man denn für eine diskrete Gegentakt-Endstufe nehmen? 
Damit verteilt sich die Wärme auch besser als bei einem Power-OP.

BJTs in D-PAK-Gehäusen können z.B. um die 20W, 8A und man kommt ohne 
Kühlkörper aus. Beispiele:

* MJD44H11 / MJD45H11 oder
* MJD122 / MJD127 (Darlington)

Wobei das Darlington-Paar nur ein Current−Gain−Bandwidth Product von 4 
MHz hat, also macht ein Darlington im MHz-Bereich wohl keinen Sinn, 
oder?
Gast #4114084
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Als Transistoren sind die BD139 / BD140 schon nicht so schlecht. Die 
Japaner haben da auch noch ein paar schnellere wie die oben von ArnoR 
vorgeschlagenen. Bis etwa 10 MHz Bandbreite kommt man mit der mehr oder 
weniger klassischen AB Endstufe noch, auch ohne spezielle Teile.

Bei dem doch eher nicht so großen Strom (20 V und 50 Ohm geben 400 mA 
für den Kurzschlussfall, 200 mA mit 50 Ohm Last) braucht man eigentlich 
noch keine Darlingtons. Die Stufe davor wird man schon wegen der 
Geschwindigkeit auch mit eher relativ viel Strom betreiben. Wenn man mit 
der Geschwindigkeit hoch will, hat man öfter das Problem, das die 
Verlustleistung zunimmt es aber trotzdem klein sein soll. Etwas höhere 
Temperaturen sind da keine Seltenheit.

Die Alternative sind heute halt die speziellen OPs wie LT1210, die als 
DSL Treiber gedacht sind, oder halt mehrere eher schwächere OPs 
parallel. Das findet man auch in kommerziellen Geräten. Es ist halt so 
schön einfach, sofern einem etwa +-5 V an 50 Ohm ausreichen.
Persönliche Seite #4114096
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Lurchi schrieb:
> Bei dem doch eher nicht so großen Strom (20 V und 50 Ohm geben 400 mA
> für den Kurzschlussfall, 200 mA mit 50 Ohm Last)

Zu dem Strom hat sich T.Thoern nie geäüßert. Mir (als Mitleser) wären 
BJTs in D-PAK-Gehäusen mit 20W und 8A lieber.

@Nils S.: Der BUF634 kann 250mA

@Willi Schmidt: Der LM318 ist auch schwach auf der Brust.

Lurchi schrieb:
> Wenn man mit der Geschwindigkeit hoch will, hat man öfter das Problem,
> das die Verlustleistung zunimmt.

So lange der Frequenzgenerator nicht mit Batterie läuft, oder die Wärme 
nur gegen Kosten (Kühlkörper) abgeführt werden kann: Na und?

Der LT1210 kostet bei Ali 8,11€,
bei Reichelt 11,10€ zzgl. Versandkosten, das wäre doch ein Deal, oder?

@Lurchi: Die BD139/BD140 können 1,25W.
Das "Current−Gain−Bandwidth-Product" habe ich im Datenblatt nicht 
gefunden. Aber die gibt es sehr preiswert (€0,04/piece) in Päärchen.
Wie schnell sind die?
http://www.aliexpress.com/item/-/32269875449.html

Nun bin ich etwas ratlos, was sagt T.Thoern?
Persönliche Seite #4114201
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THS6012 ist noch so einer, ist evtl billiger zu beschaffen und hat 
direkt zwei Kanäle.
Das PowerPAD-Ding ist aber nervig zu verarbeiten, entweder mit Heißluft, 
oder wenn man auf blankem Kupfer arbeitet den Chip zuerst auf ein dickes 
Stück Kupfer löten und das Stück Kupfer dann auf die Platine löten.
Und das Ding ist wirklich sehr schnell. Braucht richtig gut 
abgeblockte Versorgung, sonst schwingt's.
Gast #4114233
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Einen schneller Verstärker wird man kaum mit kleinem Ausgangswiderstand 
hin bekommen - da wird das Layout mit den Induktivitäten zu kritisch. 
Die 50 Ohm sind da wegen der Leitungsimpedanzen schon vorgegeben. Die 
Frage ist da eher welche maximale Spannung man braucht. Die 
kommerziellen FGen bieten öfter 10 V an 50 Ohm Last, d.h. im Leerlauf 
bis 20 V.

Wenn man von +-25 V Versorgung, 50 Ohm am Ausgang und Kurzschluss als 
worst case ausgeht, kommt man auf maximal 500 mA und als maximale 
Leistung 250 mA mal 12,5 V = 3,15 W. Dazu kommt dann ggf. noch einmal 
ca. 0,1-0,2 W vom Ruhestrom.

Für die BD140 (PNP= gibt Phillips eine Verstärkungsbandbreitenprdukt von 
typisch 160 MHz an. Die NPN dürften eher etwas schneller sein. Die 1,25 
W beziehen sich auf den Betrieb ohne Kühlkörper - mit Kühlung sind 8-12 
W angeben.

Die Frage wäre also eher ob ggf. kleinere Transistoren im SOT223 gehen - 
bis etwa +-15 V Versorgung könnte das noch passen.

Wobei ich bis +-15 V doch eher den LT1210 oder 2 OPs wie AD812 parallel 
vorziehen würde.
Gast #4114596
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> Die BD139/BD140 von allen anderen Herstellern sind deutlich langsamer.
> fT im Bereich von nur ein paar MHz.

Grad mal eben auf dem Steckbrett ausprobiert:
BD139-16 CDIL (Reichelt)

Einfache Verstärkerstufe
Input: -20dBm 50Ohm
Av=64 @ 1MHz,
Av=1   @ ~120MHz

trotz des fliegenden Aufbaus scheint mir zumindest die BD139 Version von 
CDIL doch etwas mehr als ein paar MHz zu schaffen.
Gast #4115969
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Nordmende verbaute im SRG389 in den 70ern in der Endstufe
MM1613 und MM1614 (2N).

Diese waren bei meinem Generator defekt und ich habe sie gegen
BC141 und BC161 gewechselt, da ich andere nicht da hatte.

Sind für das Gerät ausreichend, werde sie bei Zeiten jedoch gegen
2N2219 und 2N2905 auswechseln, da diese etwas schneller sind.
Gast #4115993
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Naja, die Originalen bekommt man nicht mehr, die 2N dagegen schon.
Ausserdem passt bei denen das TO39 Gehäuse + Kühlstern.
Von den technischen Daten her sind die 2N am ähnlichsten.
Die BC141 / 161 sind halt bis max. 50Mhz spezifiziert,
die 2N229A / 2N2905A bis 250Mhz.
Da der Generator auch Rechteck bis 3Mhz ausgeben kann wird es einen
Unterschied in den Anstiegs- /Abfall -zeiten geben.
Gast #4117326
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Harald Wilhelms schrieb:
> Mich würde wirklich interessieren, ob Du nach dem Umbau eine
> Verbesserung des Signals siehst. Vielleicht kannst Du Dich
> dann ja hier noch mal melden.
> Gruss
> Harald

So, ich habe die Transistoren BC141 und BC161 gegen 2N2219 und 2N2905
gewechselt.
Im Sinus erkennt man keinen Unterschied.
Bei Rechteck, speziell bei der fallenden Flanke,
ist eine Verbesserung zu erkennen.

Nordemende gibt als Rise and Fall Time 25ns an.
Diese werden mit den neuen Transistoren in etwa erreicht.

Messungen vor dem Verstärker ergaben das die Rise and Fall Time
auch hier nicht besser ist als am Verstärkerausgang.

Die Messung wurde mit 50Ohm Abschluß am Oszilloskop durchgeführt,
so sind die Ausgangsspannungen des SRG389 normiert.

Einstellung SRG389 = +-2V, eine Messung mit max. Ausgangsspannung +-5V.
Frequenz 1MHz.

T. Thoern schrieb:
> habe mir jetzt mal einen LT1210 bestellt. Werde den mal austesten.

Hier wäre ich auch an den Messwerten interessiert, ob dieser in
der Praxis deutlich besser ist als ein mit Transistoren aufgebauter
Verstärker.
#4117334
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Andi_73 schrieb:

> So, ich habe die Transistoren BC141 und BC161 gegen 2N2219 und 2N2905
> gewechselt.
> Im Sinus erkennt man keinen Unterschied.
> Bei Rechteck, speziell bei der fallenden Flanke,
> ist eine Verbesserung zu erkennen.

Interessant. Das hätte ich diesen "Oldtimern" garnicht zugetraut.
Nach meiner Erinnerung sind die BC-Typen wesentlich jünger als
die 2N-Typen.
Gast #4117420
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Die Bezeichnung 2N sagt nicht viel über den Halbleiter aus.
Es gibt sogar Germanium Typen unter den 2N.
Generell steht eine höhere Zahl für einen neueren Typ.
Bei den BC Typen stehen auch höhere Zahlen für neuere Typen.

Wie gesagt, Original waren MM1613 und MM1614 verbaut.
Diese entsprechen ziemlich genau den 2N2219 und 2N2905.
Ob es da noch BC oder BF Vergleichstypen gibt ist mir nicht bekannt.
Ich hatte damals halt nur BC141 & BC161 da und habe die 2N Typen
dann nachbestellt.
Gast #4117488
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Die 2N Typen sind das Amerikanische System der Benennung. Die BC..., 
BF... sind das europäische System.  2SA, 2SB, 2SC, 2SD ist das 
japanische System. Vor allem als second source tauchen die Typen aber 
auch verteilt auf. Siemens baut z.B. vermutlich auch 2N2222, usw.

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