Hallo, ich habe vor einen Spannungsgesteuerten Phasenschieber zu designen welcher über eine Mikrocontroller gesteuert wird. Als Mikrocontroller dient mir das Entwicklungsbord von Ti der Tina C Series TM4C123G. Mit diesem werde ich einen DAC über I2C ansteuern welcher mithilfe einer OP Schaltung mir die gewünschte Spannung generiert. Mit dieser Spannung werde ich dann die Varaktordioden meine 10 Phasenschieber ansteuern um die gewünschte Phasenverschiebung zu erhalten. Das ganze dient für eine Phasengesteuerte Antennen Zeile. Siehe Buch: Hochfrequenztechnik: Grundlagen der mobilen Kommunikationstechnik (Seite 273) Der Phasenschieber ist schon aufgebaut und kann die Phase 360 Grad schieben mit 4 Varaktordioden (SMV1231) bei einer Spannungsänderung von 0-15V. Rechnungen für den Aufbau: Um die Phase auf eine Nachkommastelle genau einstellen zu können benötige ich einen DAC von 12 Bit. Da 360*10 = 3600 Schritte und 2^12 = 4096 abdecken würde. Dies bedeutet das 15V/3600 = 4.166mV pro Grad nötig sind. Benötigten Komponenten: - TI Tiva C Entwicklungsbord TM4C123G - DAC7571 - Op Verstärken Schaltung Probleme die ich sehe und habe: Die 3600 Schritte bedeuten ja das mein DAC mir Spannungsschritte (da 5V Output) von 1.38 mV ausgibt. Nun habe ich Angst das villt Rauscheinflüsse mir Sorgen bereiten werden. Welchen OP würdet Ihr verwenden? Kann ich das so machen? Welche OP Schaltung würdet Ihr verwenden? Grüße
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Dir ist schon klar, dass die Kapazitätsdioden sehr unlinear sind und 12 Bit da sicherlich nicht ausreichen dürften. 0.1 Grad ist schon extrem sportlich - aber es ist ja gerade Olympiade :-)
Das die Phase linear der Steuerspannung folgen wird, halte ich mal fuer Wunschdenken. Das solltest Du erstmal messen.
Schorsch X. schrieb: > Dir ist schon klar, dass die Kapazitätsdioden sehr unlinear sind und 12 > Bit da sicherlich nicht ausreichen dürften. 0.1 Grad ist schon extrem > sportlich - aber es ist ja gerade Olympiade :-) Absolut berechtigter Einwand. Jedoch habe den Phasenschieber relativ gut hinbekommen. Aber auch wenn er nicht ganz linear ist, die Werte der Kurve werden ja einmal genau vermessen und in einer Liste hinterlegt auf welchen man zugreift.
Aber auch wenn 12Bit sportlich sind gibt es ja auch noch 14Bit :D Aber meine Frage ist halt einfach, wie ich die kleinen Schritte mit einer OP-Schaltung verstärke. Da bin ich mir sehr unsicher wie ich das machen soll und welche Schaltung wie auch Baustein für so etwas die richtige Wahl wäre?
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Einem OpAmp ist das egal. Es sollten keine Probleme auftreten. Nimm nicht grad einem 741.
Zwölf M. schrieb: > Einem OpAmp ist das egal. Es sollten keine Probleme auftreten. Nimm > nicht grad einem 741 Ok, eigentlich brauche ich für die erste Überlegung einen normalen nichtinvertierenden Verstärker oder einem Instrumentenverstärker um eine gute Gleichtaktunterdrückung zu erreichen. Meine Befürchtung ist das mir die Ausgangsspannung durch Temperatur und weiterem nicht genau getroffen wird. Da das System später geschlossen ist möchte ich kein Poti zum Nullspannungsabgleich verwenden. Kann ich das auch anders lösen? Vielleicht mithilfe eines Regelwerks, ist das nötig? Wie ist das umsetzbar und habt ihr Beispiele dazu? Auch das die 8 Verstärker, die nebeneinander für die 8 Phasenschieber da sind, die gleiche Verstärkung besitzen ist mir nicht klar ob das so funktioniert. Bei einer Auflösung von 4.166mV pro Grad macht mir das sorgen oder sogar weniger wenn ich einen 12Bit DAC nehmen würde.
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Der OP dürfte das kleinste Problem sein. Schon die Varactoren dürften eine größere Temperaturabhängigkeit habe. Wichtiger als die OPs könnte eine saubere Abschirmung sein, damit man nicht zusätzliche HF Störungen vom µC mit rein bekommt. Mit Tip wäre ein LM324 oder was ähnlich günstiges. Auch wenn man nur 1 Grad Auflösung bekommt ist das schon sehr gut. Für den Empfang des eigentlichen Signals braucht man die hohe Auflösung nicht wirklich - das geht mit dem Cosinus. Nur wenn man eine Störsignal ausblenden will, wäre ggf. eine hohe Auflösung gut - wirklich genau muss es da aber auch nicht sein, denn da gibt es auch noch Einflüsse auf die Antenne, so dass man sowieso jedes mal auf minimale Störungen regeln müsste. Für 10 Phasenschieber sehe ich keinen wirklichen Sinn in der hohen Auflösung - da sollten auch schon 8 Bit gut genug sein.
Fabian Z. schrieb: > Da das System später geschlossen > ist möchte ich kein Poti zum Nullspannungsabgleich verwenden. Kann ich > das auch anders lösen? Ja: achte darauf, dass der Offsetspannung deines OPV multipliziert mit der Verstärkung klein genug ist. Fabian Z. schrieb: > Ok, eigentlich brauche ich für die erste Überlegung einen normalen > nichtinvertierenden Verstärker oder einem Instrumentenverstärker um eine > gute Gleichtaktunterdrückung zu erreichen. dein DAC gibt die Spannung mit Bezug auf Masse aus. Wo wolltest du den zweiten Eingang des Instrumentenverstärkers anschließen? An Masse? Wenn dem so ist, dann brauchst du keine hohe Gleichtaktunterdrückung, weil es keine relevante Gleichtaktspannung gibt. Fabian Z. schrieb: > Bei einer Auflösung von 4.166mV pro Grad macht mir das > sorgen oder sogar weniger wenn ich einen 12Bit DAC nehmen würde. Wenn im Datenblatt deines OPV auf der ersten Seite das Stichwort "precision" auftaucht, und wenn der OPV für den Spannungsbereich ausreicht ist, dann werden die tatsächlichen Beschränkungen deiner Schaltung nicht beim OPV liegen. Mach dir doch erst mal Sorgen um die naheliegenden Dinge: 1) dein DAC verwendet die Versorgungsspannung als Referenz, jeder Fehler der Versorung wird proportional auf deine Spannung durchschlagen. Wie genau und wie temperaturstabil wird denn dein Vdd werden? Ein klassischer Spannungsregler hat eher Toleranzen im Prozentbereich, nicht im Subpromillebereich. 2) du willst ein System bauen, das ohne Abgleich eine Genauigkeit besser 0,1% erreicht. Meinst du, dass deine Varaktordioden annähernd in diesen Genauigkeitsbereich kommen? Wenn ich mir deren Spec anschaue scheinen die Toleranzen eher im Bereich 10% zu liegen.
Ich habe zuletzt mal die AD5623RBRMZ-5 als DAC benutzt, das ist ein 2fach 12 Bit DAC mit interner 2,5V Referenz (5 ppm/°C) und nachgeschalteten internen OPV mit Verstärkung von 2. Die gibt es aber auch mit 14 oder 16 Bit. Weil ich auf 5V und 10V kommen wollte habe ich den beiden Ausgängen jeweils einen LM8261 nachgeschaltet die mit 12V versorgt wurden. Auf Präzision kam es dabei nicht so richtig an, daher habe ich da auch nicht viele Messungen dran gemacht und vor allem nicht die beiden Ausgänge gegeneinander verglichen. Da dürfte aber ein Offset zwischen gewesen sein. Selbst wenn man einen 8x DAC benutzt bekommt man quasi acht verschiedene Spannungen raus. Die Endanschläge waren wichtig, die wurden aber nicht erreicht. Der DAC bekam seine Versorgung zuerst aus dem Arduino miniPro der im Projekt vorgegeben war, der lieferte aber nur 4,9xV. Durch die interne Referenz ist der DAC dann aber nicht komplett verbogen, am Ende können die internen OPV nur eben nicht über ihre Versorgung hinaus. Ich hatte im Projekt noch einen 5V Schaltregler drin für ein TFT, da der AD5623 bis 5,5V verträgt habe ich den Regler einfach auf 5,1V gestellt. Und dann kamen aus meiner Schaltung auch 5,0V und 10,0V raus. Wenn das präziser sein soll würde ich da einen einstellbaren Linear-Regler nehmen und vielleicht auf 5,2V eimstellen. Die nächste Schwachstelle ist dann die Verstärkung der nachgeschalteten OPV, Widerstände mit 0,1%/TK10 sind da dann kein Luxus mehr. Und selbst dann wird das abweichen, +/- 10 mV Offset sind da ja nix, das kann man in die Software packen wenn es nur ein Gerät ist. Unter 0,1V oder so bekommen dann die OPV Probleme, weil auch ein Rail2Rail OPV nicht komplett an die Versorgungs-Grenzen gehen kann. Tja, Ausprobieren und wenn das Ergebnis nicht passt noch eine Schleife machen. :-)
Vielen Dank für die vielen Tips. Ich baue nun mal alles in Eagle und Multisem auf und zeige es euch dann wenn ich darf. Vielen Dank für eure Hilfe (y)
Achim S. schrieb: > Wenn im Datenblatt deines OPV auf der ersten Seite das Stichwort > "precision" auftaucht, Ach, das tauchte m.W. auch bereits im Datenblatt des 709 auf.:-)
Eine kurze frage noch. Mal angenommen ich will 0V. Dann schicke ich dies per I2C zum DAC dieser gibt 0V aus und der OPamp Verstärkt 0V. Aufgrund der Schaltung werden keine 0V rauskommen da kein Nullspannungsabgleich gemacht wurde. Mithilfe eines Schmitttriggers wird mir eine 1 ausgegeben welchen ich auf einen I/O Port meines Tiva Board gebe. Dieses Steuert mir dann mit einem MAX5128 solange bis am Eingang vom Schmitttriggers eine 0 Anliegt. So hätte ich eine Regelschleife geschaffen welche mir immer den Offset rauspoliert. Bei jedem Anschalten oder nach starken Temperaturveränderungen würde sich das System so selbst nachjustieren. Ist das zu kompliziert? Unnötig? Jetzt ist nur noch die Frage wie ich die 8 nebeneinander geschalteten Verstärkerschaltung untereinander Synchronisier? Die werden ja auch nicht genau gleich sein. Und kann ich den hier Verwenden?? 4 Channel OPA4192ID (Precision Amplifiers Low Noise RRO 36V 0-Drift Op Amp) http://www.mouser.com/ds/2/405/opa4192-772279.pdf oder sind 6 Euro zu teuer und es gibt vergleichbares günstiger?
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Fabian Z. schrieb: > 8 nebeneinander geschalteten Warum muss jede Varicap einen eigenen Verstärker haben? Ich hatte da so gelesen, dass eine DAC Spannung die ganze Herde steuern soll.
Fabian Z. schrieb: > Mit dieser Spannung werde ich dann die Varaktordioden meine > 10 Phasenschieber ansteuern Die haben doch nicht annähernd den nötigen Gleichlauf für deine Genauigkeitsanforderungen - du wirst 10 DACs und 10 Tabellen und 10 Verstärker brauchen. Von allen anderen Problemen mal abgesehen, eine Auflösung von 3600 Schritten ist für eine einzelne Varaktordiode schon nicht so einfach. Georg
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So wie oben das Bild, so ist der Phasenschieber aufgebaut. 1 Phasenschieber beinhaltet 4 Varaktordioden (SMV1231) die über eine Spannung gesteuert werden (alle gleiche Spannung aus Symmetriegründen). Für meine Anwendung brauche ich 10 Phasenschieber (hatte mich oben mit 8 verschrieben) somit sind dies 40 Varaktordioden insgesamt. Nun möchte ich mit dem Entwicklungsboard Tiva von Ti über I2C 10 DAC ansprechen welcher jeder einzelne DAC einen Verstärker (OpAmp) besitzt damit ich die Varaktordioden pro Phasenschieber (insgesamt 4) steuern kann. Also nochmals zusammengefasst: Entwicklungsboard Tiva TM4C123G => benötigt 5V versorgungsspannung 10 Phasenschieber => benötigt 0-15V 10 DAC DAC7571 => benötigt 5V 10 Verstärker (OpAmp) OPA4192ID => benötigt 16V-18V Nun die Frage. Ist der OpAmp der richtige für meine Verwendung oder wäre ein anderer besser?
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Wenn es man wirklich die hohe Genauigkeit haben will, sollte man eher auf Rail to Rail OPs verzichten, denn die haben irgendwo einen Übergang zwischen den beiden Eingangsstufen und dort eine Nichtlinearität, man sollte also wenigstens nachschauen ob der Fehler in den genutzten Bereich fällt. Wenn man mehr als die 15 V als Versorgung hat reicht auch ein single supply OP. Etwa ein LT1013/LT1014 als Präzisionsausführung. So super schnell muss der OP auch nicht sein. Bei den DAC sollte man ggf. eher 4 fach Typen oder so nehmen, dann hat man weniger Probleme mit den I2C Addressen: viele der gleichen chips an einem Bus macht da ggf. Probleme. Hinsichtlich Drift und Offset dürften eher die Phasenschieber das Problem sein. Eine grobe Temperaturkompensation sollte man da wenigstens haben - sonst kann man auch gleich beim günstigen LM324 und Kohleschichtwiderständen bleiben. Der Offset dürft gleich für das ganze System DAC / OP und Phasenschieber + HF Verstärker + Leitungen sein - da macht eine unabhängige Messung / Abgleich für den DAC und OP Teil nicht so viel Sinn, zumal man den Teil recht stabil kriegt. Beim HF Verstärker und Phasenschieber hätte ich da eher Bedenken dass man da eine Temperaturstabilisierung bräuchte, wenn man wirklich in den Bereich 0,1 Grad Phase kommen will.
Lurchi schrieb: > Wenn es man wirklich die hohe Genauigkeit haben will, sollte man eher > auf Rail to Rail OPs verzichten, denn die haben irgendwo einen Übergang > zwischen den beiden Eingangsstufen und dort eine Nichtlinearität, man > sollte also wenigstens nachschauen ob der Fehler in den genutzten > Bereich fällt. Wenn man mehr als die 15 V als Versorgung hat reicht auch > ein single supply OP. Etwa ein LT1013/LT1014 als Präzisionsausführung. > So super schnell muss der OP auch nicht sein. Ok super danke :) > > Bei den DAC sollte man ggf. eher 4 fach Typen oder so nehmen, dann hat > man weniger Probleme mit den I2C Addressen: viele der gleichen chips an > einem Bus macht da ggf. Probleme. Super, danke das habe ih nicht gewusst :) > Hinsichtlich Drift und Offset dürften eher die Phasenschieber das > Problem sein. Eine grobe Temperaturkompensation sollte man da wenigstens > haben - sonst kann man auch gleich beim günstigen LM324 und > Kohleschichtwiderständen bleiben. Der Offset dürft gleich für das ganze > System DAC / OP und Phasenschieber + HF Verstärker + Leitungen sein - da > macht eine unabhängige Messung / Abgleich für den DAC und OP Teil nicht > so viel Sinn, zumal man den Teil recht stabil kriegt. Hm, das verstehe ich nun nicht ganz. Wie soll ich eine solche Temperaturkompensation aufbauen? Du meinst das ich die Temperaturkompensation nur für den Phasenschieber aufbaue? > > Beim HF Verstärker und Phasenschieber hätte ich da eher Bedenken dass > man da eine Temperaturstabilisierung bräuchte, wenn man wirklich in den > Bereich 0,1 Grad Phase kommen will.
Lurchi schrieb: > Mit Tip wäre ein LM324 oder was ähnlich günstiges. Wenn man gerne Drift durch Eingangsoffsetstrom haben will, ist man mit dem LM324 bestens bedient!
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So ich bin wieder. Also was ich immer noch nicht verstanden habe ist: > Hinsichtlich Drift und Offset dürften eher die Phasenschieber das > Problem sein. Eine grobe Temperaturkompensation sollte man da wenigstens > haben - sonst kann man auch gleich beim günstigen LM324 und > Kohleschichtwiderständen bleiben. Der Offset dürft gleich für das ganze > System DAC / OP und Phasenschieber + HF Verstärker + Leitungen sein - da > macht eine unabhängige Messung / Abgleich für den DAC und OP Teil nicht > so viel Sinn, zumal man den Teil recht stabil kriegt. Hm, das verstehe ich nun nicht ganz. Wie soll ich eine solche Temperaturkompensation aufbauen? Du meinst das ich die Temperaturkompensation nur für den Phasenschieber aufbaue? ........................................................... Ich habe ma einen einfachen nichtinvertierenden Verstärker mit Av = 3 aufgebaut. Siehe Bild 1. Dann wollte ich den OpAmp komplett auf 0V Offset herunter regeln. Der Offset betrug 29.969 uV Kann ich das so aufbauen. Davor sitzt ja ein DAC mit Ausgangswiderstand. ........................................................... Ich habe mein ganzes System nun verkleinerst da es 8 DAC in einem Gehäuse gibt was sehr praktisch sein wird. Nun ist nur die frage welcher DAC nun am besten zu meinem OPAmp passt.
Und eine weitere frage. Ich habe gerade die Erkenntnis bekommen das die DAC´s ja auch einen arg bösen Offset haben. Nun habe ich mal eine Liste herausgesucht welche in frage kommen könnten. Kennt Ihr noch gute DAC´s die einen kleinen Offset haben? Wie kann ich den Offset eines DAC herunter regeln? Bei dem DAC LTC2704 ist diese Satz vermerkt "A Sleep command allows any combination of DACs to be powered down. There is also a reset flag and an offset adjustment pin for each channel.“
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Ich muss nochmals was frage: Der DAC7728 von Ti meint im Datenblatt: "Programmaale Offset“ wenn man aber die Werte beim Offset anschaut sind diese bei weitem schlechter als die oben genannten von Linear. Kann man das wirklich per uC programmieren das der Offset verschwindet oder halt kleiner wird ist oder was ist damit gemeint?
[OT] Schorsch X. schrieb: > sportlich - aber es ist ja gerade Olympiade :-) Das ist ein Irrtum! Die Olympiade ist der Zeitraum zwischen den Olympischen Spielen. [/OT]
Ich wuerd annehmen ein DAC verhaelt sich wie spezifiziert. Falls ein DAC einen konstanten Offset hat, kriegt man natuerlich durch eine Addition weg, nachdem man diesen Offset gemessen hat. Und erst wuerd ich den DAC auslesen, und dann einen OpAmp. Wobei die beiden unabhaengig voneinander sind. Ich bezweifle auch erst mal die Qualitaet der HF Schaltung, sprich des Phasenschiebers. Reproduzierbarkeit bezueglich Exemplar wird nicht da sein, also benoetigt das eine Kalibration des Phasenschiebers. Dann wird die Phase mit der Temperatur weglaufen. Und dann bezweifle ich die Anforderung generell. Ueber welche Bandbreite soll der Phasenschieber arbeiten ? Welche Phasenabweichung soll er ueber diesen Freuenzbereich haben ?
Oh D. schrieb: > Ich wuerd annehmen ein DAC verhaelt sich wie spezifiziert. Falls ein DAC > einen konstanten Offset hat, kriegt man natuerlich durch eine Addition > weg, nachdem man diesen Offset gemessen hat. Ja aber wenn ich doch eine binäre 0 an den DAC schicke und dieser einen Offset von 2mV hat, wie will ich das dann per Addition weg machen? Welchen DAC würdest den du Empfehlen? > > Und erst wuerd ich den DAC auslesen, und dann einen OpAmp. Wobei die > beiden unabhaengig voneinander sind. OpAmp hab ich mal als Schaltplan aufgebaut (siehe weiter oben) und würde diesen dann mal zusammen Löten und messen. > > Ich bezweifle auch erst mal die Qualitaet der HF Schaltung, sprich des > Phasenschiebers. Reproduzierbarkeit bezueglich Exemplar wird nicht da > sein, also benoetigt das eine Kalibration des Phasenschiebers. Dann wird > die Phase mit der Temperatur weglaufen. > Und dann bezweifle ich die Anforderung generell. Ueber welche Bandbreite > soll der Phasenschieber arbeiten ? Welche Phasenabweichung soll er ueber > diesen Freuenzbereich haben ? Was kann ich tun das mir die Phase nicht über die Temp. weg läuft. Lurche hatte es oben schon erwähnt aber nie gesagt was man tun kann. Frequenzbereich ist 2.41 -2.45 Ghz. Ich denke um Phasenabweichungen werde ich nicht herum kommen. Allein schon die Varaktordioden haben Toleranzen. Aber wenn ich überall mit 10% Toleranzen von DAC bis zum Phasenschieber denke dann wird das nix. Deshalb will ich die Komponenten genau machen wo ich kann. Es dient mehr als Experiment in dem ich Erfahrung sammeln will als das es nachher ein fertiges Produkt ist. Jedoch will ich schon sehr ambitioniert das beste herausholen.
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Fabian Z. schrieb: > Ja aber wenn ich doch eine binäre 0 an den DAC schicke und dieser einen > Offset von 2mV hat, wie will ich das dann per Addition weg machen? Es interessiert ja eigentlich nicht, ob ein Offset vom DAC oder vom Opamp kommt - ich würde ganz konventionell den gesamten Offset mit einem Trimmpoti abgleichen. Georg
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Georg schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> Ja aber wenn ich doch eine binäre 0 an den DAC schicke und dieser einen >> Offset von 2mV hat, wie will ich das dann per Addition weg machen? > > Es interessiert ja eigentlich nicht, ob ein Offset vom DAC oder vom > Opamp kommt - ich würde ganz konventionell den gesamten Offset mit einem > Trimmpoti abgleichen. > > Georg Hm, also du meinst ich soll die, mal angenommen 2mV vom DAC die dann in mein OpAmp gehen und mit 3 Verstärkt werden mit einem Offsetabgleich am OpAmp ausbügeln? Das habe ich nicht geschafft mit meiner Offset Schaltung. Was mache ich da falsch? Ich will auf 0V bei 0.2mV Einspeisung.
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Wenn Dummheit Schmerzen verursachen würde hätte ich bei diesem Projekt schon oft geschrien. Die Offset Schaltung funktioniert. Ich hatte vergessen meine Spannung von einem vorherigen Versuch erneut richtig einzustellen. *oh man oh man* Wie sieht das bei OpAmp Schaltungen aus mit der Temperaturstabilisierung? Bekomme ich Probleme wenn ich die Varaktoren ansteuere? Weil für DC sind diese ja extrem hochohmig.
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Bei den Varactordioden erhält man eine grobe Kompensation des Temperaturganges über zusätzliche etwa -2 mV/K, etwa von einer Diode. Für wirklich hohe Anforderungen regelt man die Temperatur des kritischen Schaltungsteils (hier HF Verstärker und Phasenschieber) auf eine konstante Temperatur von z.B. 40 C. Damit reduziert man die Temperaturabhängigkeit sehr stark und hält auch die Feuchtigkeit konstant niedrig. Ein kleine Offset für den DAC und OP ist nicht so wichtig, solange der Wert einigermaßen konstant ist. Für die Kombination DAC, OP, Phasenschieber und HF Verstärker wird man so oder so für jeden Kanal einen individuellen Nullpunkt brauchen, den man in der Software berücksichtigt. Die größte Drift darf man da eher beim Phasenschieber, Verstärker und den Antennen selber suchen. Falls man die Temperatur nicht konstant regelt, würde ich den Temperatureffekt auch eher über die Software kompensieren, also die Temperatur zusätzlich messen und berücksichtigen. Den eher kleinen Offset vom DAC und OP muss man da nicht unabhängig kompensieren, sofern man die Kanäle nicht öfter mal vertauschen will. Den Offsetabgleich am OP selber sollte man nur für den OP eigenen Offset nutzen, sonst verschlechtert sich die Drift. Bei kleinen Bauformen (SOT23) oder als Mehrfach-Version hat man den Offsetabgleich sowieso nicht. Besser als 1 Grad bei der Phase, bei 2,5 GHz kommen mir illusorisch vor.
Lurchi schrieb: > Bei den Varactordioden erhält man eine grobe Kompensation des > Temperaturganges über zusätzliche etwa -2 mV/K, etwa von einer Diode. > Für wirklich hohe Anforderungen regelt man die Temperatur des kritischen > Schaltungsteils (hier HF Verstärker und Phasenschieber) auf eine > konstante Temperatur von z.B. 40 C. Damit reduziert man die > Temperaturabhängigkeit sehr stark und hält auch die Feuchtigkeit > konstant niedrig. Interessant. Also man heizt sozusagen extra auf 40 Grad damit es immer die gleichen Bedingungen hat. > > Ein kleine Offset für den DAC und OP ist nicht so wichtig, solange der > Wert einigermaßen konstant ist. Für die Kombination DAC, OP, > Phasenschieber und HF Verstärker wird man so oder so für jeden Kanal > einen individuellen Nullpunkt brauchen, den man in der Software > berücksichtigt. Die größte Drift darf man da eher beim Phasenschieber, > Verstärker und den Antennen selber suchen. Falls man die Temperatur > nicht konstant regelt, würde ich den Temperatureffekt auch eher über die > Software kompensieren, also die Temperatur zusätzlich messen und > berücksichtigen. Also wäre es sinnvoll Temperatursensoren mit in die Schaltung anzubringen? Wo messe ich da am besten. An jedem Phasenschieber? Oder allgemein? >Den eher kleinen Offset vom DAC und OP muss man da > nicht unabhängig kompensieren, sofern man die Kanäle nicht öfter mal > vertauschen will. > > Den Offsetabgleich am OP selber sollte man nur für den OP eigenen Offset > nutzen, sonst verschlechtert sich die Drift. Bei kleinen Bauformen > (SOT23) oder als Mehrfach-Version hat man den Offsetabgleich sowieso > nicht. Also in dem Bild oben habe ich einen Offset abgleich so dimensioniert das dieser auch den Offset des DAC mit kompensieren würde. Ist das also nicht nötig oder Villa sogar schlecht zwecks deinem erwähntem drift? Ich dachte an jeden DAC mit OPamp kommt eine Offset Kompensation, oder? > > Besser als 1 Grad bei der Phase, bei 2,5 GHz kommen mir illusorisch vor. Ja das vermute ich auch, aber es soll ein Experimenteller, stark ambitionierter Aufbau werden an dem ich viel lerne und vielleicht halbwegs gute Werte erreiche. Zwecks den DAC´s. Theoretisch ist es ja egal welchen ich nehme. Auf Geschwindigkeit kommt es ja nicht an und den Offset bekommt man gut weggebügelt habe ich bemerkt. Gibt es da noch etwas zu beachten was ich vergessen habe?
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Ein popliges 12-Elemente Array phasenmäßig auf 0,1° ansteuern? Wozu? Welche Apertur hat denn so ein (ideal angesteuertes) Array? Das klingt wie vor 12 Jahren beim Megapixelwahn mit mieser Optik und flauen Sensor-Chips ...
Jacko schrieb: > Ein popliges 12-Elemente Array phasenmäßig auf 0,1° ansteuern? > > Wozu? > Welche Apertur hat denn so ein (ideal angesteuertes) Array? > > Das klingt wie vor 12 Jahren beim Megapixelwahn mit mieser > Optik und flauen Sensor-Chips ... Sollte mehr als Experiment betrachtet werden in dem ich lernen mag auf was man achtet, wie man etwas aufbaut, welche Tücken gewisse Bauteile mit sich bringen. Das dieses Ziel nicht zu erreichen ist wurde relativ schnell klar. Aber ich kann sagen, das Projekt macht mir bis jetzt sehr viel Spass :) Zum Beispiel habe ich gelernt wie man einen Offset kompensiert was mir vor 2 Tagen nicht so klar war und ich denke es wird noch einiges auf mich zu kommen. Ich finde auch interessant das man einen Phasenschieber aus Mikrostreifenleitungen und 4 Varaktordioden wie auch Induktivitäten in der Theorie aufbauen kann. Nun kommt der Punkt wo ich die Realität kennen lernen werde und mich mit Temperatur und weiterem rumschlagen muss :)
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Na dann wünsche ich ohne Ironie noch viel Spaß und Erfolg - nicht (!) nur beim "aus Misserfolgen Lernen".
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Ich habe eine Frage.Ich benötige für meine Schaltung + und - 18 V Da ich die -18 ja eigentlich nur benötige um auf 0 V zu kommen. Nun habe ich drei Ideen dazu gehabt. 1.) Mit einem weiteren OpAmp mit Verstärkung 1 aus den 18V eine negative Spannung von -18 erzeugen. Theoretisch würde dies auch schon mit 5V gehen die ich für meine uC Board zur verfügung habe, aber ich weis nicht ob das meine Verstärkerschaltung auf lange Sicht mit asymmetrischer Spannungsversorgung mag. Würde das mit -5V auch gehen? 2.) Wie das Bild das oben ist. Das habe ich hier im Forum gefunden. DA müsste ich aber nachfragen wie das genau gemeint ist. 3.) fertige Spannungswandler kaufen. Ich benötige sowieso 18, -18, 5V. Gibt es da günstige fertige Lösungen. Müsste ich für Idee 1 und 2 für alle 8 OpAmps die ich habe einen eigenen Verstärker dazuschlagen der mir die -18V oder -5 V generiert oder reicht da einer für alle acht? Gute Nacht
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Fabian Z. schrieb: > Mit einem weiteren OpAmp mit Verstärkung 1 aus den 18V eine negative > Spannung von -18 erzeugen. HilfHimmel. Wie soll der OpAmp ohne eigene negative Versorgung denn -18V erzeugen? Georg
Ein Opamp an einem DAC kann natuerlich +-15V oder so ansteuern. Man verwendet einen Subtrahierversterker, siehe "Subtrahierer" bei dem man erst Vref/2 abzieht und dann verstaerkt. Den Offset kannst du spuehlen, denn jeder Phasenschieber benoetigt sowieso seine eigene Ansteuerfunktion, die erst mal kalibriert werden muss. Nachher ist der Offset eh weg.
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Georg schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> Mit einem weiteren OpAmp mit Verstärkung 1 aus den 18V eine negative >> Spannung von -18 erzeugen. > > HilfHimmel. Wie soll der OpAmp ohne eigene negative Versorgung denn -18V > erzeugen? > > Georg Oh ja ist mir heute morgen auf aufgefallen. War wohl zu spät in der Nacht :D Ziemlich dumm :D
Georg schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> Mit einem weiteren OpAmp mit Verstärkung 1 aus den 18V eine negative >> Spannung von -18 erzeugen. > > HilfHimmel. Wie soll der OpAmp ohne eigene negative Versorgung denn -18V > erzeugen? Freie Energie? :-)
Harald W. schrieb: >> HilfHimmel. Wie soll der OpAmp ohne eigene negative Versorgung denn -18V >> erzeugen? > > Freie Energie? :-) Nein, ist ganz einfach: man schliesst V- des Opamps an seinen Ausgang an, dann versorgt er sich selbst mit -18V... Georg
Oh D. schrieb: > Ein Opamp an einem DAC kann natuerlich +-15V oder so ansteuern. Man > verwendet einen Subtrahierversterker, siehe "Subtrahierer" bei dem man > erst Vref/2 abzieht und dann verstärkt. Das verstehe ich jetzt irgendwie nicht? Ich möchte ja eine Schaltung wo ein OpAmp am DAC ist. Der DAC gibt 0-5V aus. Der OpAmp habe ich auf Verstärkung 3 eingestellt nichtinvertierend. Somit bekomme ich 0-15V. Als Versorgung für den DAC benötige ich 5V für die OpAmps +-18V da ich auf 0V herab kommen möchte. Die frage war wie ich auf -18V am geschicktesten und einfachsten komme. Mit einem einfach Spannungsregler?? Welchen nimmt man da? Viel Strom benötige ich ja nicht für die Varaktoren. Wie meinst du das mit dem Subtrahierverstärker? Hast du dazu eine Skizze? > > Den Offset kannst du spuehlen, denn jeder Phasenschieber benoetigt > sowieso seine eigene Ansteuerfunktion, die erst mal kalibriert werden > muss. Nachher ist der Offset eh weg. Ja die Kalibration mache ich doch über meinen Offsetabgleich mit dem Trimmpoti. Das macht mir nur große bedenken wegen der Temperaturabhängigkeit. Den Rest läuft dann über die Programmierung mein auch Lurche in einem Post oben.
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Aha. die -18V .. die muessen erst mal vorhanden sein, voher kann man nicht in den negativen Spannungsbereich kommen. Also : Trafo, Gleichrichter, Spannungsregler, oder einen DC/DC wandler. Die OpAmp Speisung muss aber immer negativer wie der gewuenschte Ausgang sein. Und dann laesst man den opAmp eine Konstante subtraheren und er gibt eine negative Spannung aus.
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Die Kapazitätsdioden wird man kaum im Bereich um 0 V betreiben. Da sollte es kaum stören wenn man mit single supply OPs arbeitet und damit dann nur bis etwa 50 oder 100 mV runter kommt. Nur um auch auf 0 V zu kommen braucht man auch keine -18 V. Da sollten auch schon -3 V oder -5 V ausreichen. Mit +-18 V ist man bei vielen OPs recht hoch mit der Versorgung. Bei +18 (oder 20) und -5 V hätte man etwas mehr Auswahl und weniger Erwärmung. Wandler / Netzteile für +-5 V sind auch einfacher zu bekommen. Dem OP ist es egal ober er +-12 V oder +20 V und - 4 V bekommt einen extra Masse Anschluss haben moderne OPs i.A. nicht. Beim ADC gibt es nicht so viel zu beachten, da man die vollen 12 Bit eher nicht braucht - da sind auch etwas größere Fehler bei der INL nicht so dramatisch. Der oben genannte DAC7571 oder ggf. die 4 fache Version davon passt eigentlich schon. Auf einen Offset-Abgleich per Poti würde ich eher verzichten, den braucht man nicht und das bringt zu zusätzliche Fehlerquellen. Für den Anfang würde ich es bei höchstens 4 Kanälen belassen - der HF teil braucht vermutlich sowieso mehr als einen Versuch. Ob man bei der Temperaturmessung mit 1 Sensor auskommt, hängt vom Aufbau ab - halt so wie die Temperaturen an den Phasenschieben sind. Mindestens wohl 1 je Platine.
Lurchi schrieb: > Beim ADC gibt es nicht so viel zu beachten, da man die vollen 12 Bit > eher nicht braucht - da sind auch etwas größere Fehler bei der INL nicht > so dramatisch. Der oben genannte DAC7571 oder ggf. die 4 fache Version > davon passt eigentlich schon. Auf einen Offset-Abgleich per Poti würde > ich eher verzichten, den braucht man nicht und das bringt zu zusätzliche > Fehlerquellen. Für den Anfang würde ich es bei höchstens 4 Kanälen > belassen - der HF teil braucht vermutlich sowieso mehr als einen > Versuch. Wie kann ich eigentlich den Offset per Programmierung ausgleichen. Dafür müsste mein DAC doch auch in den negativen Bereich kommen oder? > Ob man bei der Temperaturmessung mit 1 Sensor auskommt, hängt vom Aufbau > ab - halt so wie die Temperaturen an den Phasenschieben sind. Mindestens > wohl 1 je Platine. Ok, das bekomme ich gut hin mit dem Tiva Board. Ich habe von National Semiconductor eine Schaltung für einen Temperature Controller den kann ich Villa verwenden. Was kann man noch tun für eine Stabilisierung der Phase? Eine Stromquelle anstatt einer Spannungsquelle? Grüße
Fabian Z. schrieb: > Dafür > müsste mein DAC doch auch in den negativen Bereich kommen oder? Bei so einer Aufgabenstellung ist es schon kleinlich, wenn man unbedingt eine negative Versorgung einsparen will. Georg
Georg schrieb: > Fabian Z. schrieb: >> Dafür >> müsste mein DAC doch auch in den negativen Bereich kommen oder? > > Bei so einer Aufgabenstellung ist es schon kleinlich, wenn man unbedingt > eine negative Versorgung einsparen will. > > Georg Ich verstehe nicht was du meinst? Ich hatte die Frage ob es einen DAC gibt der auch negative Spannungen ausgibt damit ich den Offset binär also per Programmierung ausmerzen kann. Also den DAC mit +5 und -5 V versorge. Oder wie Programmiert man einen Offset weg wenn ich nie unter 0 komme?? Ich dachte an eine Spannungsversorgung des OpAmp von +18 und -3 oder -5 das was zur verfügung steh. Kommt halt auf den DAC an ob dieser auch eine negative Spannungsversorgung braucht dann würde ich das einheitlich anpassen. Der OpAmp wird dann asymmetrisch betrieben aber das ist ja egal denn bis ca. 0V kommt er dann ja runter. Die Frage ist nun nur oben es einen DAC gibt der auch negative Werte ausgeben kann um einen Offset heraus zu programmieren. Oder hab ich da was falsch verstanden? Grüße
Typischer Weise macht man den Abgleich in Software und speichert die Werte für Gain und Offset im EEPROM ab. Wenn man z.B. 0..15V haben will, dimensioniert man die Schaltung so, daß etwa -1V..+16V bei den DAC-Endwerten rauskommen. Damit hat man dann Luft für den Abgleich und für Widerstandstoleranzen, d.h. man braucht keine teuren 0,1% Präzisionswiderstände. Die -1V macht man z.B. mit einem Widerstand von der Referenz zum invertierenden Eingang. Wie schon gesagt wurde, sind R2R-OPVs nicht so dolle. Normale OPVs vertragen bis 36V Versorgung, z.B. -5V/+20V sollten für Deine Anwendung optimal sein. Als 8-fach DAC nehme ich gerne den AD5668 (16Bit).
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Fabian Z. schrieb: > Die Frage ist nun nur oben es einen DAC gibt der auch negative Werte > ausgeben kann In den Datenblättern sind entsprechende Beispiele angeführt. Ausserdem kann man natürlich auch z.B. -5mV fest addieren und mit dem DAC mit 0..10mV dann -5..+5mV einstellen - sofern man die Offseteinstellung überhaupt mit einem DAC machen muss. Und NEIN, um -5mV zu addieren, braucht man nicht NOCH einen Opamp. Ich jedenfalls nicht. Georg
Also, einen Offset korrigiert man mit einer Subtraktion/Addition. Und nein, der DAC kann seinen Bereich nicht verlassen. Erst muss man sich an den Gedanken gewoehnen, dass eigentlich egal ist was auf einen Digitalwert hin rauskommt, solange die Hardware den gewuenschten Bereich abdecken kann. Dann macht man eben eine Abbildung in Form einer Funktion dazwischen. Im einfachsten Falls ist die ein Offset, wo eine konstante Zahl addiert wird. Wenn's mehr daneben ist, kommt eine lineare Funktion, in Form von Gain & Offset, dh multiplikation und addition je einer konstanten. usw.
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Also ich habe mal versucht die ganze Sache auf Papier zu bringen. Verzeiht mir Fehler bezüglich dem Schema in Eagle. Ist mein erstes mal das ich mit diesem Programm arbeite. Die -5V wollte ich eigentlich in -5.3V umbenennen aber das geht irgendwie nicht. Zwecks dem ADC habe ich die Frage, wohin der Vref genau geführt wird. Dies ist mir noch ein wenig unklar. Mit diesem möchte ich ja die Korrektur der Spannung vornehmen, oder? SYNC, DIN, SCLK, LDAC und CLR werden auf die Ports am uC gegeben. Ist das so in Ordnung? An der Spannungsversorgung der 18V bin ich gerade dran. Da nehme ich einen TPS7A4701 von TI. Vielen Dank für eure Hilfe. ANMERKUNG: Ich habe vergessen an den Ausgängen der OP´s eine Beschriftung anzufügen. Diese würden dann ja an die Varaktor-Dioden geführt werden. VOUT_A - VOUT_H sind die Netznamen des DAC ausgangs.
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Hallo, ich habe die 18V auch mal im Schema aufgebaut. Jedoch ist mir unklar ob ich das mit dem Rload richtig verstanden habe. Dieser wird ja auf den IO von Sense/FB geführt um eine präziesere Ausgangsspannung zu erhalten. So wie ich das verstanden habe soll man Abschätzen wir groß die Ausgangslast der jeweiligen nachgeschalteten Komponente ist. Habe ich das richtig verstanden? Bei mir kommt ja danach ein OpAmp somit wäre da der Eingang für Supply sehr hochohmig. Lieg ich da dann mit 200k richtig? Wie findet Ihr meine Schaltung die ich heute morgen gepostet habe? Grüße
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Sind die Schemas so schlecht? Sehe nur das viele die Schemas gedownloadet haben aber hat mir auch jemand konstruktive Kritik dazu. Ist mein erste DAC-OpAmp Aufbau. Ich denke nicht das ich auf anhieb alles richtig gemacht habe. Was meint den Ihr? Irgendwo en Abblockkondensator noch hin. Ein pull down vergessen oder sonstiges? Auch der Rload vom 18V LDO bereitet mir sorgen ob das so korrekt ist wie ich es verstanden habe.
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