Ich baue eine Schaltung, wofür ich die Frequenz hochgenau einstellen
muss. Ich verwende derzeit den AD9834.Das Bauteil was angesteuert wird,
benötigt 10V(vpp)/100kHz/Sinus ohne Gleichanteil.
Ich benötige derzeit Hilfe mit der Spannungsversorgung und dem Filter.
Am Ausgang des DDS Chip benötige ich einen Filter und einen Verstärker.
Derzeit habe ich eine entkoppelte Spannungsversorgung(analog, digital
mit getrennter Masseführung) mit 3,3V für den DDS Chip und
Mikrokontroller.
Meine Frage: Ist es nun sinnvoller eine symmetrische Spannungsversorgung
zu realisieren oder doch eine asymmetrische Spannungsversorgung für die
Filter und den Verstärker?
2. Welchen Filter würdet ihr mir empfehlen?
Zu 2. : Ein passives Filter direkt am Ausgang des DDS. Jedes aktive
Element wird höhere Rauschspannung erzeugen als die Rs des Filters.
Im Extremfall LC-Tiefpass verwenden.
Da es sich nur um die Frequenz von 100kHz handelt, einen Schwingkreis
verwenden.
Der Schwingkreis rauscht nur so stark wie sein Verlustwiderstand und
kann durch seine Schwinggüte auf lockere Weise höhere Spannung erzeugen.
Man kann da auch mit einem Trafo eine gute Potentialtrennung und
Leistungsanpassung zwischen DDS und Verbraucher erreichen.
evttl.erspartman sich sogar einen Verstärker.(Leistungsanpassung ist bei
Rauschfragen ein wichtiger Punkt)
In seltenen Fällen nimmt man dann einen Quarz als Filter. Dann gibt es
aber wenige Hz Verstellbarkeit (Bandbreite) und bei der hohen Amplitude
auch ein Belastungsproblem für den Quarz.
Wenns aber wirklich auf Rauscharmut ankommt, würde ich viel Sorgfalt
auf die Spannungsversorgung des DDS und auf das möglicherweise über die
Datenleitungen kommende Rauschen verwenden.
Peter R. schrieb:> Zu 2. : Ein passives Filter direkt am Ausgang des DDS. Jedes aktive> Element wird höhere Rauschspannung erzeugen als die Rs des Filters.> Im Extremfall LC-Tiefpass verwenden.
Ok dann verwende ich einen passiven Filter. Welche Ordnung würdest du
empfehlen?
> Da es sich nur um die Frequenz von 100kHz handelt, einen Schwingkreis> verwenden.> Der Schwingkreis rauscht nur so stark wie sein Verlustwiderstand und> kann durch seine Schwinggüte auf lockere Weise höhere Spannung erzeugen.> Man kann da auch mit einem Trafo eine gute Potentialtrennung und> Leistungsanpassung zwischen DDS und Verbraucher erreichen.> evttl.erspartman sich sogar einen Verstärker.(Leistungsanpassung ist bei> Rauschfragen ein wichtiger Punkt)
Also wäre es sinnvoller keinen Verstärker zu verwenden, sondern einen
Schwingkreis?
K. K. schrieb:> Ok dann verwende ich einen passiven Filter. Welche Ordnung würdest du> empfehlen?
Das hängt von deinen BEZIFFERTEN Anforderungen ab.
Außer, dass das Signal "hochgenau" (was auch immer das bei dir heißt -
ich würde da einstellige ppm-Beträge erwarten) sein soll haben wissen
wir nicht welche Anforderungen du konkret hast. Und ob das überhaupt
sinnvoll ist.
K. K. schrieb:> Also wäre es sinnvoller keinen Verstärker zu verwenden, sondern einen> Schwingkreis?
Wenn es nur um einen engen Frequenzbereich von wenigen -zig Hz oder Hz
geht, ist ein Schwingkreis gut.
Das oben von analog.com beschriebene Verfahren ist bei Nutzung eines
weiten Frequenzbereichs das Richtige.
> Außer, dass das Signal "hochgenau" (was auch immer das bei dir heißt -> ich würde da einstellige ppm-Beträge erwarten) sein soll haben wissen> wir nicht welche Anforderungen du konkret hast. Und ob das überhaupt> sinnvoll ist.
Bitte entschuldigt. Ich neige immer wieder dazu ungenaue Angaben zu
machen. Es soll ein optischer Kristall angesteuert werden, bei der
Resonanzfrequenz. Diese Resonanzfrequenz des Kristalls(verhält sich wie
ein Serienschwingkreis) ist nicht bekannt. Jedoch muss er genau bei der
Resonanzfrequenz betrieben werden, weil er die benötigten Eigenschaften
sonst verliert. Durch einen Regelkreis(mit Phasenkomparator) wollen wir
die Frequenz exakt bestimmen und konstant halten.
Deshalb muss die Frequenz möglichst exakt einstellbar sein => zirka
1/1000
Ich habe mir jetzt den AP von 1N 4148 angeschaut, und hätte noch eine
konkrete Frage. Würde ich etwas falsch machen, wenn ich die Spannung
nach dem Filter verstärke mit einem OPV?
K. K. schrieb:> Diese Resonanzfrequenz des Kristalls(verhält sich wie> ein Serienschwingkreis) ist nicht bekannt. Jedoch muss er genau bei der> Resonanzfrequenz betrieben werden
Das klingt doch, als ob man den Kristall als frequenzbestimmendes Teil
in eine Oszillatorschaltung einbeziehen sollte. Dann ist er immer in
Resonanz und man kann sich den ganzen externen Oszillator sparen.
Und selbst wenn, einen (Serien)Schwingkreis muß man nicht mit einem
sauberen Sinus ansteuern. Der schwingt von alleine auf seiner
Resonanzfrequenz, selbst wenn er nur mit Pulsen der richtigen Frequenz
angestoßen wird.
MfG Klaus
K. K. schrieb:> Deshalb muss die Frequenz möglichst exakt einstellbar sein => zirka> 1/1000
"exakt" und "feinfühlig" sind so verschiedenen Dinge wie "Auflösung" und
"Genauigkeit" in der Messtechnik.
muss die Frequenz auf 1/1000 genau einstellbar sein?
oder um 1/1000 verstellbar sein? Wenn ja, in welchem Bereich wirklich?
Auch in Fall dieses optischen Kristalls dürfte der Bereich der
einzustellenden Frequenz so eng sein, dass ein Schwingkreis als Filter
die beste Lösung darstellt. Der Tiefpass mit sehr hoher Ordnung ist
eigentlich bei großer Bandbreite des Verstellbereichs erforderlich.
Ich weiß, LC-Kreise sind schon ein schwieriges Bauelement, aber bei
diesem Frequenzbereich sollte man das schon in betracht ziehen.
K. K. schrieb:> Würde ich etwas falsch machen, wenn ich die Spannung> nach dem Filter verstärke mit einem OPV?
bei 10V Amplitude gehts doch garnicht ohne nachgeschalteten Verstärker.
Schließlich kann ein mit 3,3V gespeistes IC nicht mehr als ca 1,6V
Amplitude liefern.
Natürlich ist DDS heutzutage die quick and dirty-Lösung. Aber wenn es
auf die Reinheit des Signals ankommt, hat DDS so seine Probleme,
besonders weil sich da im IC digitale und analoge Signale sehr nahe
kommen. Zu der von Dir genannten Anwendung sollte ein Bandpass eher
passen als ein nachgeschalteter Tiefpass.
Ich würde im Vorfeld grob mittels Funktiknsgenerator bzw notfalls DDS
die Resonanzfrequenz ermitteln und dann einen Wie-Oszillator bauen, den
kriegt man relativ leicht ziemlich stabil und genau hin. Wahlweise
natürlich auch per Quarzoszillator und nachgeschalteter PLL und VCO.
> K. K. schrieb:> muss die Frequenz auf 1/1000 genau einstellbar sein?> oder um 1/1000 verstellbar sein? Wenn ja, in welchem Bereich wirklich?
siehe Foto. fbr ist die Bandbreite, wo es linear ist
> bei 10V Amplitude gehts doch garnicht ohne nachgeschalteten Verstärker.> Schließlich kann ein mit 3,3V gespeistes IC nicht mehr als ca 1,6V> Amplitude liefern.
der Ausgang der Chip ist eine Stromquelle. Ich habe einen 200Ohm
Widerstand gegen Masse geschalten(Datenblatt). Damit bekomme ich 0,6V
Vpp.
Meine konkrete Frage ist: Darf ich mit einem "normalen" Standard
OPV(nach dem Filter) die Spannung verstärken, oder muss ich etwas
beachten, weil es eine Stromquelle ist(bin ein Anfänger)?
> Zu der von Dir genannten Anwendung sollte ein Bandpass eher> passen als ein nachgeschalteter Tiefpass.
Guter Einwand. Ich weiß leider nicht die Schwankungen von der
Resonanzfrequenz des Kristalls und habe auch keine Ahnung, wann ich den
bekomme, damit ich den Ausmessen kann.
Stefan S. schrieb:> Ich würde im Vorfeld grob mittels Funktionsgenerator
Das Problem ist, dass die Kristalle immer irgendeine Resonanzfrequenz
haben und wir nicht wissen in welcher Toleranz die liegt(haben keine
Angaben). Das mit dem Funktionsgenerator ist unsere Notfallidee, aber
ist keine dauerhafte Lösung, wenn es 20 - 40 Kristalle gibt.
> die Resonanzfrequenz ermitteln und dann einen Wie-Oszillator bauen, den> kriegt man relativ leicht ziemlich stabil und genau hin. Wahlweise> natürlich auch per Quarzoszillator und nachgeschalteter PLL und VCO.
Die Umsetzung der Schaltung, darf ich nicht ändern. Es gab auch einen
konkreten Grund(wieso nicht mit einem Wien - Oszillator), aber der fällt
mir einfach nicht mehr ein. Denn kann ich euch in 4 Tagen sagen
K. K. schrieb:> Ist es nun sinnvoller eine symmetrische Spannungsversorgung> zu realisieren
Ja.
K. K. schrieb:> Welchen Filter würdet ihr mir empfehlen?
Ein LC Filter auf deiner Frequenz.
K. K. schrieb:> Würde ich etwas falsch machen, wenn ich die Spannung> nach dem Filter verstärke mit einem OPV?
Die Frage ist, welche Kapazität dein Kristall hat, welche Ströme der Op
da also umladen muss.
Und wie genau die vorgegebene Spannung dann in die Spannung am Kristall
umgesetztg werden muss, ein OpAmp der am -3dB Limit arbeitet liefert nur
die 0.707-fache Spannung wie erwartet.
> K. K. schrieb:>> Welchen Filter würdet ihr mir empfehlen?>> Ein LC Filter auf deiner Frequenz.
Was meinst du genau mit "deiner Frequenz"
> K. K. schrieb:> Die Frage ist, welche Kapazität dein Kristall hat, welche Ströme der Op> da also umladen muss.>> Und wie genau die vorgegebene Spannung dann in die Spannung am Kristall> umgesetztg werden muss, ein OpAmp der am -3dB Limit arbeitet liefert nur> die 0.707-fache Spannung wie erwartet.
Der Kristall ist ein Schwingkreis mit einer Güte 1000. Näheres habe ich
auch nicht im Internet gefunden, noch vom Auftraggeber erfahren.
Hallo K.K.,
wenn Du nach dem Datenblatt der AD8934 nur
"Ich habe einen 200Ohm Widerstand gegen Masse geschalten(Datenblatt)."
arbeitest, hast Du es nicht gelesen !
Dort sind noch jeweils ein 20pF an den beiden Ausgängen notwendig.
Und wenn man beide Ausgänge dann noch mit 200Ohm Abschließt, muss eine
passive oder aktive Filtereinheit auch 200 Ohm Eingangswiderstand
aufweisen.
Mit einem Übertrager, am symmetrischen Ausgang zu deiner Schaltung,
lassen sich noch DDS Artefakte 2^n; n>0 stark verringern.
Problem wird für Dich sein, so ein symm. Übertrager für 2x200Ohm (mit
Mittelanzapfung) bei 100kHz zu wickeln.
Karl M. schrieb:> Hallo K.K.,>> wenn Du nach dem Datenblatt der AD8934 nur> "Ich habe einen 200Ohm Widerstand gegen Masse geschalten(Datenblatt)."> arbeitest, hast Du es nicht gelesen !>> Dort sind noch jeweils ein 20pF an den beiden Ausgängen notwendig.> Und wenn man beide Ausgänge dann noch mit 200Ohm Abschließt, muss eine> passive oder aktive Filtereinheit auch 200 Ohm Eingangswiderstand> aufweisen.
Habe ich schon gelesen, aber vergessen zu erwähnen, dass ich das schon
vorgesehen habe. Ich habe nur vor einen der beiden Ausgänge zu
verwenden.
Mit dem 200Ohm Eingangswiderstand hast du eindeutig recht, da hätte ich
mich an des Application Note von Analog D. gehalten.
http://www.analog.com/media/en/reference-design-documentation/reference-designs/CN0304.pdf
Nur wegen dem Filter bin ich mir noch nicht sicher.
Hallo K. K.,
ok, es ist, wenn ich mich recht entsinne, notwendig den symmetrischen
Ausgang auch mit einem 200Ohm||20pF Abschlusswiderstand zu beschalten.
Wenn es dann asymm. weiter gehen soll, so ist das möglich.
Wir nutzen den DDS als BFO in TRX auf AFU Frequenzen.
Karl M. schrieb:> Hallo K. K.,>> ok, es ist, wenn ich mich recht entsinne, notwendig den symmetrischen> Ausgang auch mit einem 200Ohm||20pF Abschlusswiderstand zu beschalten.> Wenn es dann asymm. weiter gehen soll, so ist das möglich.
Mit den 20pF hast du vollkommen recht.
> BFO in TRX auf AFU Frequenzen.
benützt ihr den AD9834?
@K. K. (kkkk)
>Nur wegen dem Filter bin ich mir noch nicht sicher.
Dein Gesamtkonzept ist fragwürdig. Wenn es darum geht, einen Kristall
auf seiner optimalen Frequenz schwingen zu lassen, braucht man
eigentlich nur einen passenden Verstärker. In dessen Rückkopplung wird
der Kristall geschaltet. So macht es jede Pierce-Oszillator in fast
jedem Mikrocontroller. Ein 2. Oszillator ist nicht nötig.
> Dein Gesamtkonzept ist fragwürdig. Wenn es darum geht, einen Kristall> auf seiner optimalen Frequenz schwingen zu lassen, braucht man> eigentlich nur einen passenden Verstärker. In dessen Rückkopplung wird> der Kristall geschaltet. So macht es jede Pierce-Oszillator in fast> jedem Mikrocontroller. Ein 2. Oszillator ist nicht nötig.
Ist nicht mein Konzept, noch darf ich es ändern
Solch ich einen Cauer Filter nun verwenden wie im Application Note, oder
einen LC Filter?
Ich finde keine Literatur dazu, wie man solch einen Filter auslegt.
Schau Dir bitte mal die elliptischen Filter mit diesen Tool - AADE
Filter Design V4.5 - an.
Aufbauen, Messen und abgleichen muss man dann nimmer noch.
http://www.ke5fx.com/aadeflt.htm
Karl M. schrieb:> Schau Dir bitte mal die elliptischen Filter mit diesen Tool - AADE> Filter Design V4.5 - an.>> Aufbauen, Messen und abgleichen muss man dann nimmer noch.>> http://www.ke5fx.com/aadeflt.htm
Vielen Dank! Du hast mir den Tag gerettet!!!
