Forum: HF, Funk und Felder AD8310 Oszillation


von Joris H. (mjh)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo Zusammen,

ich möchte für mein Projekt den AD8310 als logarithmischen HF zu DC 
Converter verwenden. Dabei will ich über 10s mitteln (mach ich mit einem 
uC).

Ich den AD8310, wie im Datenblatt empfohlen aufgebaut (siehe 
Bild1_Schematic).

Dies funktioniert auch erstmal wie nach Bestimmung des Bauteils.

Leider sind meine HF-Signale allerdings gepulst, sodass z.B. für 500us 
ein 62MHz Signal anliegt und dann 10s kein Signal, also 0V bzw. high 
Impedance. Während dieser Zeit, in der es 0V ist, oszilliert der AD8310 
wie wild herum. Die Oszillation hat eine Frequenz von 18,25kHz und ist 
leider so hoch, dass Sie Einfluss auf das Signal hat. Anbei ist ein Bild 
(Bild2) von eben dieser und einem Zoom (Bild3). Ich habe den AD8310 
folgend einmal in LTSpice simuliert und dort hat er lediglich einen 
Offset von 400mV am Ausgang (siehe Bild 4), was klein genug wäre.

Ich habe zuerst ein Netzteil-Brummen oder ähnliches vermutet und 
daraufhin mal eine Batterie als Versorgungsspannung verwendet. Leider 
besteht die Oszillation weiterhin, sodass es am Bauteil selbst liegen 
muss.

Ich bin mit meinem Latein leider langsam am Ende und würde mich daher 
sehr freuen, wenn mir hier jemand helfen kann, entweder eine Erklärung 
zu finden, oder die Oszillation zu unterdrücken.

Beste Grüße
Joris

von jo mei (Gast)


Lesenswert?

Joris H. schrieb:
> würde mich daher
> sehr freuen, wenn mir hier jemand helfen kann

Dazu müsstest du uns auch deinen Aufbau zeigen.

Um es gleich vorweg zu nehmen ... meistens ist der scheisse.

Eine Batterie ist oft ungeeignet da sie sehr "weich" reagiert,
einen hohen Innenwiderstand hat.

von Karl M. (Gast)


Lesenswert?

Joris H. schrieb:
> Hallo Zusammen,
>
> ich möchte für mein Projekt den AD8310 als logarithmischen HF zu DC
> Converter verwenden. Dabei will ich über 10s mitteln (mach ich mit einem
> uC).
>
> Ich den AD8310, wie im Datenblatt empfohlen aufgebaut (siehe
> Bild1_Schematic).


Schau dir bitte den Abschnitt "NARROW-BAND MATCHING" an.

# 
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8310.pdf

Der Baustein ist nicht so einfach zu nutzen, wie ein ad8307.

von GHz-Nerd (Gast)


Lesenswert?

Das Bauteil ist recht breitbandig und dazu noch empfindlich.
Was du da siehts entspricht einem Signal von wenigen mV am Eingang.
Sehr einfach zu erreichen, falls der Aufbau nicht sauber ist und der 
input anständig geschirmt / Groundplane und kurz bzw. koaxial zum Board 
geführt wird.

-> Aufbau zeigen

von DH1AKF W. (wolfgang_kiefer) Benutzerseite


Lesenswert?

Da hier sowieso ein Mikrocontroller eingesetzt wird, ist es doch ein 
Leichtes, die höheren Amplituden (Nutzsignal) von den Oszillationen 
(Störsignal) zu trennen. Also entweder triggern (softwareseitig) oder 
retriggerbares Monoflop programmieren (z. B. mit n Sekunden Abfallzeit) 
oder sonstwie...

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Das Problem an solchen Bausteinen ist, dass sie immer ein Signal sehen. 
Im Bereich von DC bis 440MHz. Was du benoetigst ist ein Aufbau, welcher 
bis -100dB in diesem Bereich sauber ist. Also mit 4 Lagen beginnen... 
ein paar Durchgaenge wirst du benoetigen.

Zeig mal den Aufbau. Foto der Leiterplatte genuegt.

von Joris H. (mjh)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Danke für die schnellen Antworten!!

> Dazu müsstest du uns auch deinen Aufbau zeigen.
> Um es gleich vorweg zu nehmen ... meistens ist der scheisse.

> Das Bauteil ist recht breitbandig und dazu noch empfindlich.
> Was du da siehts entspricht einem Signal von wenigen mV am
> Eingang....

> Das Problem an solchen Bausteinen ist, dass sie immer ein Signal
> sehen. Im Bereich von DC bis 440MHz. Was du benoetigst ist ein Aufbau

Der Aufbau ist mist. Der ist noch von meinem Vorgänger und ist weder 
geschirmt, noch 4-lagig.
Das scheint mir auf jeden Fall ne Fehlerquelle zu sein, die ich weiter 
Untersuchen kann. Vielen Dank euch für den Hinweis!
Ich habe gerade mit RF angefangen und vergesse immer wieder, wie 
empfindlich das ist. Bild ist angefügt!

> Eine Batterie ist oft ungeeignet da sie sehr "weich" reagiert,
> einen hohen Innenwiderstand hat.

Ich habe die Batterie über einen Spannungsteiler angeschlossen. Dadurch 
hab ich den Ausgangswiderstand auf ca. 150Ohm gesetzt. Damit 
funktioniert es so wie mit einem Netzteil.

> Da hier sowieso ein Mikrocontroller eingesetzt wird, ist es doch ein
> Leichtes, die höheren Amplituden (Nutzsignal) von den Oszillationen
> (Störsignal) zu trennen.

Daran habe ich auch schon gedacht, ist aber eher ein Dirty Fix und würde 
ich gerne umgehen, da es eine sicherheitsrelevante Schaltung wird.

> Schau dir bitte den Abschnitt "NARROW-BAND MATCHING" an.

Guter Tipp, den ich werde den AD mal an die 62MHz matchen und schauen 
wie es sich verändert!

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

als allererstens baue mal bitte die beiden Widerstände aus, welche von 
Eingang gegen Masse gehen. Das IC legt intern die erforderlichen 
Gleichspannungen fest.

Dann ist das Datenblatt etwas widersprüchlich.

Teilweise liegt der 52 Ohm Widerstand vor den Koppelkondensatoren am 
Eingang.

In der Apllikationsplatine liegt der 52 Ohm Widerstand aber direkt an 
den Eingangpins des ICs .

Eventuell auch das mal ausprobieren.

Eine vierlagige Leiterplatte ist hier nicht notwendig. Es reicht wenn 
auf der Ober und Unterseite möglichst viel Massefläche vorhanden ist.



Ralph

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

Löte doch mal das Koaxialkabel aus. Ist die Störung dann immer noch da?

von jo mei (Gast)


Lesenswert?

Ralph B. schrieb:
> Es reicht wenn
> auf der Ober und Unterseite möglichst viel Massefläche vorhanden ist.

Nein, es reicht wenn man die einzelnen Verbindungen über 20cm
lange Dupont Strippen herstellt.

von Mario H. (rf-messkopf) Benutzerseite


Lesenswert?

Ralph B. schrieb:
> Dann ist das Datenblatt etwas widersprüchlich.
>
> Teilweise liegt der 52 Ohm Widerstand vor den Koppelkondensatoren am
> Eingang.
>
> In der Apllikationsplatine liegt der 52 Ohm Widerstand aber direkt an
> den Eingangpins des ICs .

Gemäß Datenblatt, und insbesondere gemäß dem Prinzipschaltbild Abb. 24 
des Eingangs, liegen INHI und INLO auf dem gleichen DC-Potential. Daher 
sollten beide Varianten der Platzierung des 52 Ω-Widerstandes gehen.

Der Sinn der beiden 10 kΩ-Widerstände an den Eingängen nach Masse im 
Schaltplan des TO erschießt sich mir allerdings auch nicht.

Gleiches gilt für den 100 pF-Kondensator am Ausgang. Hierzu sagt das 
Datenblatt: "When driving capacitive loads, it is desirable to add a low 
value of load resistor to speed up the return to the baseline; the 
buffer is stable for loads of a least 100 pF".

von Joris H. (mjh)


Lesenswert?

> Der Sinn der beiden 10 kΩ-Widerstände..

Die Widerstände ändern nichts.
Auch ohne ist das Problem weiterhin da.

> Gleiches gilt für den 100 pF-Kondensator am Ausgang..

Ausgelötet. Dadurch ändert sich lediglich die Frequenz dieser 
Oszillation auf 1.4Mhz, alles Andere (Form und Höhe) bleibt gleich.

> Löte doch mal das Koaxialkabel aus.

Getan. Die Störung ist weiterhin vorhanden.

von Samson (Gast)


Lesenswert?

Hast du sonstige Störquellen?
Ich habe mal einen AD8307 testweise aufgebaut und damit keine Probleme.
Ok, er hat 3db weniger Verstärkung, das macht bei diesen Werten den 
Speck auch nicht fett.

Mein Aufbau war streng nach Datenblatt auf einer selbgeätzten 2 Lagen 
Platine mit 0805 Bauteilen, also nichts arges.
Diesen Effekt konnte ich überhaupt nicht beobachten.
Ein Breadboard kannst du da sowieso vergessen, die Teile sind bis auf 
die von 3M ja schon bei DC schei*e.
Wofür sind diese ganzen Jumper?
Meine Platine ist ca. 2*1.5cm groß und hat drei, verdrillte Anschlüsse, 
VCC GND und Signal, den HF Eingang habe ich mit SMA gemacht.
Deinen Aufbau kannst du vergessen, mach eine Platine, am besten mit 
Schirmhaus, evtl. zusätzliche Ferrite vorsehen.

LG

von jo mei (Gast)


Lesenswert?

Samson schrieb:
> Deinen Aufbau kannst du vergessen,

Er traut sich ja seinen Dupont-Kabelaufbau gar nicht zu zeigen.
Das spricht schon mal Bände ....

von GHz-Nerd (Gast)


Lesenswert?

Joris H. schrieb:
> Ich habe die Batterie über einen Spannungsteiler angeschlossen. Dadurch
> hab ich den Ausgangswiderstand auf ca. 150Ohm gesetzt. Damit
> funktioniert es so wie mit einem Netzteil.

Du speist das Teil aus einer Quelle mit 150 Ohm Innenwiderstand???
Falls die Versorgungspins des ICs nicht mit viielen uF gepuffert sind, 
ist das keine gute Voraussetzung für einen störungsfreien Betrieb... Da 
koppelt das Ausgangssignal gleich wieder in den Eingang zurück, da bei 
jeder Bewegung des Outputs die Versorgungsspannung mitbeeinflusst.

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

Joris H. schrieb:
>> Gleiches gilt für den 100 pF-Kondensator am Ausgang..

dann mache diesen mal größer ruhig so 10nF.

Der bestimmt wie schnell der Log Detektor HF-Spannungsänderungen folgt.

Die Stromversorgung würde ich mit einen 7805 Spannungsregler 
realisieren, wenn man schon eine 9V Batterie nimmt.

Die Schaltung zieht 8mA. Da ist ein Innenwiderstand der Spannungsquelle 
von 150 Ohm auf jedenfall zu groß

Nebenbei noch eine Bemerkung.

Das IC ist ähnlich aufgebaut wie der AD8307

Den hatte ich in der Dil-Version einfach auf einen Steckbrett aufgebaut.
Mit bedrahteten Bauteile.

Ganz gegen den Regeln der HF Technik.

Da hatte nichts geschwungen. Lediglich der Frequenzgang war etwas 
schlechter.

Ich glaube nicht das dieses Verhalten dem Aufbau geschuldet ist. Da ist 
was anderes im Busche, Vielleicht irgend ein Schaltungsfehler, oder 
irgend ein total falsch dimensionierter Bauteil.

Jedenfalls gehören keine Widerstände von den Eingängen gegen Masse. Aber 
ein Widerstand zwischen den beiden Eingängen. Der sollte nicht größer 
als ca 1Kohm sein. Darf aber auch 52 Ohm betragen.


Ralph Berres

von Joris H. (mjh)


Lesenswert?

> Du speist das Teil aus einer Quelle mit 150 Ohm Innenwiderstand???
> Falls die Versorgungspins des ICs nicht mit viielen uF gepuffert sind,

Ich betreibe das Teil eigentlich an nem normalen Labornetzteil. Mit der 
Batterie war nur n Test zwecks Noise.

> Er traut sich ja seinen Dupont-Kabelaufbau gar nicht zu zeigen.
> Das spricht schon mal Bände ....

Die einzigen die ich verwendet habe waren einer für Vcc und einer für 
GND vom Labornetzteil. Hab das Steckboard auch mal weggelassen. Hat 
nichts geändert.

> Ich glaube nicht das dieses Verhalten dem Aufbau geschuldet ist. Da ist
> was anderes im Busche, Vielleicht irgend ein Schaltungsfehler, oder
> irgend ein total falsch dimensionierter Bauteil.

das wäre eigentlich auch meine Vermutung, allerdings ist alles so wie 
auf dem Eval Board aufgebaut.
Ein fehlerhalftes Bauteil wäre jetzt auch noch die Vermutung.

Ich hab alles, was vorgeschlagen wurde ausprobiert. Leider nach wie vor 
keine Veränderung.

Wenn ich mit dem Finger auf den C2 gehe, verschwindet das Oszillieren 
und die Signalamplituden verändern sich.

Noch irgendwelche Ideen?
Für mich wäre der nächste Schritt einen anderen AD8310 zu verwenden.

von Karl M. (Gast)


Lesenswert?

Joris H. schrieb:
> Der Aufbau ist mist.

So wie ich das sehe, bist Du noch am Anfang vom SMD Löten.

Du musst alle Lötstellen mit einer Meiselspitze 3,2mm, Flussmittel zum 
entfernen des Lots und hier zusätzlich Entlötlitze um die 
Lötverbindungen auf konkav Formen bringen.
Alle Lötstellen müssen dann glänzen und nicht wie geklebt aussehen.

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

Joris H. schrieb:
> das wäre eigentlich auch meine Vermutung, allerdings ist alles so wie
> auf dem Eval Board aufgebaut.

nee hast du nicht.

Das Evalboard hat auf Unterseite durchgehende Massefläche und auf der 
Oberseite viel mehr Massefläche als dein Aufbau.

Unter und oberseite sind mit ganz vielen Durchkontaktierungen 
miteinander verbunden.

Bei deiner Platine sehe ich auf der rechten Seite überhaupt keine 
Masseflächen. Da scheinen Bauteile die an Masse gehören sogar in der 
Luft  zu hängen.

Auserdem sind deine Leiterbahnen recht dünn, was HF-mässig eine 
Induktivität darstellt.

Jetzt höre doch endlich mal auf mich, entferne die beiden 10Kohm 
Widerstände gegen Masse und lege zwischen den beiden Eingängen mal ein 
500Ohm Widerstand.

Schalte zwischen Pin3 und Masse mal ein SMD Kondensator mit 10nF. 
Wenigstens solange bis die Schaltung mal ruhig ist.

Mache mal eine Drahtbrücke mit 1,5mm² zwischen der mittleren und rechten 
Massefläche direkt am IC.

Ralph Berres

von Joris H. (mjh)


Lesenswert?

Das mit der Massefläche und den Durchkontaktierungen stimmt.

> Bei deiner Platine sehe ich auf der rechten Seite überhaupt keine
> Masseflächen. Da scheinen Bauteile die an Masse gehören sogar in der
> Luft  zu hängen.

Nur oben rechts ein kleines Stück und es hängt nichts in der Luft.


> Jetzt höre doch endlich mal auf mich, entferne die beiden 10Kohm
Widerstände gegen Masse und lege zwischen den beiden Eingängen mal ein
500Ohm Widerstand.

Sind schon lange nicht mehr drin. Wie gesagt, habe die Sachen die 
empfohlen wurden schon umgesetzt. Das mit den 500Ohm probiere ich gerne 
mal aus.

> Schalte zwischen Pin3 und Masse mal ein SMD Kondensator mit 10nF.
> Wenigstens solange bis die Schaltung mal ruhig ist.
> Mache mal eine Drahtbrücke mit 1,5mm² zwischen der mittleren und
> rechten Massefläche direkt am IC.

Hat auch nichts verändert.

von Horst S. (petawatt)


Lesenswert?

Hab mal mein eval. board zum AD8318 an den FY6900 angeschlossen. 
Testsignal ist ein 60 MHz Burst mit 30000 Schwingungen entsprechend 500 
Mikrosekunden alle 10s. Da schwingt nichts. Das Ausgangssignal rauscht 
allerdings. Hab aber auch noch keinen Filterkondensator an PIN CLPF.
Benötigst du die volle Videobandbreite? Andernfalls mal entsprechend 
Datenblatt Filterkondensator an Pin BFIN versuchen.
Grüße von petawatt

von GHz-Nerd (Gast)


Lesenswert?

Ich hab das Bild nochmals angeschaut. Wie ist eigentlich der 
Aussenleiter des Koaxkabels mit der Platine verbunden?
Er scheint auf dem Bild gar nicht an GND angeschlossen zu sein, stimmt 
das?
Dies kann zu grösseren common-mode Einkopplungen führen sobald du die 
Platine an irgend ein Messgerät hängst...

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

GHz-Nerd schrieb:
> Er scheint auf dem Bild gar nicht an GND angeschlossen zu sein, stimmt
> das?

Der Ground ist über eine hauchdünne Leiterbahn mit dem 52 Ohm Widerstand 
verbunden. Von da aus geht es über eine ebenso hauchdünne Leiterbahn zur 
rechten Massebahn.

Ich gewinne allmählich den Eindruck das sein Störsignal auch dann noch 
zu messen ist, wenn sämtliche Anschlüsse des ICs mit 10nF gegen Masse 
liegen.

Er hat da mit Sicherheit ein systematischen Fehler, oder er will uns auf 
den Arm nehmen.

So störricht verhält sich kein AD83XX nicht. Selbst die welche bis fast 
in den zweistelligen GHz Bereich gehen nicht.

Ralph Berres

von Joris H. (mjh)


Lesenswert?

> oder er will uns auf den Arm nehmen.

Ich wünschte es wäre so.

Ich werde jetzt nochmal ein eigenes Board designen mit entsprechend 
großen Masseflächen und Durchkontaktierungen.

Vielen Dank für die vielen Tipps!

von nursoeineidee (Gast)


Lesenswert?

Vielleicht ist es doch keine Oszillation.

Könnte doch auch eine Störquelle sein etwa Gigabit Ethernet.

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

warum nimmst du nicht was von hier?

https://www.sv1afn.com/en/rf-power-detector-meter/

Die funktionieren wenigstens stressfrei

Ralph Berres

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.