Forum: HF, Funk und Felder Redpitaya RF-output auf +/- 5V erhöhen


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von Rainer J. (uc_noob)


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Hallo,

Ist zufällig jemand da, der sich mit dem Redpitaya-Board auskennt und 
mir folgende Frage beantworten kann:

Ist es möglich, die Ausgangsspannung der HF-Ausgänge (z.B. beim STEMlab 
125-14) per Software von +/-1V (2V Spitze-Spitze) auf +/-5V (10V 
Spitze-Spitze) zu erhöhen ?
Wenn nicht, gäbe es eine schaltungstechnische Maßnahme, die man 
unmittelbar an den Ausgang anschließen könnte, um dieses Ziel zu 
erreichen z.B. ein passendes Verstärker-Add-On-Board, das auch über 
HF-Ein- und -Ausgänge mit passenden SMA-Buchsen verfügt ?

Ich benötige eine symmetrische Ausgangsspannung von +/-5V (echtes AC 
ohne DC) zur Versorgung einer Verstärkerendstufe, die ein 
niederfrequentes Messsignal auf +/-40V verstärkt.

Freundliche Grüße.

: Verschoben durch Moderator
von ~Mercedes~  . (lolita)


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Um welche Frequenz geht es denn?
Ich würde nen schnellen Operationsverstärker
oder nen Vidioverstärker nehmen, dessen Gegenkopplung
so eingestellt ist, das er +-5 Volt "macht"

Das geht natürlich micht bei 6,211145558 GHZ. ;-P


mfg

: Bearbeitet durch User
von Vidiot (Gast)


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Bevor ich hier irgendwelche Finger krumm mache:
Erstmal den Frequenzbereich.

> zur Versorgung einer Verstärkerendstufe, die ein
> niederfrequentes Messsignal auf +/-40V verstärkt

Klingt schon mal komisch.

Ansonsten kannst du dich gerne an Schaltungen fuer:
- Ausgangsstufen von Funktions-/Pulsgeneratoren
- HF-Breitbandverstaerkern
orientieren.

Hausaufgabe:
Ermittle die aequivalente Ausgangsleistung fuer 10 Vpp an 50 Ohn.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Vidiot schrieb:
> Ermittle die aequivalente Ausgangsleistung fuer 10 Vpp an 50 Ohn.

Hatte ich vorher kurz überschlagen, ¼ W, nicht unbedingt so viel, selbst 
für „etwas höhere“ Frequenzen.

von Gustl B. (-gb-)


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~Mercedes~  . schrieb:
> Um welche Frequenz geht es denn?

Das ist ein 125 MSample/s DAC. Ich würde mal mit Frequenzen kleiner 50 
MHz rechnen.

Hier der Schaltplan wobei das eher ein schlechter Witz ist.
http://downloads.redpitaya.com/doc/Red_Pitaya_Schematics_STEM_125-10_V1.0.pdf

Aber es gibt ja helfende Menschen (-:
https://www.eevblog.com/forum/microcontrollers/red-pitaya-hd-images-for-getting-the-schematic

Und hier das Datenblatt des DACs:
https://www.idt.com/us/en/document/dst/dac1401d125-datasheet

Und wenn man sich das mal näher anguckt, dann sieht man, dass der DAC 
wunderbar differentielle Ausgänge hat. Am Redpitaya wurde aber das 
Filter nur single-ended ausgelegt. Schade, also vom Prinzip her würde 
ich sagen wie im Datenblatt 10.7.2.

Auf meinem eigenen Board mit ADC und DAC habe ich dazu einen THS3215 
verbaut weil der genau dazu da ist aus einem differentiellen DAC Ausgang 
ein single-ended Signal zu machen das auch ordentlich Strom liefern 
kann.

von Gerald K. (geku)


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Schneller OPV mit 5 facher Verstärkung und entsprechender 
Spannungsversorgung.

von Gustl B. (-gb-)


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Sollte ein Edit werden, war aber zu langsam:

Ach so, was könntest du jetzt machen? Das sieht so aus als würde passiv 
gefiltert und dann mit einem OPV auf der Unterseite entweder eine 
Offsetspannung addiert oder das Signal verstärkt wobei ich Letzteres 
nicht glaube.

Wenn du jetzt also Widerstände änderst (erhöhst) damit die durch den 
Stromausgang erzeugte Spannung größer wird, dann passt das vielleicht 
nicht mehr zu deiner Offsetspannung.

Ich würde mir einen externen Verstärker nehmen.

Beitrag #6341075 wurde vom Autor gelöscht.
von Rainer J. (uc_noob)


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Hallo,

~Mercedes~  . schrieb:
> Um welche Frequenz geht es denn?
200Hz bis 20kHz

Vidiot schrieb:
>> zur Versorgung einer Verstärkerendstufe, die ein
>> niederfrequentes Messsignal auf +/-40V verstärkt
>
> Klingt schon mal komisch.
Die hohe Amplitude wird gebraucht, da das Messsignal einen einen 
Elektromagneten speist, der einen Prüfkörper mit einem Magnetfeld 
beaufschlagt, das entsprechend stark sein muss.

Vidiot schrieb:
> Hausaufgabe:
> Ermittle die aequivalente Ausgangsleistung fuer 10 Vpp an 50 Ohn.
P = ((10Vpp / Wurzel(2))^2 / 50 ) ~ 1W ?

Gustl B. schrieb:
> Aber es gibt ja helfende Menschen (-:
> 
https://www.eevblog.com/forum/microcontrollers/red-pitaya-hd-images-for-getting-the-schematic
Der Link funktioniert leider nicht.

Gustl B. schrieb:
> Auf meinem eigenen Board mit ADC und DAC habe ich dazu einen THS3215
> verbaut weil der genau dazu da ist aus einem differentiellen DAC Ausgang
> ein single-ended Signal zu machen das auch ordentlich Strom liefern
> kann.
Was genau bedeutet in diesem Zusammenhang "Differential-to-Single-Ended" 
?

Gerald K. schrieb:
> Schneller OPV mit 5 facher Verstärkung und entsprechender
> Spannungsversorgung.
Gibt es überhaupt langsame OPVs ?

Gustl B. schrieb:
> Ich würde mir einen externen Verstärker nehmen.
Ebay-Artikel Nr. 132112656266
Sowas ?
Oder Sowas: 
Ebay-Artikel Nr. 164098917416
Nur halt für +/- 5V ?

von Gerald K. (geku)


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Rainer J. schrieb:
> Gibt es überhaupt langsame OPVs ?

Ich haben keinen gefunden, der bei 60MHz die Austeuerung von +/-5V 
schafft.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Rainer J. schrieb:
>> Ermittle die aequivalente Ausgangsleistung fuer 10 Vpp an 50 Ohn.
> P = ((10Vpp / Wurzel(2))^2 / 50 ) ~ 1W ?

Nein, nur ein Viertel davon: 1 Vpp hat eine Spitzenamplitude von ±0,5 V, 
oder einen Effektivwert von ca. 3.54 V.

von Michael M. (michaelm)


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Jörg W. schrieb:
> Nein, nur ein Viertel davon: 1 Vpp hat eine Spitzenamplitude von ±0,5 V,
> oder einen Effektivwert von ca. 3.54 V.

Jedoch ist der Effektivwert von 1Vpp nur 354mV und nicht 3,54V. ^^

Bei 10Vpp sind's dann natürlich 3,54V entsprechend den 250mW.
Ein Viertel (= 250mW) stimmt sehr wohl.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Michael M. schrieb:
> Jedoch ist der Effektivwert von 1Vpp nur 354mV und nicht 3,54V. ^^

Umpf, ja, Komma verrutscht …

von Bernd (Gast)


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Rainer J. schrieb:
> 200Hz bis 20kHz
...
> Die hohe Amplitude wird gebraucht, da das Messsignal einen einen
> Elektromagneten speist, der einen Prüfkörper mit einem Magnetfeld
> beaufschlagt, das entsprechend stark sein muss.
Also willst Du eigentlich hohe Ströme.

Bei den angegebenen Frequenzen würde ich es mal mit einem 
Audioverstärker versuchen. Der ist für induktive Lasten ausgelegt.

von Gustl B. (-gb-)


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Rainer J. schrieb:
> Der Link funktioniert leider nicht.

https://www.eevblog.com/forum/microcontrollers/red-pitaya-hd-images-for-getting-the-schematic/

Der Schrägstrich muss hinten dranbleiben, sorry.

Rainer J. schrieb:
> Was genau bedeutet in diesem Zusammenhang "Differential-to-Single-Ended"
> ?

Naja der DAC gibt ein differentielles Signal aus und zwar einen Strom. 
Wenn der eine Ausgang Strom ausgibt dann nimmt der andere Ausgang den 
Strom auf. Das macht man weil das weniger empfindlich gegenüber 
Störungen ist.

So ein Stromausgang, differentiell ist quasi sowas wie LVDS in der 
Digitaltechnik. Das wird am Ziel terminiert und über dem 
Terminierungswiderstand wird dann durch den Strom eine messbare 
Spannung.

Dafür geibt es wunderbar passende Bausteine wie den 
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ths3215.pdf . Der ist genau dafür da 
um aus so einem DAC Ausgang ein Single-ended-Signal zu machen mit schön 
hoher Amplitude. Der ist genau für Signalgeneratoren gedacht und macht 
seine Arbeit prima. Warum das die Redpitaya Leute nicht verwendet haben 
weiß ich nicht. Aber den kannst du da jetzt auch schlecht hinbauen. Aber 
gut, dann verwendest du eben einen externen Verstärker der dieses 
Single-ended-Signal verstärkt.

Rainer J. schrieb:
> Gibt es überhaupt langsame OPVs ?

Ja.

Rainer J. schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 132112656266
> Sowas ?
> Oder Sowas:
> Ebay-Artikel Nr. 164098917416
> Nur halt für +/- 5V ?

Beim ersten sind Fehler in der Beschreibung wie der Eingangswiderstand 
von 10 Ohm und beim Zweiten steht keine Verstärkung da.

Bernd schrieb:
> Bei den angegebenen Frequenzen würde ich es mal mit einem
> Audioverstärker versuchen.

Ja. Wenn es um den Audio Bereich geht dann wäre das passend, aber 
aufpassen, Audioverstärker sind oft AC-gekoppelt. Das bedeutet, dass du 
da dann keinen DC-Offset einstellen kannst. Und niedrige Frequenzen 
werden entfernt. Also das geht eben nicht bei 0 Hz los sondern erst 
etwas drüber.

von Gerald K. (geku)


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Red Pitaya Variante SIGNALlab 250-12
unterstützt +-2V / +-10V (Hi-Z load) (software selectable)

Für +-10V braucht man nur einen externen Impedanzwandler bzw. Treiber

: Bearbeitet durch User

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