Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Hilfe für HiSpeed Amp


von Klaus B. (klausi1967)


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Hallo,

will einen Freq. Generator mit XC2206 aufbauen. Die Frequenz-generierung 
funktioniert soweit bis 2MHz.
Jetzt brauch ich noch einen Verstärker dazu.

Der soll auch bis 2MHz können, und automatic gain control haben. Der 
XC2206 bricht mit seiner Ausgangsamplitude über 700kHz immer stärker ein 
und das soll der Verstärker automatisch ausgleichen. Mit Op-Amps, könnte 
man das machen, aber die schnellen, die auch Leistung bringen, haben 
einen kleinen Rin und belastet den XC2206 zu stark. Außerdem wollt ich 
mal was diskret mit Transistoren machen. Da bin ich allerdings nicht 
firm drin.

Hab jetzt 3 Verstärker mit LTSpice simuliert, aber bin nicht so recht 
zufrieden damit und gleichzeitig am Ende meines Wissens.

Der AGC Amp3.asc funktioniert in der Simulation ganz gut, aber die 2. 
Stufe, ist von der Verlustleistung her jenseits dessen, was ein BC547 
leisten kann. Müsste da also einen anderen Transistor nehmen.

Der AGC Amp4.asc funktioniert auch, aber er verzerrt im Nulldurchgang. 
Wie krieg ich die Verzerrungen weg?

BC547 OpAmp.asc funktioniert auch, aber starke Verzerrungen. Hätte aber 
den Scharm, dass ich mit einer Gleichspannung die Amplitude ändern kann.

Für Hilfe und Ratschläge wäre ich dankbar.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Viele von uns haben kein LTSpice, und die anderen werden nicht einfach 
so auf deine Objekte klicken wollen. Poste doch auch mal Screenies der 
Schaltungen.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Nichtidealitaeten eines Generators durch AGC Geschichten kompensieren.. 
damit wirst du nicht gluecklich. Nimm was schnelleres. Ich wuerde zB den 
AD9833 empfehlen. Dann einen vernuenftigen Verstaerker hinten dran, der 
das auch kann.

von Klaus B. (klausi1967)


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Dieser Verstärker läuft jetzt gut (zumindest in der Simulation), aber 
die AGC funktioniert nicht. Hab jetzt die Verbindung vom Drain gekappt.

Hat jemand ne Idee, wie man eine AGC realisieren kann?

von Falk B. (falk)


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Klaus B. schrieb:

> Der soll auch bis 2MHz können, und automatic gain control haben. Der
> XC2206 bricht mit seiner Ausgangsamplitude über 700kHz immer stärker ein
> und das soll der Verstärker automatisch ausgleichen.

Das macht man besser mit einem passenden Filter/Netzwerk, welches die 
oberen Frequenzen anhebt.

> Mit Op-Amps, könnte
> man das machen, aber die schnellen, die auch Leistung bringen, haben
> einen kleinen Rin und belastet den XC2206 zu stark.

Kann ich nicht so recht glauben.

> Außerdem wollt ich
> mal was diskret mit Transistoren machen.

Ob das so sinnvoll ist? Das Fahrrad sollte man nicht neu erfinden.

von Klaus B. (klausi1967)


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Hier mal der Schaltplan. Solange Drain vom AGC Fet nicht mit dem Eingang 
verbunden ist, geht der Verstärker sauber.

Sobald der Drain verbunden ist, wird der Ausgang nicht-linear.

von Axel R. (axlr)


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Klaus B. schrieb:
> Dieser Verstärker läuft jetzt gut (zumindest in der Simulation),

dann mach mal n AC-Sweep: bei 180Khz ist Schluss (-3dB), bei 2Mhz -20dB

von Axel R. (axlr)


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screenshot

von Klaus B. (klausi1967)


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Ein Frequenzfilter am Eingang soll mir auch recht sein. Wie sollte der 
aussehen?
Einen Tiefpass der ab ca. 700kHz, dämpft und parallel dazu einen 
Hochpass, der bei ca. 700kHz durchlässt und beide haben unterschiedliche 
Widerstände?

von Klaus B. (klausi1967)


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Danke Axel, Versärkung ist Frequenzabhängig.
Dann muss ich wohl doch auf einen Op-Amp.

von Falk B. (falk)


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Klaus B. schrieb:
> Ein Frequenzfilter am Eingang soll mir auch recht sein. Wie sollte der
> aussehen?
> Einen Tiefpass der ab ca. 700kHz, dämpft und parallel dazu einen
> Hochpass, der bei ca. 700kHz durchlässt und beide haben unterschiedliche
> Widerstände?

So in etwas. Google Höhenanhebung.

von Forist (Gast)


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Klaus B. schrieb:
> AGC_Amp4.pdf

Axel R. schrieb:
> Screenshot_2021-01-26_120812.jpg

"PC-Kompetenz" in Überdosis ...

Was mag wohl der Hinweis "Zeichnungen und Screenshots im PNG" bedeuten?

Ein in Hochkant-PDF eingepackte Graphik oder Verkrüppelung als JPG sind 
wahrlich nicht so die Bringer ...

von Jochen F. (jamesy)


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von Klaus B. (klausi1967)


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Würde der NE5534 das machen?

Der hat ne Unity Gain Bandwith von 10MHz, das würde für ne Verstärkung 
von 5 reichen.
Aber es scheint, dass ab ca. 200kHz die mögliche Ausgangsamplitude stark 
einbricht. Versteh ich das richtig?

von Egon D. (Gast)


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Klaus B. schrieb:

> Hier mal der Schaltplan. Solange Drain vom AGC Fet
> nicht mit dem Eingang verbunden ist, geht der
> Verstärker sauber.

Zu viel Verstärkung, zu hochohmig.

- R2 weglassen
- R15 auf 2.7k verringern
- zwischen Emitter von Q2 und R4 || C4 noch 330 Ohm einfügen
- Ruhepunkt von Q2 (Basisspannungsteiler) anpassen
- statt BC547 ggf. 2N3904 verwenden

Ach so:
- R5 und R10 erstmal weglassen

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Hallo Klaus, lade Dir erst einmal das Datenblatt des XR2206 herunter, 
jawohl, XR, nicht XC.

Die damals neue Firma EXAR brachte den als kostengünstigen 
Ein-IC-Funktionsgenerator auf den Markt. Das war 1972, vor fast 50 
Jahren, natürlich "die Schau".
Die technischen Daten sind allerdings ernüchternd, es ist kein 
Sinusgenerator enthalten, sondern ein "Sine-shaper", ein Sinusformer. 
Ein Dioden/Widerstandsnetzwerk.
Klirrfaktor etwa 3%, mit Trimmpotis "abgleichbar" auf trotzdem immerhin 
0,5%. Knapp oberhalb Audio steigt dann der Klirrfaktor bereits an und 
erreicht Werte (mit steigender Frequenz) von einigen ganzen Prozent.
"Schaffen" tut er eh kaum 1MHz, den vorher beginnenden drastischen 
Amplitudenabfall hast Du ja schon bemerkt.
Weil der Sinus aber aus dem Dreieck "zusammengesetzt" und "geformt" 
wird, hat der auf jedem Scheitel einen Nadelimpuls sitzen, dessen Höhe 
auch noch abhängig von der Grundfrequenz ist.
Er produziert also reichlich:
-Klirr = Oberwellen, ganze Spektren
- Amplitudenscjwankungen über der Frequenz

"Richtig gut" war er nie, jetzt ist er auch veraltet und macht Probleme, 
die man mit deutlich jüngeren ICs erst gar nicht hat. Da kannst Du Dir 
den AGC glatt schenken.

von F. M. (foxmulder)


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Jochen F. schrieb:
> Beispiel bis 10 MHz:
> 
https://elektrotanya.com/hameg_hm8030-6_functiongenerator_sm.pdf/download.html#dl

Sehr gut, das übersehen viele, Leute lernt von den Profis.
Gebt euch alle "Hewlett Packard Journals" da findet man (diskrete) 
Lösungen für Probleme wo man heute 3-4 teure ICs verwenden würde.
Damals waren die Hersteller auch noch so stolz auf Ihre Arbeit, dass 
Lösung+Ingenieur vorgestellt wurde.

Sehr zu empfehlen auch Service Manuals von Messgeräten, da findet man 
von Displaymultiplexing/Netzteil und Ghz Schaltungen alles, schon 
erprobt und von bester Qualität.

Besser ein paar professionelle Schaltungen nachspicen und verstehen als 
selber herumzufrickeln.

(Und bitte erzählt mir jetzt nicht, dass man das nicht macht, das ist 
vorallem in der Industrie usus. Das geht so weit, dass manche Firmen 
schon Grußbotschaften für den Konkurenten in zB. EEProms 
mitspeichern...)

mfg

von Klaus B. (klausi1967)


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Hallo Egon,

super, danke!
Konstante Verstärkung von 4 von 2Hz bis 2Mhz :-)

Was fix ich jetzt die AGC? Was schlägst Du vor?


Hallo Nichtverzweifelter,

ich weiß dass der XR2206 ne sau alte Krücke ist. Aber jetzt bin ich 
schon fast fertig damit...

von Klaus B. (klausi1967)


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Und damit konstante Verstärkung von 6 zwischen 2Hz und 2MHz!

von Klaus B. (klausi1967)


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Hallo A.K.

danke, im Hameg Manual wäre ein passender Amp drin gewesen.

von Pandur S. (jetztnicht)


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> Sobald der Drain verbunden ist, wird der Ausgang nicht-linear.

Der Feedback ist ja auch Nichtlinear. Die Amplitudenmessung ist etwas 
zufaelig. Frequenzabhaengig wuerd ich sagen.

von Axel R. (axlr)


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Forist schrieb:
> Axel R. schrieb:
>> Screenshot_2021-01-26_120812.jpg
>
> "PC-Kompetenz" in Überdosis ...
>
> Was mag wohl der Hinweis "Zeichnungen und Screenshots im PNG" bedeuten?

*Windows+Umschalt+s* speichert bei WIN10 erstmal vorneweg als jpg.
Wo ist jetzt dein Problem? Mir passt dein Tonfall nicht. Klar, hätte ich 
es auch als png speichern können. Hab ich nun nicht gemacht...
Konntest Du nicht erkennen, dass ab 100khz sein Verstärker an 
Verstärkung verliert? Nein? War es zu vermatscht, ja? Ob Klaus das 
erkennen konnte?
Es hatte den Anschein, für mich jedenfalls. Und: für Ihn war die Info 
auch gedacht.
Ach: Dateigröße vielleicht? Dauert dein Download zu lange? nächstes Mal 
lade ich es als *.tif hoch
https://www.pcwelt.de/ratgeber/ISDN-Schneller-surfen-mit-Kanalbuendelung-110513.html

Meine Herr'n  ....

von Egon D. (Gast)


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Klaus B. schrieb:

> super, danke!
> Konstante Verstärkung von 4 von 2Hz bis 2Mhz :-)

Gern geschehen.


> Was fix ich jetzt die AGC? Was schlägst Du vor?

Schwierig.

Es gibt drei Baustellen:
1. das Stellglied
2. den Amplitudendetektor
3. die extrem große Frequenzvariation

Erste Frage wäre, ob Du unbedingt REGELN musst, oder
ob auch eine reine STEUERUNG in Abhängigkeit von der
Frequenz in Frage käme.

Als Stellglied könnte man z.B. einen AD603 nehmen --
etwas sehr edel, aber damit bohrt man das Brett an
der dünnsten Stelle. Gilbertzelle, Analogmultiplizierer
auf Basis eines Differenzverstärkers oder variabler
Spannungsteiler mit FETs oder Dioden sind natürlich
auch denkbar, aber viel schwieriger in der Auslegung.

Falls es eine echte Regelung werden soll, bist Du
mit dem Gleichrichter schon auf der richtigen Spur.
R7 und R6 kann man ggf. in Maßen verkleinern; die
Kollektorstufe ist sowieso hochohmig im Eingang.
Zwischen dem Emitter von Q3 und C2 ist u.U. ein kleiner
Längswiderstand zur Entkopplung zu empfehlen (100 Ohm
oder so), damit die Kollektorstufe nicht so stark
kapazitiv belastet wird (Schwingneigung).
Am Ausgang des Gleichrichters ist wahrscheinlich ein
(mehrstufiger) RC-Tiefpass und ggf. ein OPV sinnvoll.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Egon D. schrieb:
> Erste Frage wäre, ob Du unbedingt REGELN musst, oder
> ob auch eine reine STEUERUNG in Abhängigkeit von der
> Frequenz in Frage käme

Naja. Eigentlich wäre die Frage warum es denn der antiquierte
XR2206 sein muß. Oder warum man den außerhalb seiner Spezifikation
(1MHz) betreiben muß.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Axel R. schrieb:
> Forist schrieb:
>> Axel R. schrieb:
>>> Screenshot_2021-01-26_120812.jpg
>>
>> "PC-Kompetenz" in Überdosis ...
>>
>> Was mag wohl der Hinweis "Zeichnungen und Screenshots im PNG" bedeuten?
>
> *Windows+Umschalt+s* speichert bei WIN10 erstmal vorneweg als jpg.
> Wo ist jetzt dein Problem?

Der Typ (Forist) spielt sich hier jedesmal als Forenpolizei auf, wenn 
jemand 'seine' Regeln bricht. Konstruktiv oder passend zum Thema ist da 
noch nie was gewesen.

Axel S. schrieb:
> Eigentlich wäre die Frage warum es denn der antiquierte
> XR2206 sein muß.

Eigentlich nicht. Die Frage war nach einem etwa linearen 
Breitbandverstärker. Die taucht bei jedem FG immer mal wieder auf.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Matthias S. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Eigentlich wäre die Frage warum es denn der antiquierte
>> XR2206 sein muß.
>
> Eigentlich nicht. Die Frage war nach einem etwa linearen
> Breitbandverstärker. Die taucht bei jedem FG immer mal wieder auf.

Aber nicht in Verbindung mit einer vollkommen unnötigen und bei einem 
Funktionsgenerator auch vollkommen unsinnigen AGC. Wenn man diese 
Forderung fallen läßt, dann hat man jede Menge Auswahl.

Albern ist es ohnehin. Denn der XR2206 hat ja nicht nur seinen 
(schlechten) Sinus-Ausgang, sondern liefert auch Rechteck- und 
Dreieck-Signale. Mit deutlich höheren Anforderungen an die Bandbreite.

So bleibt es dabei. Der TE versucht ein Bauteil außerhalb seiner 
Spezifikation zu betreiben und will die dabei entstehenden Effekte mit 
einer nachgeschalteten "Wunderschaltung" ausbügeln. Dafür habe ich nicht 
das geringste Verständnis! Zumal es ja Alternativen gibt...

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