Hallo zusammen,
ich habe durch geniales Anlegen von 12 V an die Betriebsspannung eines
Moduls, dass mit einem OCXO ausgerüstet aber nur 5 V haben will,
letzteren (fast) funktionslos gemacht. Fast heißt: Bei einer großen Last
am Ausgang waren die 10 MHz noch zu sehen. Grund genug, zu hoffen, dass
das kein hoffnungsloser Fall ist.
Es geht um einen BLILEY NV47M1008. Die habe ich recht preiswert
bekommen, aber im Moment gibt es gerade kein gutes Angebot. Und ich
repariere lieber, als wegzuschmeißen. Ein Artikel, bei dem jemand genau
diesen OCXO schon einmal geöffnet hat, hat mit Mut gemacht:
https://www.quietbird.com/home/Electronics/investigations/bliley-teardown.html
Der hat ihn "destructive" geöffnet (Flex?), mir ist es "non-destructive"
gelungen (Heißluft). Und offensichtlich ist es nur ein IC, dass unten
rechts auf dem Foto ausgelötet zu sehen ist und das Ausgangssignal
liefert, defekt. Es trägt die Bezeichnung OCVO, und ich gehe nicht davon
aus, dass es ein Katalog-Artikel ist.
Nach langer Vorrede für diejenigen, die nicht genug
Hintergrundinformationen bekommen können, nun zur Frage:
Welches IC könnte folgende Eigenschaften haben:
Gehäuse SOT23-6
Pin 1: Hier unbeschaltet
Pin 2: Über einen Kondensator eingekoppelt 10 MHz Sinus, 1,3 Vss, keinen
weiteren, den Arbeitspunkt bestimmenden Widerstand oder gar
Spannungsteiler(!)
Pin 3: Masse
Pin 4: Ausgang 5 V Rechteck (natürlich die 10 MHz)
Pin 5: Betriebsspannung 5 V
Pin 6: Hier unbeschaltet
(In der bescheurten Vorschau hier sind nicht die beabsichtigten 7
einzelnen Zeilen zu sehen - hoffentlich, wenn es veröffentlicht ist 😞.)
Es würde mir wahrscheinlich nicht schwer fallen, z.B. einen schnellen
Komparator zu finden, der eine ähnliche Beschaltung hat und mit wenigen
oder gar keinen Widerständen diese Funktion erfüllt. Aber lieber wäre
mir natürlich, ein genau passendes IC zu finden - wenn es das gibt.
Vielleicht kennt hier jemand so etwas. Oder hat auf die Schnelle einen
guten Tipp.
Marek N. schrieb:> Es könnte sich um ein ganz triviales Single-Gate als Ausgangspuffer> Handeln.> Es sind ja nur offensichtlich 4 Pons beschäftigt: GND, Vcc, In und Out.
Verpackt aber keiner in SOT23-6.
H. H. schrieb:> Das Marking könnte von CEL stammen, das Teil aber kundenspezifisch sein.
Ein Schaltkreis, der mit "OCVO" gestempelt und in einem "OCXO" verbaut
ist - klingt für mich ziemlich kundenspezifisch. Leider ...
Frage ist: Was häkelt man statt dessen rein?
Mareks Hinweis auf ein Single-Gate finde ich nicht schlecht. Wenn man
dessen Eingang geeignet vorspannt (Arbeitspunkt) könnte das durchaus
hinhauen. Eine schnelle Transistorstufe, Arbeitswiderstand ev. sogar
extern, könnte es auch tun.
Wenn Umbau, dann so, dass sich der Originalzustand wieder herstellen
lässt.
H. H. schrieb:> Das Marking könnte von CEL stammen
CEL kannte ich nicht, die Wayback Machine kennt CEL, aber es gab damals
keine derartigen Bauteile.
jo schrieb:> Ein Schaltkreis, der mit "OCVO" gestempelt und in einem "OCXO" verbaut ...
Es muss offensichtlich OCV0 (null) heißen. In dem verlinkten Artikel ist
das Marking OCV3. Egal - OCV* ist verdächtig...
jo schrieb:> Frage ist: Was häkelt man statt dessen rein?>> Mareks Hinweis auf ein Single-Gate finde ich nicht schlecht.
Wenn sich nix besseres findet, wird das auch mein Plan A oder B: Eine
'LVC1G04 passt fast Pin für Pin, nur der anders liegende VCC-Anschluss
erfordert eine kleine Lötbrücke zum Nachbar-Pad. Mit einem hochohmigen
Widerstand für den Arbeitspunkt zwischen In und Out sollte ein perfekter
Rechteck geformt werden.
Plan B bzw. A: Zwei Inverter = eine 'LVC2G14. Der erste wie im anderen
Plan, dahinter noch ein zweiter. Nicht so leicht anzuschließen, aber
auch möglich. Weiterer Nachteil: Die 'LVC2G14 müsste ich erst
beschaffen, die 'LVC1G04 habe ich schon hier. Ob das einen nennenswert
besseren Rechteck ergäbe? Kaum...
Bernd schrieb:> Sieht denn das Eingangssignal des ominösen Buffers brauchbar aus?
Wie ich schrieb: Ein reiner Sinus mit 1,3 Vss, kapazitiv gekoppelt. Es
muss also etwas mehr als ein Buffer sein.
Ich habe meine 'LVC1G04 nicht gefunden, aber mit 'LVC1G02 geht es
genauso einfach. Versuchsweise mal eingesetzt, aber ich bin nicht ganz
zufrieden:
Die kleinen "Stufen" zu Beginn der Flanken sind offensichtlich durch
eine parasitäre Kopplung Ausgang -> Eingang bei etwas zu hoher Impedanz
und zu geringer Slew-Rate der Quelle verursacht, also eine Art
Miller-Effekt. (Der Tastkopf ist mit seiner Masse natürlich direkt an
der Masse der Schaltung angeschlossen.) Das wäre zwar akzeptabel, aber
ich denke, wenn sich nichts Besseres findet, werde ich doch noch die
'LVC2G04 einsetzen. Die Verrundungen vor den Flanken lassen sich dann
sicherlich auch reduzieren.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Ich habe meine 'LVC1G04 nicht gefunden, aber mit 'LVC1G02 geht es> genauso einfach. Versuchsweise mal eingesetzt, aber ich bin nicht ganz> zufrieden:
Das verstehe ich nicht. Hast Du einen 10 - 100 k Widerstand für die
Gegenkopplung verwendet, damit der xx02 als übersteuerter, analoger
Verstärker arbeitet? Damit bekomme ich aus 1 Vss gute Rechtecksignale.
m.n. schrieb:> übersteuerter, analoger Verstärker
Ja, korrekt. 1 MOhm. Wenn das Quellsignal ein Rechteck wäre, würde ich
auch einen sauberen Ausgangs-Rechteck bekommen. Aber es ist ein Sinus
mit relativ kleiner Amplitude, also im "0"-Durchgang, d. h., wenn am
Inverter der Übergangsbereich erreicht ist, ändert sich dessen
Ausgangsspannung sehr schnell, die Eingangsspannung in diesem Zeitraum
aber nur minimal. Die geringe Rückkopplungskapazität sorgt dann - wie
eine Gegenkopplung durch eine Miller-Kapazität - dafür, dass für einen
kleinen Moment die Spannung am Eingang nicht weiter steigt.
Allerdings: Wenn die Quelle eine ausreichend niedrige (HF-)Impedanz hat,
würde der Effekt auch nicht zu beobachten sein. Das könnte bei dir der
Fall sein.
Den Grund der Verrundung des Ausgangssignals vor den Flanken kann ich
nicht schlüssig erklären, ich habe nur einen Verdacht. Aber das
interessiert mich auch nicht weiter.
Wie auch immer, noch ein zweiter Inverter dahinter, spätestens dann wird
es sauber.
Ein Schmitt-Trigger würde es prinzipiell auch tun, aber die 'LVC1G14 hat
eine viel zu hohe Hysterese.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> m.n. schrieb:>> übersteuerter, analoger Verstärker> Ja, korrekt. 1 MOhm. Wenn das Quellsignal ein Rechteck wäre, würde ich> auch einen sauberen Ausgangs-Rechteck bekommen.
Ich würde jede Art von Gegenkopplung vermeiden. Versuche mal dem Eingang
auf Ub/2, z.B. mit 2x100k, vorzuspannen. Von der Spule ge-vio-bn würde
ich weit weg bleiben. Frage: Ist die Ub am LVC1G04 gut abgeblockt?
Aufgabe der Pufferstufe ist es, den Ausgang so gut wie möglich zu
entkoppeln um Rückwirkungen von außen zu verhindern. Zur Not wäre ich da
auch mit einem Emitterfolger und Sinusausgang zufrieden.
Du wirst den OCXO höchstwahrscheinlich in einer Eigenbau-Schaltung
einsetzen wollen. Eine u.U. notwendige Signalformung kann man dann euch
extern bewerkstelligen.
jo schrieb:> Ich würde jede Art von Gegenkopplung vermeiden. Versuche mal dem Eingang> auf Ub/2, z.B. mit 2x100k, vorzuspannen.
Das solltest Du schon begründen. Mit einem Widerstand in der
Gegenkopplung wird automatisch der beste Arbeitspunkt eingestellt.
"Gegenkopplung" beschreibt hier nur die Beschaltung. Die Verstärkung
soll möglichst hoch bleiben. Ich war von niederohmiger Quelle
ausgegangen. Bei hochohmiger Quelle kann man dann auch > 10 MOhm
einsetzen.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Die geringe Rückkopplungskapazität sorgt dann - wie> eine Gegenkopplung durch eine Miller-Kapazität - dafür, dass für einen> kleinen Moment die Spannung am Eingang nicht weiter steigt.
Den Effekt würde ich aber bei Vcc/2 erwarten.
Such besser noch einmal nach Deinem G04, der laut Datenblatt drei
Inverter in Reihe geschaltet hat. Das ergibt eine sehr hohe Verstärkung
>= 1000. Beim G02 bin ich mir nicht sicher, wie dort der interne Aufbau
und damit die Leerlaufverstärkung ist.
Wenn das Signal am Eingang des Inverters mit 1,3 Vss messbar ist, dann
dürften da wenige Miller-Picofarad nicht stören. Der Tastkopf Deines
Scopes hat eine höhere Kapazität.
Könntest Du vielleicht beide Signale gleichzeitig anzeigen?
Keine Ahnung ob der mit einen rein kapazitiv eingekoppelten Eingang
überhaupt vernünftig laufen mag, aber einen Versuch wäre es vielleicht
Wert:
https://www.ti.com/lit/gpn/sn74lvc1g17
m.n. schrieb:> Das solltest Du schon begründen. Mit einem Widerstand in der> Gegenkopplung wird automatisch der beste Arbeitspunkt eingestellt.> "Gegenkopplung" beschreibt hier nur die Beschaltung.
Hatte ich erklärt:
jo schrieb:> Ich würde jede Art von Gegenkopplung vermeiden. [...]> Aufgabe der Pufferstufe ist es, den Ausgang so gut wie möglich zu> entkoppeln um Rückwirkungen von außen zu verhindern.m.n. schrieb:.
> Such besser noch einmal nach Deinem G04, der laut Datenblatt drei> Inverter in Reihe geschaltet hat. Das ergibt eine sehr hohe Verstärkung>>= 1000. Beim G02 bin ich mir nicht sicher, wie dort der interne Aufbau> und damit die Leerlaufverstärkung ist.
Bei dieser hohen Verstärkung würde ich, bei straffer Gegenkopplung,
einen Ringoszillatore erwarten.
Den genauen Mechanismus zur Entstehung der Artefakte hat Zahn der Zeit
erklärt:
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> [..] Wenn das Quellsignal ein Rechteck wäre, würde ich> auch einen sauberen Ausgangs-Rechteck bekommen. Aber es ist ein Sinus> mit relativ kleiner Amplitude, also im "0"-Durchgang, d. h., wenn am> Inverter der Übergangsbereich erreicht ist, ändert sich dessen> Ausgangsspannung sehr schnell, die Eingangsspannung in diesem Zeitraum> aber nur minimal. Die geringe Rückkopplungskapazität sorgt dann - wie> eine Gegenkopplung durch eine Miller-Kapazität - dafür, dass für einen> kleinen Moment die Spannung am Eingang nicht weiter steigt.
Anmerkung: Bei der Gegenkopplung dürfte sich die Gatterlaufzeit
bemerkbar machen. Aber siehe auch oben, Stichwort Ringoszillator.
Mir wäre ein sauberer Sinus bei größtmöglicher Entkopplung lieber als
ein verhunzter Rechteck. Aber das ist natürlich Geschmacksache ...
Die Gedanken von jo sind richtig, allerdings beschreibt m.n. auch
richtig, warum es fast keinen Grund geben sollte, es anders als mit dem
einen Widerstand zu machen. Fast: Der Widerstand sorgt für eine etwas
höhere Miller-Kapazität - und die machte sich nach meinen Erkenntnissen
ja bemerkbar.
m.n. schrieb:> Könntest Du vielleicht beide Signale gleichzeitig anzeigen?
Das ist eine Herausforderung, wenn beide Massen und die Tastspitzen
direkt angeschlossen werden müssen. Geht aber. Dieses Mal mit höherer
Bandbreite oszillografiert.
Zu meiner Überraschung sehen die Signale völlig(!) anders aus. Der
Rechteck ist praktisch perfekt, der Millereffekt ist auch andeutungweise
nicht zu sehen. Die Verrundung des Signals auch nicht. Was da los los?
Wer misst, misst Mist???
Dass die Miller-Kapazität durchaus Einfluss auf das Quellsignal hat, ist
zu erkennen. Die Quelle scheint mir ein Parallel-Schwingkreis im
Kollektor oder Drain eines Transistors zu sein. Dass die Zacken im Kanal
1 nicht durch Übersprechen der Kanäle stammt, ließ sich leicht
nachweisen, indem ich die Tastspitze von Kanal 1 zusammen mit seiner
Masse auf die OCXO-Masse gelegt habe, und gar kein Übersprechen mehr
sichtbar war.
Mein nächster Plan wäre wohl eine 'LVC1GX04 gewesen. Das ist ein
Oszillator-IC, bestehend aus einem ungebufferten Inverter vor einem
gebufferten Inverter in Reihe geschaltet. Nachteil: Ungünstiges Layout,
Vorteil: Die habe ich hier. Aber so sieht es eigentlich jetzt schon
perfekt aus.
Und den Tastkopf am anderen Oszi muss ich mal prüfen...
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Dass die Miller-Kapazität durchaus Einfluss auf das Quellsignal hat, ist> zu erkennen.
Und es passiert jeweils auch ab Vcc/2.
> Mein nächster Plan wäre wohl eine 'LVC1GX04 gewesen.
Der gefällt mir ja! Muss ich demnächst mal testen.
> Aber so sieht es eigentlich jetzt schon> perfekt aus.
Sag ich doch ;-)
Sieht richtig gut aus!
Trotzdem noch kurz zum Stichwort 'Ringoszillator' - siehe Anhang.
1) Ist ein Ringoszillator in Reinstform, benutzt man um Gatterlaufzeiten
auszumessen. Schwingt!
2) Das R zusammen mit dem Cin bringt eine zusätzliche Verögerung,
verringert aber auch die Schleifenverstärkung. Schwingt u.U. auch, nur
etwas langsamer.
3) wie 2), allerdings wird Cin durch das externe C vergrößert. Die
Verzögerung wird größer, Schleifenverstärkung kleiner.
Das gilt natürlich nur, wenn der AP die Inverter im aktiven Bereich
hält, also Uin ~ 1/2 Ub.
Speisst man das C nicht aus GND, sondern aus einer relativ hochohmigen
Sinus-Quelle, könnte die Schleifenverstärkung hoffentlich unter 1
abgesackt sein. Sonst trifft Fall 3) zu - immer dann, wenn der Sinus den
AP in Richtung Ub/2 zieht.
Anhang:
Ich meinte, für 74x04 hätte ich das mal wo gelesen, finde die Info im
Moment aber nur für CD4000 (vgl. RCA ICAN-6558 -> google). Jedenfalls
der Grund ist der Gleiche: CD4000B "klingelt" bei langsamen
Eingangssignalen, drum hat RCA für "analog" Anwendungen die CD4000UB (~
CD4000A, mit weniger Verstärkung) gebastelt. Auszug aus ICAN-6558 anbei.
just my 2ct
Ringoszillator und langsame Flanken am Eingang: Das ist richtig und
bestimmt nicht jedem bekannt. Allerdings kann die Impedanz der Quelle
auch eine Rolle spielen. In den technischen Daten der Logik-ICs ist
deswegen oft - oder immer? - auch die minimale Slew-Rate eines
Eingangssignals angegeben.
Aber was Anderes: Ich habe oben unterschiedliche Oszillogramme gezeigt.
Das erste (HM1507) zeigte meiner Meinung nach einen Miller-Effekt und
merkwürdige Verrundungen vor dem Beginn der Flanken. Das zweite
(HMO2024) zeigt einen praktisch perfekten Signalverlauf. An den
Tastköpfen lag es nicht, habe ich jetzt herausgefunden, denn wenn ich
den OCXO direkt an die BNC-Buchse der Oszis halte (der Out-Pin ist
gerade soeben lang genug und das Gehäuse ist Masse), ist in beiden
Fällen dasselbe wie mit Tastköpfen zu sehen. Dritter Versuch mit einem
HM1508: Auch ein praktisch perfekter Signalverlauf. Fazit:
1. Der HM1507 hat eine kleine Macke (auf beiden Kanälen).
2. der OCXO mit der 'LVC1G02 liefert ein qualitativ einwandfreies
Signal. Die langsamen Flanken am Eingang der 'LVC1G02 führen hier nicht
zu einem Miller-Effekt oder gar zu (Ring-)Oszillation.
3. Wer misst, misst Mist.
