Guten Tag verehrte Forenmitglieder
Ich habe ein Problem mit dem MAX903 Komparator von Maxim in der DIP
ausführung. Um das Problem in den KOntext zu setzen:
Ich habe vor mit dem Komparator, einem DAC und einer Monostabilen
Kippstufe einen Diskriminator zum Verarbeiten eines
Szintillations-Detektor-Signals aufzubauen. HIerbei ist mir wichtig,
dass ich über den Komparator eine Schwellenspannung frei einstellen
kann, aber der Das Signal vom Detektor weitergegeben wird oder halt
nicht. Die Sigbnale bewegen sich dabei im Bereich von 10-100ns weshalb
ich auch einen Komparator mit geringer Ansprechzeit benötige.
Hierfür habe ich den MAX903, wie im Datenblatt beschrieben,
angeschlossen. Der Spannungsversorgung von +5V habe ich einen 100nF
Kondensator hinzugefügt. Auf dem einen Imput lege ich die
Schwellenspannung auf dem anderen das Signal des Photomultipliers (PMTs)
des Detektors. Die Grundlegende Funktion ist gegeben, wie in
tek00002.png zu sehen ist. Hierbei wurde nicht das Signal vom PMT (gelb)
direkt auf den KOmparator gegeben sondern vom einem NIM-Diskriminator
(blau). Das NIM-Signal wurde mit 75 Ohm abgeschlossen. Das lila Signal
ist das Ausgangssignal des Komparators mit einem Abschluss vom 1 MOhm.
Wie bereits erwähnt ist
und
Ich habe bereits mit verschiedenen Abschlusswiderständen und
Decoupling-Kondensatoren gearbeitet, jedoch tritt immer folgendes
Problem ausf:
Sobald die Schwellenspannung unter 400mV geht, beginnt der Ausgang des
KOmparators zu "oszillieren", wie in tek00003.png zu sehen ist. Die
kritische Grenze liegt je nach aufbau (Abschlusswiderstände,
KOnsdensatoren, Versorgungsspannung) leicht unterschiedlich, aber der
Effekt tritt immer auf.
Hat hier jemand eine Idee, wie ich das Problemn lösen kann? Ich bin für
alle Tipps und Gedankenstützen dankbar.
mfg Philip
Im Datenblatt steht:
As with all high-speed comparators, the high gain-band- width product of
the MAX900–MAX903 can create oscil- lation problems when the input
traverses the linear region. For clean output switching without
oscillation or steps in the output waveform, the input must meet mini-
mum slew-rate requirements.
Wenigstens ein bisschen Mitkopplung (Hysterese) wirst du ihm wohl
genehmigen müssen.
Zu deinen Messungen:
Kein Bild von Aufbau, kein Schema, keine Aussage was welche Sonde misst.
Was erwartest du da für Antworten?
Viel Erfolg
Hauspapa
Philip H. schrieb:> Der Spannungsversorgung von +5V habe ich einen 100nF Kondensator> hinzugefügt.
Einen, in Zahlen '1'? Das Datenblatt verlangt mindestens 2...
Und die gehören nicht nur an die 5V, sondern wie im Datenblatt
beschrieben auf kürzestem Weg zwischen Vcc und Vee sowie zwischen Vdd
und GND:
1
Applications Information
2
Circuit Layout
3
...
4
A printed circuit board with a good, low-inductance ground plane is mandatory.
5
All decoupling capacitors (the small 100nF ceramic type is a good choice) should
6
be mounted as close as possible to the power-supply pins.
7
...
8
Separate decoupling capacitors for analog VCC and for
9
digital VDD are also recommended.
10
---
11
Short lead lengths on the inputs and outputs are essential to avoid unwanted
Hallo nochmal und vielen Dank für eure Antworten. Im Anhang hbe ich
jetzt den Schaltplan und ein Bild vom Aufbau angehangen. In der Skizze
habe ich mit (?) makierten Abschlusswiderstände hoffentlich richtig
eingezeichnet. Diese stimmen nicht perfekt mit den oben gegebenen Infos
überein da ich diese zum testen unterschiedlich dimensioniert habe. Ich
habe für die Schwellenspannung noch einen Tiefpass vorgeschaltet um
Noise zu verringern.
@Hauspapa ich bin noch recht neu in der Thematik deshalb entschuldige
bitte lückenhafte Texte. Danke für das erwähnen der fehlenden
Informationen, ich versuche diese so nachzureichen.
Was meinst du mit Sonde? Die Eingänge vom Komparator? Auf dem positiven
Eingang wird aktuell die Referenzspannung angelegt und auf dem negativen
das Signal vom Detektor (auch wenn es auf dem Schaltplan anders
aufgezeichnet ist. Das habe ich paar mal gewechselt).
Ich habe mir mal durchgelesen was es mit der Hysterese zu tun hat. Dann
werde ich nochmal versuchen den Augang auf den positiven input
rückzukoppeln. Dafür wäre es aber notwendig, dass das Signal auf dem
positiven (nicht invertierenden) Input liegt richtig? Wichtig ist vlt zu
erwähnen, dass sowohl Signal als auch Referenzspannung beide negativ
sind. Sobald das Signal negativer wird soll der Komaparator schalten. Da
ich dahinter eine monostabile Kippstufe benutze ist es für mich egal ab
der Ausgang im Grundzustand posotiv oder negativ ist. Ich habe für die
Hysterese folgende gleichungen gefunden
(https://circuitcellar.com/resources/comparator-hysteresis-2/):
mit der zugehörigen Schaltskizze im Anhang. Hast du vlt einen Tipp für
mich wie ich die Grenzspannungen dimensionieren sollte? unterer Grenze
um 10mV senken? Obere um 10 Prozent erhöhen? Oder lohnt sich das gar
nichgt aufgrund des unten erwähnten Platinen-Problems? Ziel ist es
eignetlich den Komparator an das PMT Signal (gelb, vorheriger Beitrag zu
koppeln) und nicht mehr an das vom Diskriminator (blau). Ich dachte nur
das ich es erstmal mit dem schöneren Signal versuche.
@Lothar stimmtnatürlich, da habe ich mich schlecht ausgedrückt. Die
Kondensatoren habe ich sogeschaltet wie auf der Skizze gezeigt. In dem
von dir zitierten Ausschnitt steht, dass eine gute Platine notwendig
ist. Ich denke mal, dass die von mir verwendete nicht optimal ist oder?
Können daher die Störsignale kommen?
Philip H. schrieb:> Die Sigbnale bewegen sich dabei im Bereich von 10-100ns weshalb> ich auch einen Komparator mit geringer Ansprechzeit benötige.
Dazu passt dein Aufbau nun gar nicht.
Philip H. schrieb:> In dem von dir zitierten Ausschnitt steht, dass eine gute Platine> notwendig ist. Ich denke mal, dass die von mir verwendete nicht> optimal ist oder? Können daher die Störsignale kommen?
Nun ja, die ellenlangen Leitungen sind alles Induktivitäten, die
dann mit den vorhandenen Cs Schwingkreise bilden. Entstör-Cs
sollte man z.B. direkt an die IC-Beinchen löten.
Ok danke.
@Harald Also sind generell Lochrasterplatinen ungeeignet oder muss ich
meine Löt-Technik/Verkabelung verbessern?
@H.H. der Gesamte Aufbau auch mit den Komponenten? Oder kann ich diese
behalten und die Anordnung überarbeiten? Sind die gewählten Kapazitäten
und Widerstrände soweit in Ordnung?
Philip H. schrieb:> @Harald Also sind generell Lochrasterplatinen ungeeignet?
Nein, Du musst nur darauf achten, den Aufbau sehr kompakt zu halten.
Ungeeignet wären z.B. sog. Steckbretter.
Ich habe nochmal alles kompakter gelötet. Die Leitungn für die
Stromversorgung und die Signale bekomme ich nicht kürzer da die Geräte
halt daneben stehen. Der Rest ist so kurz wie es mir gerade möglich war.
Das Ergebnis ist leider das gleiche wie davor :/ Bilder im Anhang
Philip H. schrieb:> Also sind generell Lochrasterplatinen ungeeignet
Jein.
Es gibt Lochrasterplatinen mit Masselage, die sind
teuer, aber gut.
> oder muss ich meine Löt-Technik/Verkabelung verbessern?
Ja: Flussmittel verwenden.
Nein die Rückkopplung habe ich nicht vergessen ;) die mache ich morgen
wenn ich an die Widerstände ran komme.
Ja die Lötstellen sind nicht so gut. Danke da auch an den Tipp mit dem
Flussmittel. Werde ich probieren. Ich schaue auch Mal nach guten
Platinen.
Unter dem Mikroskop sagen die Lötstellen aber alle zweckmäßig aus. Ich
werde aber nochmal einen Blick drauf werfen.
Vielen Dank an alle nochmal!
Philip H. schrieb:> Unter dem Mikroskop sagen die Lötstellen aber alle zweckmäßig aus. Ich> werde aber nochmal einen Blick drauf werfen.
Wirf Kolophonium drauf -das ist besser.
Guten Mittag :)
Ich habe die Rückkopplung umgesetzt, aber Folgendes ist mir durch den
Kopf gegangen. Ich habe einen postiven Output von ca 5V aber die
Eingägne sollen negative Signale bekommen. Mir fällt nicht ein wie ich
die eigentliche Hysterese umsetzen soll, wenn die Eingangssignale nicht
zwischen 0V und 5V liegen. Ich habe jetzt das Signbal auf dem negativen
Input und Kopple vom Output auf diesen mit 100kOhm und einem 1,6kOhm
Vorwiderstand um den Input hoch zu ziehen und damitndas Signal zu
unterbrechen. Ja ich weiß, das hat eigentlich nichts mit der Hysterese
zu tun, aber wie gesagt, ich bin planlos wie ich diese umsetzen soll.
Der jetzige Aufbau hat aber immernoch das gleiche Problem. Ich habe
allerdings nachgemessen und der Kontakt von allen Lötstellen ist
gegeben. Gibt es eine Methode die Hysterese mit den negativen Eingängen
umzusetzen?
Oder sollte ich zu einem Komparator wie dem MAX9691EPA+ greifen mit
negativem Output und damit die Hysterese umsetzen?
Philip H. schrieb:> Guten Mittag :)>>Zitat: "Ich habe die Rückkopplung umgesetzt....
Mir fällt nicht ein wie ich die eigentliche Hysterese umsetzen soll...
Der jetzige Aufbau hat aber immernoch das gleiche Problem..."
WAS hast du denn gemacht???
Philip H. schrieb:> Das habe ich versucht im Text zu beschreiben, hier aber nochmal> ein> Bild. Rot die Rückkopplung eingezeichnet.
Der 100k-Rückkopplungs-R muss an den positiven Eingang des OPs.
Dann wird die Schwellenspannung etwas verzogen anstelle des
Eingangssignals. Dann sollte er nicht mehr schwingen.
Und den 10uF auf vielleicht 100nF verringern sonst kannst du die
Spannung kaum schnell genug verziehen.
Hi Nils, ich habe beide von deinen Tipps umgesetzt. Leider hat res
wieder absolut keinen unterschieht bewirkt. Es könnte sein dass die
kritische Schwellenspannung ab der das Problem auftritt, nun 5-10%
tiefer ist, ab das reicht leider nicht. Was mich aber auch echt wundert.
Wieder habe ich überprüft dass alle Verbindungen gut sind und ich kann
da leider nichts finden. Aber irgendeinen Effwekt sollte es doch haben.
Ich bestelle jetzt noch ein paar andere Komparatoren und schaue wies
dann weiter geht.
tek00002.png
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tek00003.png
(9,9 KB)
