Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Variable Sinus-HF-Spannung von 10KHz bis 30MHz


von Levin (levinw)


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Hallo,

Ich benötige einen IC oder eine Schaltung die einen sauberen Sinus 
liefert, am besten frequenzvariabel von 10KHz bis 30MHz, am besten mit 
nur einem Schaltungsaufbau obwohl ich schon darauf eingestellt bin 
entsprechend viele Schaltungen parallel aufzubauen und mit Reedrelais 
jeweils durchzuschalten.

Das Sinussignal soll von einem BUF602ID mit symetrischer 
Spannungsversorgung als Impedanzwandler verstärkt werden, um über den 
vollen Frequenzbereich bis zu 30mA liefern zu können.

Die Schaltung bzw den Ic hätte ich lieber analog aber digitales ist 
nicht ausgeschlossen.

Ziel ist eine Messschaltung in der der Strom über einen 
Vollbrückengleichrichter gerichtet wird und letztendlich über einen 
Shunt der reine DC-Wert gemessen und von einem AD-Wandler abgenommen 
werden kann.

Vielleicht hat ja jemand eine Schaltung parat die passen könnte oder 
kennt einen entsprechenden IC.

Danke und mit freundlichen Grüßen

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

der AD9851 DDS kann Frequenzen im gewünschten Bereich mit einer 
Auflösung im Millihertz-Bereich bis etwa 65 MHz erzeugen. Über das 
prinzipbedingt notwendige Tiefpassfilter gibt er über den gesamten 
Bereich ein recht konstantes Sinussignal aus.

Der DDS-Baustein ist bereits fertig auf einer Leiterplatte (LP) 
erhältlich und wird über eine SPI-Schnittstelle programmiert. Es 
existieren fertige Arduino-Bibliotheken zur Ansteuerung, sodass Du Dir 
prinzipiell alles für wenig Geld zusammenstellen kannst.

Beachten solltest Du allerdings, dass die chinesischen AD9851- oder 
AD9850-Module meist bessere Filter benötigen, um die durch das 
DDS-Prinzip verursachten Aliasprodukte ausreichend zu unterdrücken.

Viele Grüße
Gerhard

von Hippelhaxe (hippelhaxe)


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Levin schrieb:

> Ich benötige einen IC oder eine Schaltung die einen
> sauberen Sinus liefert, am besten frequenzvariabel
> von 10KHz bis 30MHz, am besten mit nur einem
> Schaltungsaufbau obwohl ich schon darauf eingestellt
> bin entsprechend viele Schaltungen parallel aufzubauen
> und mit Reedrelais jeweils durchzuschalten.
>
> Das Sinussignal soll von einem BUF602ID mit symetrischer
> Spannungsversorgung als Impedanzwandler verstärkt werden,
> um über den vollen Frequenzbereich bis zu 30mA liefern
> zu können.

DDS- oder Arbiträr-Generator.


> Die Schaltung bzw den Ic hätte ich lieber analog aber
> digitales ist nicht ausgeschlossen.

<Seitenhieb>
Du arbeitest nicht zufällig in einer kleinen Messgeräte-Bude
in Frechen (bei Köln)?
</Seitenhieb>


> Ziel ist eine Messschaltung in der der Strom über einen
> Vollbrückengleichrichter gerichtet wird und letztendlich
> über einen Shunt der reine DC-Wert gemessen und von
> einem AD-Wandler abgenommen werden kann.

Wellenwiderstand und (Fehl-)Anpassung sind geläufige
Begriffe?

Falls nicht: Viel Spaß beim Fahrkarten messen.


> Vielleicht hat ja jemand eine Schaltung parat die
> passen könnte oder kennt einen entsprechenden IC.

<mode="Oliver Bartels">
Wer so fragen muss, dem fehlt das Hintergrundwissen,
um das Problem erfolgreich bearbeiten zu können.
</mode>

Nicht persönlich nehmen; es ist nicht böse gemeint.

Schon das Erzeugen eines sauberen frequenzvariablen
Sinussignals über einen Frequenzbereich von 4 Dekaden
ist NICHT trivial.
Dasselbe gilt für Strom- (oder Spannungs-)messung bei
Frequenzen jenseits von 1 MHz.
Diodengleichrichtung kann man meiner Erfahrung nach
in dem Frequenzbereich auch vergessen, wenn man GENAU
messen will. Abwärtsmischung oder Direktabtastung geht
aber.


Ich weiss, dass Du das garantiert nicht hören wolltest,
aber es ist halt meine Erfahrung... tut mir leid...

HTH

von Levin (levinw)


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Gerhard O. schrieb:
> Moin,
>

> Beachten solltest Du allerdings, dass die chinesischen AD9851- oder
> AD9850-Module meist bessere Filter benötigen, um die durch das
> DDS-Prinzip verursachten Aliasprodukte ausreichend zu unterdrücken.
>
> Viele Grüße
> Gerhard

Hallo Gerhard, danke für die Antwort. Versuchsweise wird es erstmal auf 
ein AD9850
hinauslaufen

Hallo Hippelhaxe
Hippelhaxe schrieb:
> <Seitenhieb>
> Du arbeitest nicht zufällig in einer kleinen Messgeräte-Bude
> in Frechen (bei Köln)?
> </Seitenhieb>
Ne warum? :D

> Wellenwiderstand und (Fehl-)Anpassung sind geläufige
> Begriffe?
Ich weiß nur das ich die Leiterbahnen zum BUF602 möglichst kurz halte 
und damit das Eingangssignal terminiert sein sollte? Reflektionen sehe 
ich im Zweifelsfall auf dem Oszi und kann dann was dazu lernen/ dagegen 
machen.
Der stabilisierte Sinus aus dem Ausgang des BUF602 soll über ein 
kürzeres Koaxialkabel bis zu zwei Elektroden laufen die eine 
Leitwertmessung von
Flüssigkeiten bei unterschiedlichen Frequenzen ermöglichen, also eine 
Art Impedanzspektroskopie.
Zur Strommessung dachte ich an einen Brückengleichrichter aus BAT54 mit 
dahinterliegendem Glättungskondensator und PI-Filter, dann der Shunt 
natürlich induktivitätsarm.

>> Vielleicht hat ja jemand eine Schaltung parat die
>> passen könnte oder kennt einen entsprechenden IC.
>
> <mode="Oliver Bartels">
> Wer so fragen muss, dem fehlt das Hintergrundwissen,
> um das Problem erfolgreich bearbeiten zu können.
> </mode>
>
> Nicht persönlich nehmen; es ist nicht böse gemeint.
>
> Schon das Erzeugen eines sauberen frequenzvariablen
> Sinussignals über einen Frequenzbereich von 4 Dekaden
> ist NICHT trivial.
> Dasselbe gilt für Strom- (oder Spannungs-)messung bei
> Frequenzen jenseits von 1 MHz.
> Diodengleichrichtung kann man meiner Erfahrung nach
> in dem Frequenzbereich auch vergessen, wenn man GENAU
> messen will. Abwärtsmischung oder Direktabtastung geht
> aber.
Wie genau könnte denn die Diodengleichrichtung in diesem Frequenzbereich 
sein?
Abwärtsmischung hab ich noch nie gehört.
Direktabtastung per sehr schnellem ADWandler am Shunt und dann am 
RapberryPi den Effektivewert berechnen?

> Ich weiss, dass Du das garantiert nicht hören wolltest,
> aber es ist halt meine Erfahrung... tut mir leid...
>
> HTH
Geht schon. Ich lerne gerne. MfG

: Bearbeitet durch User
von Georg S. (randy)


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>  Reflektionen sehe ich im Zweifelsfall auf dem Oszi

Bei einem CW Signal (d.h. zeitlich nicht verändericher Sinus) würde sich 
eine Refexion auf der Leitung mit dem Sendesignal nur durch eine 
veränderte Amplitude und/oder Phase auswirken.

> Direktabtastung per sehr schnellem ADWandler am Shunt und dann am
> RapberryPi den Effektivewert berechnen?

Das wäre ja eine Art Abwärtsmischung und dann messen bei DC, nur eben im 
digitalen statt per Analogschaltung.

von Georg S. (randy)


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Hippelhaxe schrieb:
> Wellenwiderstand und (Fehl-)Anpassung sind geläufige
> Begriffe?
>
> Falls nicht: Viel Spaß beim Fahrkarten messen.

Ich könnte mir vorstellen dass die Messerei wesentlich einfacher geht 
wenn man nicht versucht ein Signal mit möglichst konstanter Amplitude zu 
erzeugen und dann den Absolutwert des Ausgangssignals zu messen, sondern 
wenn man eine Messschaltung hat die Amplitude und Phase des Ein- und 
Ausgangssignals vergleicht.


Hippelhaxe schrieb:
> Schon das Erzeugen eines sauberen frequenzvariablen
> Sinussignals über einen Frequenzbereich von 4 Dekaden
> ist NICHT trivial.

Das kommt darauf an was man unter "sauber" versteht. Sinusförmig genug 
damit es im Oszi Sinusförmig aussieht (also Oberwellen ca. bei -20dBc)? 
Oder so sinusförmig dass ein Spectrum Analyzer einem -60dBc an 
Oberwellen attestiert?

von Andrew T. (marsufant)


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Hippelhaxe schrieb:
> Levin schrieb:
>
>> Die Schaltung bzw den Ic hätte ich lieber analog aber
>> digitales ist nicht ausgeschlossen.
>
> <Seitenhieb>
> Du arbeitest nicht zufällig in einer kleinen Messgeräte-Bude
> in Frechen (bei Köln)?
> </Seitenhieb>

Hippel denkt an Rostig & Schwer, a.k.a. R&S  ;-) ;-=)

von Levin (levinw)


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Hallo Georg
Georg S. schrieb:
>>  Reflektionen sehe ich im Zweifelsfall auf dem Oszi
>
> Bei einem CW Signal (d.h. zeitlich nicht verändericher Sinus) würde sich
> eine Refexion auf der Leitung mit dem Sendesignal nur durch eine
> veränderte Amplitude und/oder Phase auswirken.
Stimmt, Vielen Dank für den Hinweis. ist ja nur gespiegelt und 
überlagert sich sauber

> Ich könnte mir vorstellen dass die Messerei wesentlich einfacher geht
> wenn man nicht versucht ein Signal mit möglichst konstanter Amplitude zu
> erzeugen und dann den Absolutwert des Ausgangssignals zu messen, sondern
> wenn man eine Messschaltung hat die Amplitude und Phase des Ein- und
> Ausgangssignals vergleicht.
>
Das währe natürlich Super. Also die Leitung splitten. Einmal als 
Direktabgriff und dann weiterführend zur ersten Elektrode, der Abgriff 
an der zweiten Elektrode.
Zeitdifferenz und Differenz der Amplitude zwischen den Spitzenwerten 
messen und daraus den ohmschen und komplexen Widerstand errechnen? kann 
ich mir das so vorstellen? So viel Mathe..
Wenn meine Art der Strommessung für mein Vorhaben nicht reichen wird 
werde ich das vielleicht versuchen.

> Hippelhaxe schrieb:
>> Schon das Erzeugen eines sauberen frequenzvariablen
>> Sinussignals über einen Frequenzbereich von 4 Dekaden
>> ist NICHT trivial.
>
> Das kommt darauf an was man unter "sauber" versteht. Sinusförmig genug
> damit es im Oszi Sinusförmig aussieht (also Oberwellen ca. bei -20dBc)?
> Oder so sinusförmig dass ein Spectrum Analyzer einem -60dBc an
> Oberwellen attestiert?
So das es im Oszi sinusformig aussieht reicht völlig.
MfG

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