Forum: HF, Funk und Felder HP461 - Verstärker 20/40dB


von Jens (jens_ae)


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Ich hab mal'ne Frage zum HP461.

Laut Datenblatt hat das Ding ja nur 7 Transistoren.
Der Eingang mit PNP rauscht weniger als NPN. Danach kommen 5 NPN Stufen 
und eine NPN-Emitterfolger als Ausgang.

Ich habe mal die ersten 3 Stufen in eine LTSpice-Datei gegossen und 
dabei auf +/-5V und heutige Bauteile heruntergebrochen.

Meine Probleme die ich gerne nachfragen möchte sind:
- der Frequenzgang für niedrige Frequenzen ist gruselig, ich möchte aber 
alle C's unter 10µF halten, wie kann ich das ändern?
- stimmen meine bisherigen Dimensionierungen soweit?
- hat jemand mal eine Spektrum für bestimmte Frequenzen, so dass man mal 
vergleichen kann oder k3-Werte oder irgend so etwas?

Ich bin mal gespannt - ich habe gesucht und wenig gefunden.

Vielen Dank
Jens

von Bernhard S. (gmb)


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Generell wäre es hilfreich Screenshots der LTSpice Simulation zu zeigen, 
nicht jeder hat LTSpice installiert oder will es installieren, außerdem 
den Schaltplan des Originals auf den du dich beziehst.

Jens schrieb:
> - der Frequenzgang für niedrige Frequenzen ist gruselig, ich möchte aber
> alle C's unter 10µF halten, wie kann ich das ändern?

Wo liegt denn die Grenzfrequenz deines Verstärkers in der Simulation?

von Arno R. (arnor)


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Bernhard S. schrieb:
> den Schaltplan des Originals

Im Anhang.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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von Horst S. (Firma: Chaos Ltd) (hst)


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Der HP 461A ist mit 1kHz bis 150MHz spezifiziert (+/-1db, 50 Ohm rein - 
50 Ohm raus).

Die Stufen sind stark und frequenzabhängig gegengekoppelt, wobei die 
Spulen L2 bis L6 zur Frequenzkompensation Werte zwischen 1,2µH bis 0,1µH 
aufweisen ("stagger tuning").
Das zu simulieren, dürfte ziemlich herausfordernd sein.

Hier gibt's einen Link zum Manual:
http://bee.mif.pg.gda.pl/ciasteczkowypotwor/HP/46X-series/HP%20461A%20462A%20Operating%20&%20Service.pdf

von Gunnar F. (gufi36)


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Bernhard S. schrieb:
> Generell wäre es hilfreich Screenshots der LTSpice Simulation zu zeigen,
> nicht jeder hat LTSpice installiert oder will es installieren, außerdem
> den Schaltplan des Originals auf den du dich beziehst.

et voila!

von Bernhard S. (gmb)


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Gunnar F. schrieb:
> et voila!

Das sieht doch nicht vollkommen verkehrt aus, die untere Grenzfrequenz 
liegt zumindest in der Größenordnung, wo sie sein soll.

von Wastl (hartundweichware)


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Bernhard S. schrieb:
> as sieht doch nicht vollkommen verkehrt aus

Ich kann im Diagramm keine Verstärkung erkennen, wenn die
Linie hauptsächlich im Bereich um -40dB (minus!) verläuft.

von Wulf D. (holler)


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Das Teil ist von 1963, dafür ist der Frequenzgang beachtlich.

Wenn du das Gerät mit wesentlich kleineren Koppelkondensatoren nachbauen 
willst, nutze geeignete Bauelemente (FETs).
Ist völlig sinnlos, sich an einem Design aus der Transistor-Steinzeit zu 
orientieren.

von Clara (clara)


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Wastl schrieb:
> Linie hauptsächlich im Bereich um -40dB (minus!) verläuft.

Ist bei einer Eingangsspannung von 1mV doch völlig plausibel.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Ist völlig sinnlos, sich an einem Design aus der Transistor-Steinzeit
> zu orientieren.

Man koennte heute auch auf die Idee kommen 3-4 moderne OPVs zu nehmen...

Vanye

von Gunnar F. (gufi36)


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Clara schrieb:
> Ist bei einer Eingangsspannung von 1mV doch völlig plausibel.

Genau, sorry ich bin ja gar nicht der TO, habe das nur schnell simuliert 
und den Sceenshot erstellt. Klar die Anregung mit 1mV liegt bei -60dB, 
alles darüber ist Verstärkung!

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Hallo Jens

Was möchtest Du genau mit diesen alten Ding?
Nur die untere Grenzfreuenz tiefer unten haben?
Dann nimm Keramik-SMD-C die gibt es in 100µF/16V in Bauform 1210, somit 
gut lötbar... auch mit klassischem Equipment.
https://de.farnell.com/yageo/cc1210mkx5r7bb107/kondensator-100uf-16v-mlcc-1210/dp/3873458
Somit bist Du zirka Faktor 20 tiefer.

Die unterschiedlichen Steilheiten beim unteren Frequenzabfall... so 
sieht das eben aus, wenn mehrere Grenzfrequenzen an unterschiedlichen!! 
Frequenzen eingreifen.

Und auch die "komische" (serielle) Betriebsspannungsentkopplung wird das 
ihre dazu beitragen - vermute ich zumindest. Sternförmige Verteilung der 
Speisespannungen wäre viel besser. Größere C's auch.
Alles in allen ein uraltes Konzept..

Heute zum Beispiel OPA 855/858 oder auch LMH6702 (der ist lötbar besser, 
gibt es in SOIC-8) erste Stufe 20 dB fix, dann noch mal 20dB fix und 
schaltbar die dritte Stufe mit nochmal 20 dB. Oder alle Stufen 
umschaltbar.... 1000 Wege führen nach Rom.

Oder mit MMIC von Minicircuits zum Beispiel ERA-3+, ERA-4+ etc. etc.

Oder geht es wirklich nur ums Verstehen?

Oder wenn man nicht selbst bauen will:
https://www.femto.de/spannungsverstaerkung/?f=d&gad_source=1

HVA-200M-40-B (und einen HVA-500M-20-B falls man 20/40/60 dB haben will 
einfach hintereinander schalten)
Das ergibt dann auch ein schönes modernes kleines und flexibles 
Messkonzept mit auch für heute richtig guten Daten und DC bzw. 1 kHz 
untere Grenzfrequenz.

Achja den gibt es da auch noch:
https://www.femto.de/spannungsverstaerkung/breitband-spannungsverstaerker-dhpva/?f=d&gad_source=1j


Schöne Grüße

Lothar

: Bearbeitet durch User
von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Wer den Verstärker mal von innen sehen will, es gibt ein Reparaturvideo 
bei Youtube. (Der Eingangstransistor ist/war dort zerstört.)

https://www.youtube.com/watch?v=UbnW6iOlHs4

von Jens (jens_ae)


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Erst mal Dank an Alle mit konstruktiven Beiträgen.

Vor allem die deutlich besseren lesbaren Schaltpläne sind ein echter 
Gewinn für mich.
Das ich auch mit ein paar AD8000 oder LMH6702 zum Ziel komme ist keine 
Frage, nur warum sollte ein Teil aus den 60igern nicht eben auch mal 
nachbaubar sein.
Bei dem heute verfügbaren BC847/857 muss doch locker das Ergebnis von 
1963 machbar sein.

Eigentlich geht es mir ums verstehen, dann alles in Hardware gießen und 
mit dem Specki mal drüber schauen.
Wenn ich das 6GHz-Transistorzeug einbaue wird der wohl besser schwingen 
wie jeder Oszillator :))

Ich habe auch schon den ersten Dimensionierungsfehler dank Euch 
gefunden. (Kollektor von T1 liegt bei -0.7V statt ca. -2V.

Danke noch mal an ALLE.
Jens

von Arno R. (arnor)


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Jens schrieb:
> nur warum sollte ein Teil aus den 60igern nicht eben auch mal
> nachbaubar sein.

Kann man machen, wenn man sich das wirklich antun muss...

Jens schrieb:
> Bei dem heute verfügbaren BC847/857 muss doch locker das Ergebnis von
> 1963 machbar sein.

Nein, mit denen geht das nicht. Wie soll eine Schaltung mit 
100MHz-Transistoren (ftmin bei 5V, 10mA) bei 150MHz 40dB Verstärkung 
machen?

Jens schrieb:
> auf +/-5V und heutige Bauteile heruntergebrochen.

Du willst also gar nicht wirklich nachbauen? Was willst du denn genau?

von Udo K. (udok)


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Jens schrieb:
> Das ich auch mit ein paar AD8000 oder LMH6702 zum Ziel komme ist keine
> Frage, nur warum sollte ein Teil aus den 60igern nicht eben auch mal
> nachbaubar sein.

Die Schaltung ist heute gerade noch nachbaubar, wahrscheinlich aber nur 
mehr mit reduzierter Verlusstleistung (= mehr Rauschen). 
Anspruchsvollere schnellere Transistorschaltungen aus den 70'ern sind 
nicht mehr nachbaubar.
Schnelle PNP Transistoren sind heute einfach nicht mehr lieferbar. Da 
sind wir wieder am Stand der 60'er Jahre angekommen.

von Jens (jens_ae)


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So, ich habe noch mal ein wenig an der Werten gefeilt und eine 
Ausgangsstufe für 50 Ohm dran gehängt. Die grundsätzliche Verstärkung 
ist auch erst mal egal - ob 20dB, 22dB ...

Hier meine Frage: habe ich wohlwollend betrachtet die 50 Ohm getroffen 
oder wie muss ich den Ausgang sonst ändern.

Achtung: meine BFG35.lib ist nicht wirklich gut ist einfach nur 
zusammengefrickelt.

von Udo K. (udok)


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>
> Hier meine Frage: habe ich wohlwollend betrachtet die 50 Ohm getroffen
> oder wie muss ich den Ausgang sonst ändern.
>
> Achtung: meine BFG35.lib ist nicht wirklich gut ist einfach nur
> zusammengefrickelt.

Du bist weit von 50 Ohm entfernt, eher in der Gegend von 1 Ohm.

Was soll die Änderung der Versorgung auf 5 Volt bringen, ausser eine 
noch schlechtere Schaltung - schon das Orignal kann nur 2 Vpp am 
Eingang.  Deine Schaltung klippt schon bei 100 mV.

Warum nimmst du nicht heute erhältliche Transistoren, oder besser noch 
die Originaltransistoren für deine Simulation.
Das Besondere der im Prinzip einfachen HP461 Schaltung ist doch, dass 
sie das Bestmögliche aus den sehr bescheidenen und sauteuren 
Transistoren der damaligen Zeit rausholt.
Dazu gehört auch die Frequenzkompensation mit den Spulen, die du 
ignorierst.

Das Schaltungskonzept macht aber heute keinen Sinn, weil die Schaltung 
für heutige Anforderungen viel zu viel Temperaturabhängigkeit und 
Verzerrungen hat.  Auch gibt es keine schnellen PNP Transistoren mehr 
und 10 GHz NPN Transistoren kosten heute keine 10 Cent.

von Wastl (hartundweichware)


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Jens schrieb:
> Hier meine Frage: habe ich wohlwollend betrachtet die 50 Ohm getroffen
> oder wie muss ich den Ausgang sonst ändern.

Die 50 Ohm Eingangsanpassung fehlt. Und ein Generator (hier V3) hat
üblicherweise auch einen Innenwiderstand, nämlich 50 Ohm. Erst dann
kann die Bestimmung der Verstärkung korrekt sein.

Die hohe Betriebsspannung im Origonal hat schon seinen Sinn wegen
der Aussteuerbarkeit. Wahrscheinlich wird die Intermodulations-
festigkeit auch besser sein.

von Arno R. (arnor)


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Jens schrieb:
> So, ich habe noch mal ein wenig an der Werten gefeilt und eine
> Ausgangsstufe für 50 Ohm dran gehängt. Die grundsätzliche Verstärkung
> ist auch erst mal egal - ob 20dB, 22dB ...

Boh ej, was für ein Aufwand für ein erbärmliches Ergebnis.

Da du ja meine Frage oben nicht beantwortet hast, hänge ich einfach mal 
einen Gegenentwurf an, der bei nichtmal halbem Aufwand etwa die 
Eigenschaften des HP461 liefert. Die 2V4 macht man mit einer LED und den 
Arbeitspunkt der Schaltung stellt man mit dem 15k auf gleichen Strom in 
den Diff-Transistoren ein.

: Bearbeitet durch User
von Arno R. (arnor)


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Udo K. schrieb:
> schon das Orignal kann nur 2 Vpp am Eingang.

Das ist wohl die Zerstörschwelle, nicht das sauber verarbeitbare Signal. 
Der HP461A kann am Ausgang ja nur 0,5Vrms liefern, verträgt am Eingang 
also nur 5mV bzw 50mV.

Udo K. schrieb:
> Du bist weit von 50 Ohm entfernt, eher in der Gegend von 1 Ohm.

Das stimmt zwar, ist aber egal. Um ein 50Ohm-Kabel oder eine 50Ohm-Last 
zu treiben, muss der Ausgang nicht 50Ohm Innenwiderstand haben.

von Udo K. (udok)


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Arno R. schrieb:
> Boh ej, was für ein Aufwand für ein erbärmliches Ergebnis.

Dein Ansatz ist aber auch nicht besser.  Am Eingang hast du schon mal 
einen Miller Effekt,  der die mögliche Bandbreite ordentlich reduziert.
Die zweite PNP Stufe verschenkt die halbe Verstärkung.
Der Stromverbrauch von knapp 80 mA ist exzessiv hoch.
Bei mehr als 2 Vpp am Ausgang klippt die Schaltung.
Für höhere Frequenzen kriegst du die Schaltung kaum stabil.
Da finde ich die HP Schaltung noch etwas besser, die hat wenigstens als 
erste und letzte Stufe einen Emitterfolger für eine gute Isolation.

Warum verwenden alle Transistoren, die nicht mehr erhältlich sind?
Da kann ich genauso gut eine Black-Box hinzeichen mit der Aufschrift
"Magischer Unobtainium Verstärker von 0-1000Ghz mit Verstärkung 40dB".

Arno R. schrieb:
> Udo K. schrieb:
>> Du bist weit von 50 Ohm entfernt, eher in der Gegend von 1 Ohm.
>
> Das stimmt zwar, ist aber egal. Um ein 50Ohm-Kabel oder eine 50Ohm-Last
> zu treiben, muss der Ausgang nicht 50Ohm Innenwiderstand haben.

Mit nur einem 50 Ohm Abschlusswiderstand bekommst du bei höheren 
Anforderungen Reflexionen nicht in den Griff.

von Arno R. (arnor)


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Udo K. schrieb:
> Dein Ansatz ist aber auch nicht besser.

Aha.

Udo K. schrieb:
> Am Eingang hast du schon mal
> einen Miller Effekt,  der die mögliche Bandbreite ordentlich reduziert.

Ein 50Ohm-Eingang hat nur bei 50Ohm-Quellen einen Sinn. Damit reduziert 
sich die Bandbreite kaum merklich.

Udo K. schrieb:
> Die zweite PNP Stufe verschenkt die halbe Verstärkung.

Der Diff ist nötig, um das phasenrichtige Signal zur Einstellung und 
Stabilisierung des  Arbeitspunkts zu erzeugen. Die Verstärkung der 
Schleife ist groß genug dafür, Gesamtverstärkung >40dB.

Udo K. schrieb:
> Der Stromverbrauch von knapp 80 mA ist exzessiv hoch.

Aber braucht nur +15V, nicht zweimal, wie die Originalschaltung. Weniger 
Leistung.

Udo K. schrieb:
> Bei mehr als 2 Vpp am Ausgang klippt die Schaltung.

Bei mir in der Simu sind es 3Vpp, deutlich mehr als die 
Originalschaltung. Man kann den AP auch einfach weiter nach oben 
schieben, um mehr Aussteuerbarkeit zu bekommen.

Udo K. schrieb:
> letzte Stufe einen Emitterfolger für eine gute Isolation.

Hat meine auch.

Udo K. schrieb:
> Mit nur einem 50 Ohm Abschlusswiderstand bekommst du bei höheren
> Anforderungen Reflexionen nicht in den Griff.

Nur, wenn das Kabel und die Last nicht passen. Übrigens macht die 
Originalschaltung das genauso. Das ist auch kein Abschlußwiderstand, 
sondern die Last.

: Bearbeitet durch User
von Jens (jens_ae)


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Ich habe meine Drohung war gemacht und "kurzen" Aufbau mal in Hardware 
gegossen.

Bei den Messungen läuft der TG mit -20dB und die 3 "Perlen" am Eingang 
dämpfen um 40dB.

Die Spule L3 ist mit 220nH bestückt. Setze ich L1 mit verschiedenen 
Werten von 220nH bis 1,5µH auf die Platine dann wird der je nach Wert 
der tiefere Frequenzbereich weniger verstärkt mithin verschlechtere ich 
die Linearität.
Selbiges passiert natürlich auch bei L2.

Wie bekomme ich das untere Ende angehoben bzw. den Teil bis 300MHz 
gedämpft?

Vielen Dank für Eure Mühe.
Jens

von Bernhard S. (gmb)


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Jens schrieb:
> Wie bekomme ich das untere Ende angehoben bzw. den Teil bis 300MHz
> gedämpft?

In den Bildern sieht es so aus als ginge der Freuqnzgang zu tiefen 
Frequenzen hin hoch und nicht runter, sehe ich das richtig und wenn ja, 
was willst du da weiter anheben?

Und denn sag mal genauer was du meinst mit "den Teil bis 300 MHz 
gedämpft", was möchtest du genau besser haben?

von Jens (jens_ae)


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Ich wollte zwar etwas anderes zeigen (Verhalten mit verschiedenen L's) 
an L1, hatte aber das Verhalten des Rigol nicht richtig eingeschätzt.
Es wäre aber schade, die Bilder wegzuwerfen.

Ich muss noch mal Anlauf nehmen: ich will eine bessere Linearisierung - 
am besten durch "aufkleben" weiterer Bauelemente.

Der Rigol kann erst ab 9kHz. Bitte bei Bild gf beachten.
Danach kommen die Buckel - die ich weg haben möchte oder ist das eher 
ein Problem meines Aufbaus?
Schick wäre auch eine Ausweitung auf 300MHz.

Vielen Dank.
Jens

von Gerhard H. (ghf)


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Einer meiner Freunde, RIP, hat $DAMALS Platinenfolien
1:1 vom Original gemacht und das hat auch wie erwartet
funktioniert.

Aber current feedback op amps sind mittlerweile erfunden
und da muss man nicht schon bei diesen popeligen Frequenzen
mit inductor peaking anfangen.
Die GHz-CFBs von TI haben allerdings teilweise schlimmes
1/f-Rauschen. Sollte man zumindest abchecken.

Wenn's nur ums Lernen geht:
< 
https://www.amazon.de/Wideband-Amplifiers-Peter-Staric/dp/1489995978/ref=sr_1_1?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=1YEC27SQ8JTO7&dib=eyJ2IjoiMSJ9.P573fY4zhxCKBI8NIXlL9TP3SLe5T0qIXjJM4NtMbSQ.j9osy9rovci43RYDJKzB7e16F5p4h1oh2aAVTAWImz4&dib_tag=se&keywords=peter+staric+-+wideband+amplifiers&qid=1770602649&sprefix=peter+staric+-+wideband+amplifiers%2Caps%2C97&sr=8-1 
>

Ja, ist teuer, aber eigentlich nicht soooo. Die gebundene
Version ist billiger als das Taschenbuch??? Da liegt wohl
ein Fehler zugrunde. Ich glaub' ich hab's auch schon als
.pdf im Netz gesehen.

Ich hab noch eine Rolle SOT89 RF PNP rechtzeitig besorgt,
aber die sind zu schade für sowas.

Gerhard   DK4XP

: Bearbeitet durch User
von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)



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Jens schrieb:

> Ich muss noch mal Anlauf nehmen: ich will eine bessere Linearisierung -
> am besten durch "aufkleben" weiterer Bauelemente.
...
> Danach kommen die Buckel - die ich weg haben möchte oder ist das eher
> ein Problem meines Aufbaus?
> Schick wäre auch eine Ausweitung auf 300MHz.
>

Hallo Jens,
erst einmal herzlichen Glückwunsch zur Tatkraft und zum schönen 
Durchziehen deines Projektes.

Was mir sofort auffällt (Eigentlich ganz vieles, obwohl es viel besser 
aussieht, als ich nach dem Eröffnungspost erwartet habe):

a) Der erste Transistor Q1 und dessen Anbindung/Ausrichtung - ungünstig.
Besser um 135° nach rechts drehen und dann ist zwar im 45 Grad Winkel 
auf der Platine, aber HF-mäßig viel besser.

b) Der zugehörige Kollektorabblockkondensator gehört DIREKT an den 
Kollektoranschluss und nicht 1...2 cm weit weg. Höchstens! 2mm weit weg.

c) zu lange Leiterzüge überall, siehe z.B. Basis Q1 und zwischendrin und 
am Ausgang

d) Viel zu wenige Durchkontaktierungen !!!
An jeden Abblockkondensator gehören mindestens 2 besser 3 
Durchkontaktierungen in Richtung GND ran. Du unterschätzt deren 
Induktivität - wahrscheinlich je zirka 1,5 nH, da die Platine 1,5(?) mm 
dick ist. Dazu kommt die Leiterzuglänge für deren Anbindung und die 
Länge des 0805-MLCC Abblockkondensators. Die Faustregel ist: je mm Länge 
1 nH Induktivität. Da kommen ganz schnell 5...10 nH zusammen. Und die 
ergeben zusammen mit dem Abblock C einen schönen Schwingkreis!! Und das 
sieht man im F-Gang.

d) Abblockkondensatoren NIE, NIE, NIE !!! parallelschalten !!!
Das wird immer wieder falsch propagandiert, das das gut sei. Ein 
Ahnungsloser schreibt, da beim anderen Ahnungslosen ab (Höchstens noch 
bei NF, aber ab 1..10 MHz nicht gut!).
Es ergibt sich dann wieder ein Schwingkreisproblem. Diesmal zwischen den 
parallen C (der Schwingkreis bestimmende Wert ergibt sich dann aus deren 
Reihenschaltung) und den sie verbindenen Leiterzügen.

Gegen das Schwingkreisproblem helfen auch Snubberglieder. Einfach 
parallel zum HF-Abblockkondensator (1 µF sind besser als die historisch 
alten 100 nF - damals vor 50 Jahren waren 100 nF einfach die größten 
Keramik-C's die man bekam - und auch hier schreibt wieder seit 50! 
Jahren! ein Ahnungsloser vom anderen ab, ohne Ahnung zu haben und ohne 
Ehrgeiz es mal besser zu machen.) eine RC-Kombination parallel schalten. 
Werte 4,7µ ... 22µ + 2 ... 20 Ohm. Und schon schwingt und peakt nichts 
mehr.

e) Du hast Kupfer-Pads = Flächen für die Spule in der 
Original-Gegenkopplung vorgesehen. Böse Falle, wieder eine Kombination 
aus Längen (Induktivitäten) und Kapazitäten. Ein Cuttermesser  würde für 
eine erste Probe helfen, um die Flächen weg zu schnitzen.

d) Dann sind diese Gegenkopplungs-Zweige teilbestückt. Raus damit!
In der HF ist weniger meist besser. Wie wirken sich beide Maßnahmen 
runterlöten aus?

e) Speisespannung nicht seriell, sondern sternförmig !  führen und 
entkoppeln.


Ich würde mir eine Leiterplatte bei AISLER machen lassen, möglichst 
dünner als 1,5 mm, wegen der dann kleineren Induktivität der 
Durchkontaktierungen. Je drei VIA parallel = nochmal Faktor drei 
weniger.
Und VIAs kosten nichts, also ganz viele auch in der Massefläche wild 
verteilt. Nicht regelmäßig, alles regelmäßige könnte resonieren.
Insgeamt alles etwas enger und damit kürzer und weniger induktiv.

Ich hänge mal als Anregung ein Foto und zugehörigen Screenshot eines 
aktuelles Projektes (Impedanzwandler) ran. Die Snubber sind 2R7 und 4µ7, 
die Abblock-C in noch induktivitätsärmerer Bauform 0306 - und ja je zwei 
parallel gelötet - aber eben mit Snubber. Frequenzgang -3 dB 80 Hz ... 
4,5 GHz.
Aufgebaut auf Rogers 4003 0,8 mm dick.

: Bearbeitet durch User
von Udo K. (udok)


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Hast du eine Hochpassbegrenzung vom Rigol versehentlich eingeschaltet, 
oder falsche Koppelkondensatoren eingelötet?  Mach mal einen Test, wo 
nur Ausgang mit Eingang verbunden ist.

von Gerhard H. (ghf)


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Lothar schrieb:

> d) Abblockkondensatoren NIE, NIE, NIE !!! parallelschalten !!!
> Das wird immer wieder falsch propagandiert, das das gut sei. Ein
> Ahnungsloser schreibt, da beim anderen Ahnungslosen ab (Höchstens noch
> bei NF, aber ab 1..10 MHz nicht gut!).

... und hier wurden die Blinden gerade von dem mit den -12 Dioptrien
geführt.

Entscheidend ist, was an absoluten Zahlen rauskommt
und nicht was man sich einer schlaflosen Nacht ausmalt.
Parallele Kondensatoren können das bewältigen. Bei
genügend vielen findet sich für jede Frequenz eine
Serienresonanz. Und nein, einem Kurzschluss ist es
völlig egal was man parallel dazu schaltet.

Da hilft nur nachmessen, und zwar den isolierten Effekt
und nicht einen unbotmäßigen Breitbandverstärker.
Ich hab das mal vor 20 Jahren gemacht:

< 
http://www.hoffmann-hochfrequenz.de/downloads/experiments_with_decoupling_capacitors.pdf 
>

Gruß, Gerhard   DK4XP

von Jens (jens_ae)


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Dank an Euch vier!

Die hohe untere Grenzfrequenz rührt wohl von C10 im Orginalplan her. Den 
muss ich deutlich verkleinern.

@Udo: Ich habe am Rigol unter BW/Det einen ausgegrauten Filtereintrag 
(Der Zusatz ist eben nicht bezahlt.) Im (AMPT)->Input findet sich zwar 
der Verstärker aber keinen Filter. Wo gibt es noch was?

@Lothar: Wenn man die Punkte a-c liest und dann wieder auf die Platte 
schaut, da fällt es einem erst so richtig auf. Ein Muster an 
Dusseligkeit :))
Die freien Lötstellen sind eigentlich für L1 und L2 vorgesehen.
Der Aufbau sollte auch nur bis ca. 150MHz mitmachen, alles andere ist 
Bonus und ich wollte noch etwas Platz haben um zusätzlich Zeug einkleben 
zu können.
Mit den Vias ist das so eine Sache. Platine am Vortag entworfen und dann 
am Abend geätzt und bestückt. Da ist dass mit den vielen Nieten manchmal 
nicht ganz so einfach. Außerdem muss ich mit Target noch etwas üben, 
dass die Dinger näher dran sind.

@Gerhard: ich habe das Buch gefunden - aber bis ich das gelesen und 
wirklich so verstanden habe, dass ich es voll umsetzen kann brauche ich 
wohl noch ein zweites Leben. Mal schauen, ob ich einen Schnelldurchlauf 
finde.

Ihr habt jetzt erst mal Ruhe von mir, da ich über alles nachdenken muss. 
Dann muss ich meine Vorräte an Vogelfutter auffüllen (0805 und 0603) und 
dabei noch mal die Platine neu routen.

Vielen Dank für Eure Mühe und ich schlage dann demnächst mit einer neuen 
Variante wieder auf.

Viele Grüße.
Jens

: Bearbeitet durch User
von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


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Hallo Garhard,
also ich verstehe deinen Beitrag nicht - sehe ich doch gerade in deinen 
schon zwanzig jahre alten Messungen zig Fälle von Parallelresonazen.

Und Du siehst schon, wie es bei mir bis 6 GHz und Auflösung von 1 dB 
aussieht? Da kann ich ja wohl nicht allzuviel falsch machen. Und die 
Restwelligkeit bei mir ist, weil es eben kein 50 Ohm Eingang ist 
(Buffer=Impedanzwandler!) und dann gibt es trotz 10 dB Dämpfungsglied 
eben doch "Rest-Reflexionen auf der Eingangsleitung.

Also was ist den deine Meinung?
Paralleschalten gut oder nicht oder egal?
Deinen eigenen Messungen nach müsstest Du zur Schlussfolgerung kommen, 
nicht gut.

Du hast auch keine Messungen eines Verstärkerfrequenzganges vorgenommen. 
Ich habe da schon übelste Resonanzen im Frequnzgängen gesehen, sobald 
MLCC parallel waren (Sogar parallel im Signalweg, wirkt sich das aus, 
nicht nur in der Speisespannung).

Deine MLCC liegen sehr günstig dicht beieinander, direkt gegenüber an 
einen Leiterzug.
Wie sah es denn aus, wenn Du eine Pad weiter weg gegangen bist? Also 2 
cm Leiterzug dazwischen hattest?
Hast Du die Messungen nicht gemacht oder lieber weggelassen, weil sie zu 
brutal aussahen?

Und Du hast sogar ACHT VIA pro C gemacht, statt der von mir 
vorgeschlagenen drei. Sieh an.

Beim Elko parallel zu einen MLCC - da spielt dann der Serienwiderstand 
des Elkos als Snubberwiderstand mit rein. Das sieht meistens recht gut 
aus.

Oder warst Du jetzt einfach sauer, weil jemand etwas schreibt, dass du 
seit zwanzig Jahren weißt?
Was denkst Du wieviele das schon seit 20 Jahren wissen? Nicht nur Du und 
ich, aber eben 95 % nicht.

Ehrlich ich verstehe deinen Beitrag nicht-auf was willst Du hinaus, was 
willst Du denn sagen?


Schönen Gruß

Lothar



Hallo Jens,

steige doch aufs kostenlose KICAD um. Mit Target habe ich auch mal 
angefangen, Ist mir inzwischen privat viel zu teuer. Und wir nutzen auch 
auf Arbeit KICAD. Und dann scheue nicht bei AISLER zu bestellen - es ist 
so preiswert, das sich die ganze Mühe und Rumsauerei mit dem Entwickler 
und Ätzzeug ECHT nicht mehr lohnt. Und die photobeschichteten Platinen 
sind auch teuer, wieviel habe ich davon versaut? Über- oder 
unterbelichet, oder Entwicklerbad zu scharf angesetzt... Dann lieber 14 
Tage warten und Profiqualität kriegen. Und man spart am Ende echt Geld 
und Freizeit.

Den Speki - hast du aber schon vorher kalbriert?? - nehme ich an. Dann 
sollte der F-Gang unten rum etwas schöner aussehen. Aber Vorsicht, jetzt 
kenne ich RIGOL nicht (Hat der echte 9 kHz oder eher 60? Mal ins Manual 
und nicht auf den Bildschirm gucken.), aber selbst bei R&S muss man erst 
alles einstellen, oberer, untere Grenzfrequenz, Bandbreite etc. und dann 
mit den beiden zur Messung vorgesehen Kabeln kalibrieren. Sobald man bei 
R&S irgendeine Frequenzeinstellung (obere/untere) ändert, ist die 
Wahrheit der Kalibrierung weg und man muss neu kalibrieren.


Schönen Gruß auch an Dich!

: Bearbeitet durch User
von Gerhard H. (ghf)



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Lothar schrieb:

> Ehrlich ich verstehe deinen Beitrag nicht-auf was willst Du hinaus, was
> willst Du denn sagen?

Wenn -33 dB schon 0.5 Ohm Impedanz entsprechen, dann sind wir bei -60dB
bereits im niedrigen Milli-Ohm-Bereich. Klar kann man da unten im
Gras noch Resonanzen sehen, aber mit Milli-Ohm-Amplituden ist das
nix als ein Zwergenaufstand. Das interessiert in der VCC niemanden.

Das Problem ist, dass man mit einem Kondensator keinen nieder-
ohmigen Abklatscher über viele Frequenzdekaden hinbekommt.
Auf der Serienresonanzfrequenz ist er ganz toll, aber bei +-50%
ist die Herrlichkeit dahin.
Arbeitsteilung muss also sein und ergibt sich bei Platinen
mit vielen Stufen zwangsweise, damit muss man halt klarkommen.

> Und Du siehst schon, wie es bei mir bis 6 GHz und Auflösung von 1 dB
> aussieht? Da kann ich ja wohl nicht allzuviel falsch machen.

Mit 6 GHz bin ich echt nicht sehr zu beeindrucken.
Ich messe die Striplines mittlerweile mit dem TDR, dann sehe
ich auch, WO die Impedanzsprünge stattfinden.

Die Platine im Bild hat 4 Stk. LMX2594/95 Synthesizer und
als Beifang in der Mitte noch ein paar Test-Microstrips.
Im TDR-Plot sind die beiden Ohren bei t-Division 7 und 8
die beiden Precision-SMA-Stecker, dazwischen ist die Platine.

Die SMAs sind noch etwas überkompensiert; mit den üblichen
Löt-Wohlfühlpads sackt die Impedanz auf einem knappen Zentimeter
unter 30 Ohm ab.

Für den JLCpcb-4-Lagen-Billig-prozess errechnet deren
Stripline-Rechner 11.5 mil Leiterbahnbreite für 50 Ohm.
Das ist ohne die "controlled impedance"-Option. 5 Stk.
100 * 100 mm für € 6,50.

Ich hab' die Leiterbahn nur 10 mil breit gemacht weil
ich sehen wollte ob ich unter einem BGA damit rauskomme
ohne viel Haue einzustecken. Geht. Die mutwilligen Winkel
in der Leitung werden auch nicht wirklich bestraft, ganz
ohne abgeschrägte Ecken und so. Die Impedanz ist wegen den 10 mil
geringfügig höher als das SemiRigid-Kabel.

> Also was ist den deine Meinung?
> Paralleschalten gut oder nicht oder egal?
> Deinen eigenen Messungen nach müsstest Du zur Schlussfolgerung kommen,
> nicht gut.

Nein, siehe oben.

> Du hast auch keine Messungen eines Verstärkerfrequenzganges vorgenommen.
> Ich habe da schon übelste Resonanzen im Frequnzgängen gesehen, sobald
> MLCC parallel waren (Sogar parallel im Signalweg, wirkt sich das aus,
> nicht nur in der Speisespannung).

Wenn überhaupt, dann wirkt sich das im Signalweg aus.


> Deine MLCC liegen sehr günstig dicht beieinander, direkt gegenüber an
> einen Leiterzug.
> Wie sah es denn aus, wenn Du eine Pad weiter weg gegangen bist? Also 2
> cm Leiterzug dazwischen hattest?
> Hast Du die Messungen nicht gemacht oder lieber weggelassen, weil sie zu
> brutal aussahen?
>
> Und Du hast sogar ACHT VIA pro C gemacht, statt der von mir
> vorgeschlagenen drei. Sieh an.

Die Platine war nie für Kondensatormessungen gemacht sondern als
Experimentierboard für MiniCircuits ERA-x oder GALI-MMICs, im Stil
von Meterware.

> Den Speki - hast du aber schon vorher kalbriert?? - nehme ich an. Dann
> sollte der F-Gang unten rum etwas schöner aussehen. Aber Vorsicht, jetzt
> kenne ich RIGOL nicht (Hat der echte 9 kHz oder eher 60? Mal ins Manual

Die 9 KHz kommen von vielen Störfestigkeits-Normen, darum fangen
bei vielen Messgeräten die garantierten Specs dort an; sonst ist
man nicht konform.

von Gerhard H. (ghf)


Lesenswert?

Jens schrieb:
> @Gerhard: ich habe das Buch gefunden - aber bis ich das gelesen und
> wirklich so verstanden habe, dass ich es voll umsetzen kann brauche ich
> wohl noch ein zweites Leben. Mal schauen, ob ich einen Schnelldurchlauf
> finde.

Lass Dich von dem Buch nicht einschüchtern. Um den berühmten
Kommentar aus der Task-Switching-Routine des Unix-Betriebsystems
zu bemühen: "You are not expected to understand this".
Zumindest nicht alles davon.

Staric und Margan waren bei Tektronix in der Osilloskop-Entwicklung
und haben dafür gesorgt, dass die Konkurrenz von Hewlett-Packard
für mehr als 10 Jahre kein Bein auf den Boden bekommen hat.

Allen Hollister war wohl auch bei der Gruppe.
Sein Buch ist etwas zugänglicher. Ich hab' mein Exemplar
leider verliehen mit den üblichen Folgen.

< 
https://www.amazon.de/Wideband-Amplifier-Materials-Circuits-Devices/dp/1891121510/ref=sr_1_1?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&crid=11JD5FAYK6TS4&dib=eyJ2IjoiMSJ9.xk_mUY_w1QKAocyXRC8luewtcuQygdSyQcch2WD5SV1lAKevs_PD4hFvsxPnRXvZxPWZN90OHWA6UdAbZg1M7w.Vc4CcqSZk973GR5xfwuqkgBPMw3AdQDUP4dKRbDcwKo&dib_tag=se&keywords=Allen+Hollister+wideband+Amplifier+design&qid=1770714251&s=books&sprefix=allen+hollister+wideband+amplifier+design%2Cstripbooks%2C102&sr=1-1 
>

von Lothar (Firma: HZB) (analog_art)


Lesenswert?

Der zu den 95% zugehörige Gerhard H. schrieb:
> Wenn -33 dB schon 0.5 Ohm Impedanz entsprechen, dann sind wir bei -60dB
> bereits im niedrigen Milli-Ohm-Bereich.

Das ist ja gerade ein Teil des Problemes, die niedrigen Milliohm und 
Induktivitäten ergeben fast unbedämpfte Serienschwingkreise 
(Saugkreise).

Die bekommt man dann z.B. mit RC-Snubbern gedämpft und weg. Oder auch 
mit einen >200µF Elko parallel.

Gerhard H. schrieb:
> Das Problem ist, dass man mit einem Kondensator keinen nieder-
> ohmigen Abklatscher über viele Frequenzdekaden hinbekommt.

Ja, aber das braucht ein HF-Verstärker auch nicht, eine Speisespannung 
im Milliohmbereich. Deshalb ist des egal. Und wenn die Speisespannung 
sternförmig verteilt wird... ist das noch unwichtiger bis egal.

Gerhard H. schrieb:
>> Du hast auch keine Messungen eines Verstärkerfrequenzganges vorgenommen.
>> Ich habe da schon übelste Resonanzen im Frequnzgängen gesehen, sobald
>> MLCC parallel waren (Sogar parallel im Signalweg, wirkt sich das aus,
>> nicht nur in der Speisespannung).
>
> Wenn überhaupt, dann wirkt sich das im Signalweg aus

Es wirkt sich in beiden aus... in der Speisespannung und im Signalweg.

Speisespannungsbeispiel: In einen Photoempfänger waren von meinen 
Vorgänger zur guten Abblockung der Biasspannung der Photodiode 1µF und 
100 nF parallel vorgesehen - er wollte ja, wie Du, breitbandig 
abblocken. Ergebnis ein 1 dB Schlenker nach oben und dann nach unten bei 
ca. 110 MHz- aus der sich ergebenden Resonanz der 100nF/1µF und deren 
Längen plus den verbindenden mm kurzen Leiterzügen.
Die 100 nF entfernt und schon war der Schlenker weg und der 
Photoempfänger lief  mit der gleichen Grenzfrequenz wie vorher, da haben 
die bei Dir theoretisch so bösen mehr zig Milliohm überhaupt nicht 
interessiert. Der Photoempfänger wird heute noch so in Serie produziert.

Im Signalweg. Der gezeigte Buffer hat 100 µF Koppel-MLCC drin. (Es ist 
eine möglichst tiefe untere Grenzfrequenz gefordert.) Dann habe ich mal 
aus Neugier einige pf (15...100? genauen Wert vergessen) parallel 
rangelötet. Erebnis Resonanz im Frequenzgang bei 2,5 GHz.

Ich schreib nicht umsonst, ob Du es Dir mal angesehen hast, wenn ein 
Kondensator eine Pad weiter weg dran ist. Aber da gehst du doch recht 
selbstherrlich drüber weg. Schön wenn einer alles weiß. Das erfreut 
einen doch soooo richtig.

Egal, früher war ich über sowas sauer. Heute denke ich... soll er doch 
dumm bleiben und dumm sterben, es ist sein Leben nicht meines. Man kann 
manchen Leuten freundlich die Hand geben und sie hauen Dir da drauf... 
dann eben nicht.


Aber jetzt dennoch folgendes:

Man kann schon parallel schalten, wenn man es nicht bedenkenlos macht, 
wenn man also recht genau weiß, was man da tut und weshalb und in 
welchen Frequenzbereich man es tut.

Aud dem kleine Bufferplatinchen von mir sind auch in den Plus- und 
Minusleitungen je zwei Bauform 0306 parallel (Direkt an einen Pad), - 
aber ein kleines Stück weiter weg gesnubbert.

Schönen Tag an alle noch!

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