Schaltungstechnik Oszilloskop-Y-Eingangsverstärker (Hameg)

Um was geht es denn genau? Ich war an der Entwicklung u. a. von HM 1007, 205-3 und 303 beteiligt.

Man findet auch viel Background Info in den älteren Linear AppNotes bzw. den Büchern von Jim Williams.

• https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an47fa.pdf
• Analog Circuit Design: Art, Science and Personalities (EDN Series for Design Engineers), Jim Williams
• The Art and Science of Analog Circuit Design, Jim Williams

T. schrieb:

Ich finde diese Art von Schaltung recht trickreich, habe aber auch nach intensiver Rechereche nichts zum Thema gefunden, und bin mir daher nicht ganz sicher, alle Einzelheiten richtig verstanden zu haben.

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an47fa.pdf

dort Fig. 73, man kann es sogar etwa vereinfahcen um Bauteile zu reduzieren -- was Hameg ja gemacht hat. JW hat es gut erklärt, einfach dme Text folgen.

Jochen F. schrieb:

Um was geht es denn genau? Ich war an der Entwicklung u. a. von ...

Super, da habe ich ja genau den richtigen Ansprechpartner gefunden.

Es geht um einen defekten Eingangs-JFET (J211) eines HM 1005, der von mir ersetzt wurde, weil er abgeschossen war.

Der neue J211 hat eine andere Abschnürspannung als der originale (Exemplarstreuung). Habe auch einen anderen neuen J211 ausprobiert. Bei einem kann ich den Trimmer R131 gerade noch so einstellen, daß das Testsignal auf dem Schirm mittig erscheint, bei dem anderen reicht der Verstellbereich nicht aus. Bei Trimmern kurz vor Anschlagposition mache ich mir immer Gedanken, ob das OK ist oder eventuell problematisch sein könnte.

Gibt es eine Abgleichanleitung für die Trimmer des Y-Eingangsverstärkers im HM1005-3? Ich konnte leider keine finden. Ich denke die DC-Verstärkung des OP-Amps muß passend zu der AC-Verstärkung der JFET-Stufe eingestellt werden.

Das was im Schaltbild des HM1005 zum VR131 steht (-1V at Pin 6 IC101) ist jedenfalls nicht einstellbar (bei kurzgeschlossenem Y-Eingang/GND?). Die Spannung am Pin 6 (OP-Ausgang) ist eher bei +8V nach längerem Warmlauf (auch beim noch funktionierenden 2. Kanal). Die Spannung ist auch stark abhängig von der Luftströmung um den JFET (Eigenerwärmunng, wird handwarm, nicht heiß). Bin mir nicht sicher, ob VR131 der "zuständige" Trimmer ist.

Habe mir auch überlegt, ob man nicht hochohmig (10 MOhm?) das Gate an eine einstellbare "Bias-Spannung" legen sollte, um den Arbeitspunkt so verschieben zu können, wie es im funktionierenden 2. Kanal ist.

Es gibt ja für JFET-Verstärkerstufen allgemeine Hinweise, daß Exemplarstreuungen durch veränderte Source-Widerstände kompensiert werden können/müssen, bin mir in dem Fall aber nicht sicher, ob da nicht andere Eigenschaften der Schaltung negativ beeinflußt werden.

Da paßt die Steilheit des FET einfach nicht - Hameg hat da auch ein wenig selektiert. Im Grunde ist der FET ein einfacher Sourcefolger mit einer Verstärkung von knapp unter eins. Mehr ist das nicht, nur der Ruhestrom sollte in einem gewissen Bereich sein. BTW: Die Übergabefrequenz vom OP-AMP zum FET ist etwa bei einem kHz.

Wie kommt es denn, daß auch beim noch funktionierenden Kanal 2 die Ausgangsspannung des OP-Amps bei +8V statt der im Schaltplan beschriebenen -1V liegt? Bei -1V oder rund um 0V würde ich mich wohler fühlen, schon allein weil +8V am Ausgang des OPVs der positiven Versorgungsspannung (+11,6V) schon relativ nahe kommen.

Wie würdest Du denn die Exemplarstreuung der FETs kompensieren, wenn der Verstellbereich von VR131 nicht ausreicht? Viele Ersatz-FETs habe ich ja nicht und kann ich mir bei den Stückpreisen meiner Quelle auch nicht hinlegen.

Einfach den Querstrom anpassen, bis es hinkommt. Ansonsten beachten: J111, J211, J311 sind im Grunde die gleichen Typen, nur mit etwas anderen Daten.

Jochen F. schrieb:

Einfach den Querstrom anpassen, bis es hinkommt.

Meinst Du damit den Verstellbereich der T125-Stromquelle entsprechend ändern oder den Sourcewiderstand R124?

Sind die Aufgaben der anderen Trimmer folgendermaßen korrekt?

• VR143 "Att.-Offset" -> am Messpunkt "0V" am Teilerhybrid einstellen?
• VR144 "100Hz Square Wave" -> DC-Gain-Einstellung an AC-Gain angleichen?
• VC135? Rechteck-Überschwinger minimieren? Welche Frequenz wählen?

Andrew T. schrieb:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an47fa.pdf

dort Fig. 73, man kann es sogar etwa vereinfahcen um Bauteile zu reduzieren -- was Hameg ja gemacht hat.

Danke für den Verweis auf die AN47. Habe die Fig. 73 und die dazugehörige Beschreibung auf Seite 34 gefunden. Sieht in Teilen wirklich der Hameg-Schaltung ähnlich, unterscheidet sich aber teilweise auch deutlich.

Die Funktion in der AN47 wird zur Stabilisierung des Arbeitspunktes des FETs verwendet, die im Hameg trennt aber den DC-Pfad vom FET ab (Hochpass 1nF, 10MOhm -> fg=16Hz) und führt ihn über den OP-Amp. Außerdem sehe ich in der AN47 einen Tiefpass (10MOhm, 0,01uf -> fg=1,6Hz) vor dem als Integrator geschalteten OP-Amp A1 (R=10k, C=0,01uF -> tau=RC=100us). Im Hameg sehe ich dort keinen Tiefpass und auch einen wesentlich kleineren Integrationkondensator (R144=12k, C=470pF -> tau=RC=5,6us), der Integrationseffekt ist also um den Faktor 18 geringer als in der AN47. Den 2. OP-Amp A2 mit Verstärkungsfaktor 10 hat sich Hameg gespart.

Bisher ist das nur eine Aufzählung der Gemeinsamkeiten und Unterschiede, die Funktionen muß ich erst noch richtig verstehen...

Entweder einen passenden FET einsetzen oder den 475R anpassen als Emitterwiderstand der Stromsenke.

Jochen F. schrieb:

...oder den 475R anpassen als Emitterwiderstand der Stromsenke.

Werde ich morgen Vormittag ausprobieren, danke vielmals!

So, ich habe eine Lösung gefunden, die mit allen 3 mir zur Verfügung stehenden J211-FETs funktioniert:

Ich habe einen 4,7kOhm-Widerstand parallel zum R132 geschaltet, was den Verstellbereichdes Trimmers VR131 verschiebt. Die -1V am Pin 6 des Op-Amps lassen sich jetzt einstellen (beim intakten Kanal auch), aber das ist alles andere als eine stabile Einstellung. Der Trimmer reagiert recht sprunghaft auf Zentel Millimeter Verstellung, und der Messwert am Pin 6 bleibt auch zeitlich nicht stabil (reagiert hauptsächlich auf Luftströmung um den FET). Es scheint jedoch unkritisch zu sein, da es einen gewissen "Fangbereich" (Regelbereich des OPV) gibt, bei dem der Strahl in Schirmmitte sichtbar bleibt. Die Einstellung ist jetzt mittig in den Grenzen des Fangbereichs.

Die Einstellungen der anderen Trimmer funktionieren so, wie von mir weiter oben im Thread vermutet. Der Trimmer-C ist nicht bestückt.

Danke Euch allen für die Hilfe.