Guten Abend/Gute Nacht, nun möchte auch Ich einen Funktionsgenerator haben, die Ausgangsstufe besorgt mir jedoch sorgen: max Frequenz soll ~1MHz sein, ich möchte jedoch auch die Amplitude und Offset des Rechtecks verändern. Vorerst habe ich den TL082 verwendet, deren Slewrate mit ~13V/us ist jedoch ziemlich bescheiden. Nun bin ich auf schnelle OPVs(LM6171) umgestiegen und meine Frage ist nun ob dies so funktioniert (siehe Anhang). http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1000000-1099999/001010839-da-01-en-IC_AMP_HI_SPD_LM6171BIN_NOPB_PDIP_8_TID.pdf Quelle ist (es dürfte bereits Vorahnungen geben) der xr2206 - bis 100kHz macht der durchaus ein annehmbares Rechtecksignal, darüber müsste ich noch einen Komparator verwenden. Der Ausgangstreiber ist etwas schwach, könnter dieser möglicherweise eine AB-Endstufe treiben? http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/1000000-1099999/001010843-da-01-en-IC_AMP_CUR_FBAC_LM6181IN_NOPB_PDIP_8_TID.pdf Außer der Aufwand rechnet sich eurer Meinung nach überhaupt nicht, dann werde ich einfach die TL082 nehmen und den Rechteck eben nur bis 100kHz benutzen. (PCB 1layer) Ich hoffe Ihr könnt mir ein paar Tips geben. Mit freundlichen Grüßen, Michael
Hallo, als Treiber würde ich nun den BUF634 verwenden, eine Frage zum Komparator habe ich noch: Kann ich hier den LM311 zur Verbesserung des Rechtecks verwenden? (bis ~500kHz) Mfg Michael
Der LM311 ist schon recht alt, aber immer noch sehr rüstig und einfach in der Handhabung - für sein Einsatzgebiet: WENN man Wechselspannungen von max. 100 kHz und min. 10...25 mV eff. in ein passables Rechteck wandeln will. Bei > 100 kHz kann der Open-Collector-Ausgang einfach keine ordentlichen positiven Flanken liefern: Jedes pF am Ausgang muss durch den Kollektorwiderstand aufgeladen werden... Damit verbessert man das Rechteck vom XR2206 (auch nur ein o.C.-Ausgang) nicht wirklich. Ein Standard-CMOS Schmitt-Trigger, wie CD4106, oder CD4093 (evtl. mehrere Ausgänge parallel schalten) kann (auch?) mit 12...15 V arbeiten und würde für die Rechteckform mehr bringen.
Der OP LM6181 ist schon eine ganz brauchbare Lösung für den Ausgang. Für den XR2206 alle mal ausreichen. Für das Reschtecksignal lohnt sich aber ggf. auch noch ein 2. Ausgang, etwa über Logic IC wie 74HC04 (mehrere parallel, ggf. auch 74AC04). Das gibt sehr steile Flanken, und ein extra Triggerausgang für's Oszilloskop ist immer hilfreich. Da gibt es verschiedene Lösungen. Bei den sehr hohen Frequenzen kommen Potis an die Grenzen und man müsste für die Amplitude eher Schalter vorsehen, etwa als Abschwächer am Ausgang. Die Schaltung für Offset und Verstärkungseinstellung ist aber schlecht gewählt: der Poti in der Rückkopplung des OPs ist von der Position nicht gut, und auch viel zu hochohmig. Für einen CFB-OP passt die Schaltung gar nicht. Den Poti lieber klassisch als Spannungsteiler nach GND. In der Regel ist es auch besser erst die Amplitude zu variieren und dann den Offset dazu zu addieren. Da sollte man auch mit einem OP auskommen können.
Hallo! Vielen Dank für die Antworten. Hmmm .. habe nachgerechnet für
Das ist wirklich nicht viel. Ich habe diese "Größen" leider noch nicht im Gefühl, aber das wird sicher schon ausgeschöpft sein, wenn der Ausgang über ein Reed-Relais geschalten wird ... Ich wollte das viele Anhängen eigentlich vermeiden, aber schlussendlich ist doch immer nur ein kompletter Schaltplan sinvoll ... Ich habe mich vorerst auf den LM311 fixiert, da er Open-Collecter ist, jedoch auch das Emitterpotential wählbar ist. Aus dem XR2206 kommt ja, dank Opencollector eine Spannung von dessen V- und V+. Da meine Versorgungsspannung +-15V beträgt, bekommt der XR2206 V- und GND als Versorgung. Mein Problem war nun, dass jedoch die LM6171 keine R2R-Typen sind. Den 2. Ausgang werde ich nun auf jeden Fall machen, mit dem CMOS-ICs hält sich der Aufwand ja stark in Grenzen. Die Offset+Verstärkungsschaltung bereitet mir auch noch Probleme: Da der Sinus bzw. Dreieck nicht genau in der Mitte der Versorgungsspannung liegt, wollte ich zuerst einen Hochpass einsetzen, lieber wäre mir aber ein Addierer um den Offset wegzubringen - den könnte man gleich nehmen um neuen zu erzeugen ;). Jedoch ist die Verschiebung bei Ändern der Verstärkung ungünstig - wie du auch schreibst. Poti gegen GND ist ein Problem, da bei höheren Amplituden - eingestellt beim XR2206 der Sinus schnell zu clippen beginnt und ich so keine +/-12V erreichen kann. Die Widerstände habe ich bereits niederohmiger gemacht - der Eingangspost liegt schon einige Zeit zurück. Der LM6171 ist jedoch ein VFB-OP. Außerdem habe ich im Moment einen BUF634 in Verwendung, der kann noch höhere Ausgangsströme und ist Kurzschlussfest. Meinst du mit einem OPV, dass auch der LM6181 zur Verstärkung benutzt werden könnte/sollte? Eine andere Idee noch: Wenn ich den XR2206 mit +/-5V Versorgen würde, könnte ich danach einen CMOS-Schmitt-Trigger nehmen (+/-5V) und dann auf meine Ausgangsschaltung gehen. Das Problem dabei ist, dass ich keine kleinere Amplitude als +/-5V schaffe, da der LM6171 ja "nur" Unity-Gain Stable ist. Ich müsste somit ein extra Trimmpoti verwenden, dauerhaft klein halten und könnte dann mit dem LM6171 noch Verstärken!? Mfg Michael
Soweit ich mich erinnere sind bei XR2206 die Amplituden von Sinus und Dreieck (Rechteckt sowieso) etwas verschieden - da braucht man in der Regel ohnehin schon Wiederstände/Trimmer zum Abgleich. Einen Offset sollte es dabei eigentlich nicht geben, abgleichen könnte man den aber auch passiv zusammen mit der Amplitude. Es ist ja auch immer die Frage wo man den Bezugspunkt hinlegt beim XR2206. Im Prinzip sollte es reichen einen OP für das addieren des Offsets und dann den LM6181 für die Endstufe zu haben. Die Ausgangsstufe mit 2 facher Verstärkung ist schon ganz gut - das sorgt für etwas Reserve bei der Stabilität und davor braucht man keine so hohen Slew raten.
Hallo, ja das ist richtig, die Dreieckamplitude ist ~3x Größer als jene vom Sinus (bei gleichem Widerstand am Pin). Das mit dem Bezugspunkt habe ich nun nicht ganz verstanden, vermutlich meinst du den Pin welcher mit BIAS bezeichnet ist. Im Datenblatt wird dieser nicht näher beschrieben, nur mit einem Kondensator gegen V- versehen. Wenn ich den XR2206 also mit +/-5V versorgen würde, sollte ich dann Pin10 (BIAS) am besten den Kondensator anstatt mit V- mit GND verbinden? - das Datenblatt gibt hierzu leider keine weiteren Hinweise und um das Equivalent Schematic Diagram zu verstehen fehlt mir leider eindeutig noch Wissen/Erfahrung. Wenn so der Sinus/Dreieck seinen Offset verliert, wäre das die angenehmste Lösung! Dann kann ich einfach Symmetrisch versorgen, Sinus+Dreieck direkt Verstärken, den Rechteck über ein Logikgatter auch direkt Verstärken und einen gewünschten Offset hinzuaddieren. Nun es gibt da noch ein Problem - die Frequenzabhängigkeit der Amplitude. Auch schafft der XR2206 bei 20V Versorgungsspannung nur 14Vpp beim Dreieck ohne zu clippen. Daher ist mir eine externe Verstärkung schon am liebsten. Bei etwa 2V Sinus bleibt dessen Amplitude über den ganzen Frequenzbereich gleich. Nun gut, erstmal vielen Dank für die Infos, ich werde nun noch ein wenig darüber nachdenken und melde mich dann ;) Mfg Michael
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Eine symmetrische Versorung für den XR2206 ist schon nicht schlecht. Der Widerstand an Pin 3 kommt dann nach GND. Danach sollten Sinus und Dreieck vom DC Pegel schon gleich sein. Das Rechteck muss man sich halt mehr oder wenige selber formen und im Pegel anpassen. Der Bias, die Timig-Widerstände und der AM Eingang beziehen sich auf die neg. Versorgung (Pin12). Entsprechend kommt der Kondensator an Pin 10 auch nach V-. Ein gewisse Verstärkung hinter dem Genrator wird man schon gebrauchen, schon weil man den XR2206 eher mit +-5 bis +-9 V Versorgen wird (wird nicht so heiß), den Verstärker am Ausgang aber eher mit +-12 V bis +-20 V.
Hallo, vielen Dank für deine Hilfe, habe nun etwas nachgebessert. Es wäre toll, wenn du nochmal über die Ausgangsschaltung drübersehen könntest. Kann ich den LM6171 in der nichtinvertierenden Schaltung mit 5k in der Rückkopplung betreiben? (Ausgang 2 vom XR2206 wird dann nämlich kaum belastet) Hmm ich hatte dich vorher wahrscheinlich falsch verstanden!? Wenn ich nur einen Opamp benutzen würde, müsste ich doch die Amplitude mittels XR2206 einstellen, ansonsten brauche ich ja 2, 1x für Amplitude + 1x für Offset? Mfg Michael PS: viel Glück beim Fussball ;)
Beim Plan sind da noch ein paar Fehler: 1) Am Pin 3 sollte keine Kapazität nach GND. Da kommt das Signal als Strom raus, und wird über den Widerstand in eine Spannung überführt, die dann an Pin 2 niederohmig ausgegben wird. Die Widerstandswerte am Pin 3 sind auch eher an der oberen Grenze, vom Gefühl her lieber etwas weniger (10 K) wenn man auch hohe Frequenzen haben will - lieber noch mal nachlesen. 2) Die Spannung für die Freqienzeinstellung bezieht sich auf den Bias Pin des XR2206. Also die Spannung von Pin 10 Abgreifen, Ein OP als Impedanzwandler dahinter und den Poti zur Einstellung dann noch -5 V. Die extra 2,7 V ref. kann somit entfallen. Als Alternative wäre ein Aktive Stromsenke (mit OP und MOSFET) gegen die -5 V möglich. Das hätte ggf. leichte Vorteile wenn man mit der externen Spannung sehr weit runter will. 3) Wegen dem Bezug zum Bias Pin sollte man für den Externen Eingang so etwas wie einen Differenzverstärker (LM324 + 4 Widerstände reicht) vorsehen. Es macht schon Sinn die Externe Spannung auf GND wie die Ausgabe zu beziehen. Auch für den FSK und AM Eingang sollte man nicht drekt auf den XR2206 gehen - wenigstens ein ESD Schutz wäre angebraucht, schließlich ist abzusehen das der XR2206 nicht mehr so gut nachzubekommen sein wird. 4) Die Umschaltung mit dem 4066 ist nicht gut: diese CMOS Schalter haben einen realtiv hohen On Widerstand, der Temperaturabhängig ist - das gibt unnötige Drift. Im Prinzip könnte man vom internen Poti an Pin 7 gehen, und mit der Externen Spannung an Pin 8, sofern man die FSK Modulation nicht braucht. Sonst sollte man eher erst Umschalten und dann noch einen Impedanzwandler dahinter haben, alternativ sonst viel niederohmigere MOSFETs (z.B. BS170) als Schalter. Dass die Umschaltung der Kondensatoren so geht halte ich für fraglich - zumindest die 100 K Widerstände sollten nicht an den C2 Eingang gehen, sondern eher nach -5 V. Es ist auch noch etwas die Frage was für Pegel da ans Gate gehen -5 V für Aus und + 5 für An könnte passen. Einige der Umschaltungen die per Relais geplant sind, könnte man auch gut über CMOS Schalter (z.B.74HC4053 - passt ganz gut zu +- 5 V) erledigen. Der Sync Ausgang sollte einen eher kleineren Pegel und auch 50 Ohm Ausgangsimpedanz haben - so erzeugt man sich über die Leitung unnötige Störungen und ein Oszilloskop / Frequenzzähler kommt auch mit 0,1-1 V Pegel gut klar. Mehr als ein gültiger CMOS/TTL Pegel, also etwa GND-4 V ist meistens eher störend. Es fehlt irgendwie noch die Amplitudeneinstellung der Potentiometer, z.B. da wo die Leitung "Signal" ist. Für den Ausgang wäre es ggf. noch hilfreich, wenn man LEDs hat, die anzeigen wenn man mit dem Ausgangsverstärker ins Klipping geht.
Hallo! Herzlichen Dank, dass du dir Zeit genommen hast, da habe ich ja noch einiges zu tun. Ich wollte mich vorerst nur mal melden, da ich es schon oft gesehen habe, dass sich Mühe gegeben wird, eine hilfreiche Antwort zu schreiben und dann der Threadersteller oftmals einfach verschwindet. Hier möchte ich mich also ausdrücklich bedanken und werde so schnell wie möglich versuchen deine Tipps umzusetzen! Mfg Michael
[gelöschte Beiträge - wegen fehlerhaften PDFs] Nun bin ich endlich soweit: > 1) Am Pin 3 sollte keine Kapazität nach GND. Da kommt das Signal als > Strom raus, und wird über den Widerstand in eine Spannung überführt, die > dann an Pin 2 niederohmig ausgegben wird. Die Widerstandswerte am Pin 3 > sind auch eher an der oberen Grenze, vom Gefühl her lieber etwas weniger > (10 K) wenn man auch hohe Frequenzen haben will - lieber noch mal > nachlesen. Damit ist wahrscheinlich Pin3 vom XR2206 gemeint? Kondensator ist weg, als Poti sind aber je nach Amplitude vom XR2206 mehr als 10k notwendig, da die Sinus/Dreieck-Amplitude um 80mV/kOhm bzw. 160mV/kOhm steigt. > 2) Die Spannung für die Freqienzeinstellung bezieht sich auf den Bias > Pin des XR2206. Also die Spannung von Pin 10 Abgreifen, Ein OP als > Impedanzwandler dahinter und den Poti zur Einstellung dann noch -5 V. > Die extra 2,7 V ref. kann somit entfallen. Als Alternative wäre ein > Aktive Stromsenke (mit OP und MOSFET) gegen die -5 V möglich. Das hätte > ggf. leichte Vorteile wenn man mit der externen Spannung sehr weit > runter will. Auch das ist eine gute Idee, die Z-Diode ist somit raus ;) Da ich +/-15V zur Versorgung zur Verfügung habe, kann ich den Impedanzwandler gleich mit diesen versorgen und spare mir somit die Stromsenke? > 3) Wegen dem Bezug zum Bias Pin sollte man für den Externen Eingang so > etwas wie einen Differenzverstärker (LM324 + 4 Widerstände reicht) > vorsehen. Es macht schon Sinn die Externe Spannung auf GND wie die > Ausgabe zu beziehen. > Auch für den FSK und AM Eingang sollte man nicht drekt auf den XR2206 > gehen - wenigstens ein ESD Schutz wäre angebraucht, schließlich ist > abzusehen das der XR2206 nicht mehr so gut nachzubekommen sein wird. Super Idee! Vielen Dank. Zwecks ESD-Schutz habe ich nun PESD5V0S1UB genommen. Solange man extern nicht eine Low-Impedance-Quelle mit mehr als +6.8V/ weniger als -6.8V draufschaltet, sollte alles in Ordnung sein? > 4) Die Umschaltung mit dem 4066 ist nicht gut: diese CMOS Schalter haben > einen realtiv hohen On Widerstand, der Temperaturabhängig ist - das gibt > unnötige Drift. Im Prinzip könnte man vom internen Poti an Pin 7 gehen, > und mit der Externen Spannung an Pin 8, sofern man die FSK Modulation > nicht braucht. Sonst sollte man eher erst Umschalten und dann noch einen > Impedanzwandler dahinter haben, alternativ sonst viel niederohmigere > MOSFETs (z.B. BS170) als Schalter. Den 4066 hatte ich in Verwendung, weil in Serie dazu ja noch ein 1k Widerstand ist. So sollte ja der Widerstand vom Logik-IC keine Rolle spielen? Die Temperaturabhängigkeit ist aber auf jedenfall ein Argument. Habe das ganze nun durch BSS138 ersetzt. > Dass die Umschaltung der Kondensatoren so geht halte ich für fraglich - > zumindest die 100 K Widerstände sollten nicht an den C2 Eingang gehen, > sondern eher nach -5 V. Es ist auch noch etwas die Frage was für Pegel > da ans Gate gehen -5 V für Aus und + 5 für An könnte passen. > Einige der Umschaltungen die per Relais geplant sind, könnte man auch > gut über CMOS Schalter (z.B.74HC4053 - passt ganz gut zu +- 5 V) > erledigen. Die Umschaltung funktioniert - zumindest auf dem Steckbrett ;) Die Idee stammt jedoch nicht von mir, habe ich irgendwo hier im Forum entdeckt, einen Link müsste ich jedoch erst ausgraben. Danke für den Fehler mit den Widerständen - das habe ich völlig übersehen. Mit einer Verwendung des 74HC4053 bin ich nicht ganz glücklich, da ich nicht alle Channels nutzen kann. Außerdem gefällt mir dessen Rise-Time nicht. > Der Sync Ausgang sollte einen eher kleineren Pegel und auch 50 Ohm > Ausgangsimpedanz haben - so erzeugt man sich über die Leitung unnötige > Störungen und ein Oszilloskop / Frequenzzähler kommt auch mit 0,1-1 V > Pegel gut klar. Mehr als ein gültiger CMOS/TTL Pegel, also etwa GND-4 V > ist meistens eher störend. Habe da jetzt 74AC14 noch eingebaut, der hat GND...5V - macht es hier sinn noch einen extra Spannungsregler für kleinere Spannung einzusetzen (74AC14 funktioniert bis 2V). > Es fehlt irgendwie noch die Amplitudeneinstellung der Potentiometer, > z.B. da wo die Leitung "Signal" ist. Für den Ausgang wäre es ggf. noch > hilfreich, wenn man LEDs hat, die anzeigen wenn man mit dem > Ausgangsverstärker ins Klipping geht. Ähm ja .. das habe ich in der Hitze des Gefechts völlig vergessen. Sollte beim Nichtinv. Verstärker in der Ausgangsstufe sein - ist mittlerweile vermerkt, habe aber noch kein konkretes Bauteil ausgesucht. Zur Clipping-Anzeige habe ich jedoch noch eine Frage: Kann man das ganz simpel mit einem Komparator auf die Signalleitungen der Endstufe realisieren? Noch eine ganz andere Frage: Habe ich hier eine Chance, ein Vernünftiges Layout mit einem Layer zu erstellen? Mfg Michael
Die Schaltung mit nur 1 Layer aufzubauen ist wohl schon relativ anspruchsvoll, aber nicht unmöglich. Beim XR2206 bekommt man je nach Layout leicht Störungen (Peaks beim Min/max des Sinus) - das ist aber oft nur eine optische Störung, teils sogar hilfreich. Ob es mit 2 Seitigen Layout viel besser geht weiss ich nicht. Bei der Ausgangsstufe muss man halt auf die Entkopplung der Versorgung achten und ein paar mehr Brücken einplanen. Die Priorität muss beim Entwurf halt auf einer guten Massefürhung liegen, nicht auf wenigen Brücken. Bei den Differenzverstärkern sind noch 2 Widerstandswerte falsch: die Rückkopplung sollten auch 3,9 V sein, wenn ein Full Scale Bereich von etwa 8 V gewünscht ist. Die Position für den Poti ist noch nicht so gut: der Einstellbereich für die Amplitude ist da recht begrenzt. Besser ist da eher die Schaltung als Spannungsteiler gegen GND: Entweder vor oder hinter IC4. So wie gezeichnet liegt der Mittelwert beim Sinus da wo beim Rechteck der untere Wert liegt - das kann passen, ist aber Geschmackssache. Die Übersteuerung ginge einfach über Komparatoren am Ausgang (oder der Stufe davor).
Guten Abend, die Antwort war ja fix! Ulrich schrieb: > Die Schaltung mit nur 1 Layer aufzubauen ist wohl schon relativ > anspruchsvoll, aber nicht unmöglich. Beim XR2206 bekommt man je nach > Layout leicht Störungen (Peaks beim Min/max des Sinus) Ja kann ich bestätigen - am Steckbrett deutlich sichtbar. Wie das hilfreich sein kann, ist mir leider nicht klar. Ulrich schrieb: > Bei der Ausgangsstufe > muss man halt auf die Entkopplung der Versorgung achten und ein paar > mehr Brücken einplanen. Die Priorität muss beim Entwurf halt auf einer > guten Massefürhung liegen, nicht auf wenigen Brücken. Dann werde ich mich an einer einseitigen Platine versuchen, mit deinen Tipps und jenen vom Artikel https://www.mikrocontroller.net/articles/Richtiges_Designen_von_Platinenlayouts#Vorgehen_bei_der_Layouterstellung bin ich schon zuversichtlich ;) Ulrich schrieb: > Bei den Differenzverstärkern sind noch 2 Widerstandswerte falsch: die > Rückkopplung sollten auch 3,9 V sein, wenn ein Full Scale Bereich von > etwa 8 V gewünscht ist. Tatsächlich hat sich hier ein Fehler eingeschlichen - habe ausgehend von Vee des XR2206 gedacht. So habe ich gleich 2 Fehler rein gebaut: 1) die Eingangsspannungen habe ich vertauscht 2) die Spannung für die Rückkopplung sollte dann 5V betragen Beide R-Pins werden intern auf 3V über Vee vom XR2206 gebiased (max Strom 3mA). Ulrich schrieb: > Die Position für den Poti ist noch nicht so gut: der Einstellbereich für > die Amplitude ist da recht begrenzt. Besser ist da eher die Schaltung > als Spannungsteiler gegen GND: Entweder vor oder hinter IC4. > > So wie gezeichnet liegt der Mittelwert beim Sinus da wo beim Rechteck > der untere Wert liegt - das kann passen, ist aber Geschmackssache. Die > Übersteuerung ginge einfach über Komparatoren am Ausgang (oder der Stufe > davor). Hmm.. der Mittelwert von Sinus/Dreieck und Rechteck sollte bei beiden 0V betragen, da der Schmitt-Trigger für den Rechteck auch mit +/-5V versorgt wird und der XR2206 - auch mit +/-5V versorgt - den Sinus/Dreieck in die Mitte - also GND liegen sollte. Die Lösung mit dem Potentiometer hat mir zuerst nicht so gut gefallen - durch das clipping wäre auch ein Trapez erreichbar - dieser wäre jedoch nicht mehr in der Amplitude veränderbar. Außerdem wäre ich in der kleinstmöglichen Amplitude eingeschränkt. Am schönsten finde ich das Poti hinter IC4. Vielen Dank, dass du dir nocheinmal Zeit genommen hast - du hast mir schon sehr viel weitergeholfen! Mfg Michael
Hallo, da ich im Moment und auch in letzter Zeit viel zu tun habe/hatte, geht es mit der Schaltung nur schleppend voran. Dazu kam auch der Umstieg von Eagle zu KiCad usw. Nun habe ich eine Frage zum Layout: - Vorerst habe ich mit 1-Layer (grün=Drahtbrücke) angefangen - Den kritischen Teil mit LM6171 und BUF634 geroutet Ich bin mir nun nicht sicher, ob dieser Teil so funktionieren würde (mit im Rahmen von 1-Layer möglichst wenig Schwingen). Über Kritik zum bereits gelayouteten Teil wäre ich sehr dankbar (3 OR-Widerstände sind in Verwendung - ich hoffe man kann sie erkennen). Zipfile: ganzes Projekt lg michael
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