Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 10 MHz Ausgang 50 Ohm Treiber / kurzschlussfestigkeit


von Stefan D. (mackie05)


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Hallo,

ich möchte zwei 10 MHz Ausgänge meines GPSDO auf 50 Ohm auslegen und 
suche hierfür einen geeigneten Treiber IC. Die Lösungen die ich bisher 
gefunden habe beruhen auf parallel geschalteten 74HC14 - da sollte es 
doch einen eleganteren Weg geben?

Kenndaten: Single Supply 5 oder 12V, Eingangssignal aus 74HC14 
Ausgangssignal 4 - 5Vss @ 50 Ohm.

Zweite Frage: Wenn ich den Ausgang des Treibers mit 50 Ohm 
Serienwiderstand auf die BNC-Buchse gebe, sollte ich doch, insofern mein 
Treiber bei 5V mehr als 100 mA liefert und der 50 Ohm Widerstand die 
entsprechende Leistung aushält auch kurzschlussfest sein. Oder gibt es 
hier eine elegantere Lösung für den 50 Ohm Ausgang einen 
Kurzschlussschutz herzustellen?

Danke

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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AC14 mit 33 Ohm Widerstand. Das sollte dann auch zumindest kurzfristig 
kurzschlußfest sein.

Du kannst natürlich auch einen OpAmp nehmen. Nur der rauscht mehr als 
die CMOS-Logik. Da bliebe also nur ne diskrete bipolare Stufe, wenn du 
das Optimum im Sinne von time-nuts willst.

von Georg (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Da bliebe also nur ne diskrete bipolare Stufe

So ist das natürlich nicht, es gibt auch Treiber-ICs für den Zweck, z.B.

http://www.linear.com/product/LT1739#overview

das ist allerdings schon fast Overkill.

Georg

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das ist ein OpAmp!!

von Stefan D. (mackie05)


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Also beim AC14 lese ich im Datenblatt(fairchild) was von max. 50mA pro 
Output Pin. bei 5 V und 33 Ohm komme ich auf 150 mA. Kann mir schwer 
vorstellen, dass er dass auch nur kurzzeitig aushält. Was ich aus dem 
Datenblatt nicht so richtig herausbekomme ist, wie viel Strom der 74HC14 
denn maximal liefern kann. Glaube nicht, dass ich alle 6 Ausgänge mit 50 
mA belasten kann.

Das mit der biplolaren Stufe - da muss ich mich mal einlesen - ist für 
mich Neuland. Hatte gehofft, auf eine fertige Treiberstufe zurückgreifen 
zu können.

@Georg
Das Teil hatte ich auch schon entdeckt, allerdings ist es fürs Hobby und 
da ich per Hand löte tue ich mich mit Thermalpads schwer. Aber danke für 
den Tip.

von Pandur S. (jetztnicht)


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zB 74F3037, die 2.5ns macht er allerdings nur auf TTL High, nicht auf 
5V. Auf 5V dauert's etwas laenger.

Der Chip ist etwas anspruchsvoll. Wenn der schaltet, rumpelt es 
gewaltig.

Daher gut entkoppeln, und vernuenftig platzieren. Mit Streifenleiter 
oder Steckbrettt ist nichts.

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan D. schrieb:
> Also beim AC14 lese ich im Datenblatt(fairchild) was von max. 50mA pro
> Output Pin. bei 5 V und 33 Ohm komme ich auf 150 mA. Kann mir schwer
> vorstellen, dass er dass auch nur kurzzeitig aushält.

Dann nimm doch mehrere 74AC14 und schalte je 3 Kanäle pro Ausgang
parallel.

> Was ich aus dem
> Datenblatt nicht so richtig herausbekomme ist, wie viel Strom der 74HC14
> denn maximal liefern kann. Glaube nicht, dass ich alle 6 Ausgänge mit 50
> mA belasten kann.

Scheint aber so zu sein, was anderes lese ich aus dem Datenblatt auch
nicht heraus.

von Klaus (Gast)


Angehängte Dateien:

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Abdul K. schrieb:
> AC14 mit 33 Ohm Widerstand. Das sollte dann auch zumindest kurzfristig
> kurzschlußfest sein.

MfG Klaus

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wobei ich den Aufwand mit 5 200-Ω-Widerständen und noch einem Poti
für übertrieben halte.  Die Gatter innerhalb eines ICs sind in ihren
Parametern prinzipbedingt ausreichend gleich, dass man sie direkt
parallel schalten kann, und am gemeinsamen Ausgang dann den genannten
33-Ω-Widerstand (vielleicht auch eher 47 Ω, die scheinen selbst sehr
niederohmig zu sein).

von Klaus B. (butzo)


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Stefan D. schrieb:

> Kenndaten: Single Supply 5 oder 12V, Eingangssignal aus 74HC14
> Ausgangssignal 4 - 5Vss @ 50 Ohm.
Kompletter Unsinn,
Masterclock Taktverteilung macht man mit einem sauberen 10 MHz Sinus, 
möglichst galvanisch getrennt.

Erst im Eingang der Signalsenken per schnellem Schmitt-Trigger Rechteck 
erzeugen.



Butzo

von Ulrich H. (lurchi)


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Da 5 V und 100 mA schon zu viel für einen kleinen Widerstand ist, ist es 
nicht so abwegig da jedem der Gatter einen kleinen Widerstand zu 
spendieren. Der Poti dürfte aber eher Überflüssig sein. Da könnt man 
ggf. einen der Widerstände mit 220 Ohm oder 180 Ohm wählen zum Anpassen.

von Stefan D. (mackie05)


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OK, dann werd ich es mal mit nem 74HC14 mit 4 Schmitt-Triggern parallel 
versuchen. Warum eigentlich 33 Ohm und nicht 50 Ohm als resultierenden 
Serienwiderstand?

von Klaus (Gast)


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Jörg Wunsch schrieb:
> Wobei ich den Aufwand mit 5 200-Ω-Widerständen und noch einem Poti
> für übertrieben halte.

In diesem speziellen Fall sollten verschiedene Kabel auch mit Impedanzen 
> 200 Ohm angeschlossen werden können. Es ist die Schaltung eines 
Kabeltesters, eines "poor mans time domain reflectometer" im passenden 
Artikel kurz "cabel radar" genannt. Wenn die Impedanz fest ist, kann man 
die Festwiderstände natürlich passend berechnen und das Poti weglassen.

MfG Klaus

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Stefan D. schrieb:
> Warum eigentlich 33 Ohm und nicht 50 Ohm als resultierenden
> Serienwiderstand?

Da wollte sicher jemand den Innenwiderstand der Gatter mit
einbeziehen.  Der scheint mir aber deutlich geringer als 17 Ω
zu sein, wenn man sich ansieht, wie klein der Spannungsabfall bei
24 mA Last (maximaler im Datenblatt genannter Lastfall) ist.  Daher
schlug ich 47 Ω vor.

Ulrich H. schrieb:
> Da 5 V und 100 mA schon zu viel für einen kleinen Widerstand ist, ist es
> nicht so abwegig da jedem der Gatter einen kleinen Widerstand zu
> spendieren.

Die Spannung liegt ja nur die Hälfte der Zeit an, sind also 250 mW.
Man muss ja nicht 0603-Widerstände benutzen. ;-)

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Klaus Butzmann schrieb:
> Stefan D. schrieb:
>
>> Kenndaten: Single Supply 5 oder 12V, Eingangssignal aus 74HC14
>> Ausgangssignal 4 - 5Vss @ 50 Ohm.
> Kompletter Unsinn,
> Masterclock Taktverteilung macht man mit einem sauberen 10 MHz Sinus,
> möglichst galvanisch getrennt.

Absolut, und für den 10 MHz Sinus reichen dann auch ein paar popelige 
Emitterfolger mit irgendwelchen Transistoren aus der Bastelkiste. Im 
Idealfall mit einem halbwegs brauchbaren Übertrager entkoppeln um 
Erdschleifen um das Frequenznormal zu vermeiden.

5 Vss halte ich für übertrieben, insbesondere in 50 Ohm, womit 5 V 
Single Supply wegfällt (die Endstufe muss ja 10 Vss liefern vor dem 50 
Ohm Anpasswiderstand!). Die allermeisten Geräte haben am 10 MHz Eingang 
eh keine 50 Ω Eingangsimpedanz und brauchen auch keinen so hohen Pegel, 
mit 1-1.5 Vrms ist man da schon auf der sicheren Seite - viele Geräte 
kommen auch mit deutlich kleineren Pegeln klar (klassische Schaltung mit 
nem Inverter als Verstärker).

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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>Es ist die Schaltung eines Kabeltesters, eines "poor mans time domain 
reflectometer" im passenden Artikel kurz "cabel radar" genannt.

Erstens benoetigt man dazu keine 5V, das ist voellig uebertrieben. Und 
zweitens sollte man auf kurze Pulse schauen, also kein TTL Zeug, sondern 
was Schnelles, zB ECL. Das macht auch 800mV Hub, und ist vollauf 
genuegend.
Mit 10MHz kann man nur 15m Kabel betrachten... Nimm 1MHz. Dann einen ECL 
Line Receiver dran, zB ein '16 und wenn man besonders voel Amplitude 
hinten haben will, optional einen '89,  dh MC100EP89, oder SY100EP89

von Stefan D. (mackie05)


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Jörg Wunsch schrieb:
> Da wollte sicher jemand den Innenwiderstand der Gatter mit
> einbeziehen.  Der scheint mir aber deutlich geringer als 17 Ω
> zu sein, wenn man sich ansieht, wie klein der Spannungsabfall bei
> 24 mA Last (maximaler im Datenblatt genannter Lastfall) ist.  Daher
> schlug ich 47 Ω vor.

OK das leuchtet ein :-)

@jetztnicht

Mein OCXO gibt mir bereits ein Rechtecksignal raus und die Geräte für 
die ich die Referenz nutzen will(Funktionsgenerator und 
Frequenzzähler)stehen keinen Meter entfernt und hätten gern 10 MHz.

von Klaus (Gast)


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Jetzt Nicht schrieb:
>>Es ist die Schaltung eines Kabeltesters, eines "poor mans time domain
> reflectometer" im passenden Artikel kurz "cabel radar" genannt.
>
> Erstens benoetigt man dazu keine 5V, ............

Schreibs dem Autor des Artilkels, war mal in der EDN

MfG Klaus

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ein OCXO fuer einen Kabeltester ... ich sag nichts mehr.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Jetzt Nicht schrieb:
> Ein OCXO fuer einen Kabeltester ... ich sag nichts mehr.

Besser so, denn du hast hier zwei völlig verschiedene Dinge (den
OCXO des TEs und das Beispiel aus dem Kabeltester, welches Klaus
gepostet hat) in einen Topf geschmissen.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Stefan D. schrieb:
> Mein OCXO gibt mir bereits ein Rechtecksignal raus und die Geräte für
> die ich die Referenz nutzen will(Funktionsgenerator und
> Frequenzzähler)stehen keinen Meter entfernt und hätten gern 10 MHz.

Stichwort Resonanzverstärker. Schneidet elegant alle Fremdanteile weg 
und raus kommt ein halbwegs sauberer und oberwellenarmer 10 MHz Sinus.



Aber schau bitte vorher nach der Eingangsspec deiner Geräte. 5 Vpp in 50 
Ω dürfte, wie oben angemerkt, zu viel des guten sein. Ehrlich gesagt 
würde ich mir da schon sorgen um Beschädigung machen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan D. (mackie05)


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Marian B. schrieb:
> Stefan D. schrieb:
>> Mein OCXO gibt mir bereits ein Rechtecksignal raus und die Geräte für
>> die ich die Referenz nutzen will(Funktionsgenerator und
>> Frequenzzähler)stehen keinen Meter entfernt und hätten gern 10 MHz.
>
> Stichwort Resonanzverstärker. Schneidet elegant alle Fremdanteile weg
> und raus kommt ein halbwegs sauberer und oberwellenarmer 10 MHz Sinus.
>
>
>
> Aber schau bitte vorher nach der Eingangsspec deiner Geräte. 5 Vpp in 50
> Ω dürfte, wie oben angemerkt, zu viel des guten sein. Ehrlich gesagt
> würde ich mir da schon sorgen um Beschädigung machen.

Das ist nochmal ein guter Punkt. Danke.
Meine Geräte haben auch keinen 50 Ohm Eingang - wollte hier lediglich 
auf der sicheren Seite sein, falls ich dochmal an 50 Ohm dran will. Dann 
wäre wohl eine Lösung auf TTL zu bleiben und für den 50 Ohm Betrieb ein 
zuschaltbares Dämpfungsglied zu integrieren.

Der Vorteil des Sinus erschließt sich mir hier noch nicht. Solange die 
Oberwellen das Signal nicht allzusehr in Mitleidenschaft ziehen und 
meine Geräte sicher auf die Flanken triggern sollte es doch kein Problem 
geben. Wird ja auch viel in anderen GPDSO's so gelöst.

Siehe hier:
http://dl6gl.de/station/10-mhz-signalgenerator-mit-ocxo
http://www.dl4jal.eu/fnormal/fnormal.html

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das Phasenrauschen ist bei Sinusbetrieb niedriger. Also für die Spinner 
die es supergenau haben wollen.

Ein 74AC-Ausgang hat so 13-15 Ohm. Parallelschalten kann man sie eher 
nicht, da zu schnell. Das geht nur mit 74HC. Ich hatte das mal an einem 
74AC244 untersucht: Bei Parallelschaltung bekommt man ne Ausgangstreppe 
und merklich erhöhte Querströme. Vielleicht sind bei so einem größeren 
244 auch chipintern die einzelnen Kanäle nur ungünstig angeordnet und es 
führt zu zu großen Laufzeitunterschieden, weiß ich nicht.

5V durch 50 Ohm sind bei mir 100mA und die auch nur kurzzeitig. Auf der 
anderen Seite sind ja auch nochmal 50 Ohm nach 2,5V. Damit ist man bei 
25mA. Der designte statische Strom ist laut DB 24mA.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Abdul K. schrieb:
> Das Phasenrauschen ist bei Sinusbetrieb niedriger. Also für die Spinner
> die es supergenau haben wollen.

Und man muss natürlich keine so steilen Flanken treiben. Sinus wird 
hinsichtlich EMI überlegen sein. Braucht auch keinen so sorgfältigen 
Aufbau wie ein Treiber für Rechteck.

: Bearbeitet durch User
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