Hallo, ich wollte mit LTSpice simulieren wie das Signal bei der Transistor-Stufe vor einem ADC aussieht. Das Eingangssignal ist das Pixel-Signal von einem CCD-Sensor, bis 35MHz, ca. 15V DC max, ähnelt sehr einem Rechteck. Das Ausgangssignal für ADC darf maximal 1,8V-Amplitude haben (analoge Spannung für ADC). Angehängt ist das Applikationsbeispiel als JPG und das Simulationsfile für LTSpice. Ich habe BC547C als Testobjekt genommen und sehe dass am Ausgang praktisch kein Rechteck zu sehen ist. Was mir auch nicht klar ist wie man hier den richtigen Arbeitspunkt einstellt. Ich kenne es aus der Emmitterschaltung dass man die Basis-Vorspannung auf 0,6V setzt. Diese Schaltung hat keinen Basis-Teiler wie auch in anderen Applikationsbeispielen dieser Art (CCD-Sensor-Ansteuerung) und soll so funktionnieren. Hat jemand eine Idee warum es nicht geht? Ich danke euch. Gruß.
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Der Fehler ist die 3V Versorgung. Die Spannung am Kollektor muß höher sein als die Basisspannung.Nimm mal z.B. 20V. Der Emitterfolger hat die Aufgabe den Strom zu verstärken weil der CCD einen hochohmigen Ausgang hat.
Sind noch mehr Fehler: R2 muß kleiner und die Ansteuerung darf nicht negativ werden. Mit R2 = 100R sieht das Signal passabel aus.
> ca. 15V DC max,
DC heißt Gleichspannung. Das heißt ncht, dass das 15V Pulse sind.
Wie sieht das Pixelsignal wirklich aus?
Link auf das Datenblatt?
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Hallo karadur und Helmut, Danke, ihr habt Recht. Ich habe dazu noch vergessen negative Spannung dort rauszunehmen. Und ja, es sind keine 15V-Pulse, war nur ein Test. Im Normalfall ist CCD mit 15V versorgt. Das Datenblatt ist nur preluminary und online nicht verfügbar, aber im Datenblatt steht praktisch nichts zum Ausgangssignal nur "DC-Output-Level" zwischen 9 und 11V liegt. In anderen Application-Notes findet man wie das Signal ungefähr aussieht und wie es sich ändert, dieses "Signal-Level" im Bild fällt dann immer mehr zur Masse sobald CCD-Signal stärker wird. Deshalb habe ich es zunächst mir Rechteck-Spannung getestet. https://www.google.de/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0CC8QFjAC&url=https%3A%2F%2Fwww.hamamatsu.com%2Fresources%2Fpdf%2Fssd%2Fresistive_techinfo_e.pdf&ei=lIZQVZTvL4eTU_qTgJgB&usg=AFQjCNHAi48roNWFRINS3Pl3ECyQrekyGw&bvm=bv.92885102,d.bGQ Gruß.
In den Sony Datasheets ist der Emitterfolger meist mit drin. z.B. ILX511
Vielleicht besser mal etwas googeln damit man nicht total daneben liegt. Also was man da so findet sieht überhaupt so aus wie das was bisher hier vermutet und vorgestellt wurde. Google: ilx511 schematic Das war jetzt nur der 1. Treffer. Da gibt es bestimmt noch mehr. http://ipi.tspu.edu.ru/uploads/files/2014-06/Hardware%20and%20software%20interface%20for%20optical%20studies%20using%20CCD%20arrays.pdf
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karadur schrieb: > In den Sony Datasheets ist der Emitterfolger meist mit drin. z.B. ILX511 Hi, ja, ich glaube dass jedes Datenblatt ist besser als eins von Hamamatsu. Was ich mir nicht erklären kann dass diese Kollektorschaltung selbst mit der gleichen Spannung wie an der Basis geht (15V, Basis-Widerstand weg). Also würden 16V doch ausreichen als Betriebsspannung, oder? @Helmut: habe gegoogelt, vom CCD-Typ her unterscheiden sich Ansteuerungen, ich denke wenn ich mit der Hersteller-App-Note daneben liege kann ich es besser erkläre. Aber bei Hamamatsu gibt es selbst von Evalboards keine Schaltpläne: ich finde so etwas... na ja. Gruß.
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Hier eine Schaltung die ich früher mal gebaut habe mit einer Sony CCD-Zeile. Heute sehen die Pläne besser aus.
karadur schrieb: > Hier eine Schaltung die ich früher mal gebaut habe mit einer Sony > CCD-Zeile. Hi, Danke, dort sehe ich praktisch das Gleiche: die Kollektorschaltung ist mit der gleichen Spannung betrieben wie die CCD-Zeile: 12V PS: Schöner aufgeräumter Schaltplan. Gruß.
Hallo, Danke für die vorherigen Tipps. Mit meiner Schaltung muss ich auf 1,8V runter damit ADC es verarbeiten kann. Ich weiß nicht ob es damit schon getan ist aus dem Emitter-Widerstand einen Teiler zu machen? Außerdem sehe ich dass durch den hochohmigen CCD-Ausgang (150 Ohm) die Signalecken etwas rund aussehen. Ist hier nicht ein OPV-Buffer sinnvoller der einen sehr hochohmigen Eingang hat? Hier wüsste ich leider keine Schaltung die 15V-Signal puffern kann und gleichzeitig auf 1,8V runtergeht. Gruß.
Hallo warum trennst du nicht mit einem Kondensator das Videosignal vom DC-Offset? Ist bei allen CCD-Kameras die ich kenne so gemacht.
Hi, du meinst die Kollektorschaltung gegen DC-Offset zu schützen? Ja, kann man oder müsste man machen, ich habe mich gefragt warum es in dem Applikationsbild nicht drin ist (siehe den ersten Beitrag). Also meinst du dass der Widerstandsteiler am Ausgang kein Problem ist, also keine Nachteile mit sich bringt? Mit dem Teiler bin ich weit vom Arbeitspunkt des Transistors entfernt, ich habe keine Ahnung ob dadurch Nachteile entstehen können.
Schau dir meine Schaltung noch mal an. Erst der Emitterfolger und ohne Spannungsteiler der Koppel-C an Emitterwiderstand und Emitter. Der Spannungsteiler ist nicht nötig! Ich weiß nicht wie schnell du takten willst aber hochohmig und schnell passt nicht. Hinter dem C kannst du deinen DC-Arbeitspunkt frei wählen.
Nachtrag: Den Emitterfolger mußt du nicht schützen wenn er an der gleichen Versorgung wie der CCD hängt. Wenn dein CCD einen Ausgangswiderstand von 150R hat brauchst du den Emitterfolger gar nicht sondern kannst direkt den Koppel-C anschließen.
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Hi, heißt dass dein CCD-Ausgang in deiner Schaltung nur 5V liefert oder warum braucht man keinen Teiler? Der Emitterfolger gibt doch nur die Spannung weiter, oder? Mein CCD-Sensor hat am Ausgang DC-Offset von ca. 10V. Der Überschwinger geht noch ca. 1...2V darüber und das eigentliche Ausgangssignal fällt immer mehr gegen GND je mehr Licht einfällt, also rechne ich mit der möglichen Amplitude von fast 15V (CCD-Verstärker-Versorgung), oder habe ich hier einen Denkfehler? Ich habe dafür ein Bild aus dem CCD-Datenblatt eingefügt, OS ist "Output Source", also das Ausgangssignal. Da sieht man die hohe Amplitude. Der Vorgänger von diesem CCD-Sensor hatte sogar 300 Ohm Ausgangsimpedanz, läuft aber trotzdem mit max. 35MHz Pixelsignal, die hohe Ausgangsimpedanz ist hier immer drin, daher habe ich sie in der Spannungsquelle in der Simulation angegeben. Gruß.
Der Offset im Datenblatt ist das Videosignal. Das sind keine 15V! Der Effekt den du beschreibst liegt daran das der CCD wahrscheinlich bei deinem Test restlos übersteuert ist. Das Signal wird nur einige 10-100mV sein.
karadur schrieb: > Der Offset im Datenblatt ist das Videosignal. Das sind keine 15V! > Der Effekt den du beschreibst liegt daran das der CCD wahrscheinlich bei > deinem Test restlos übersteuert ist. > Das Signal wird nur einige 10-100mV sein. Da liegt wahrscheinlich der Hund begraben: ich habe schon vermutet dass meine Annahme falsch ist und die Amplitude zu hoch ist. Dann ist nat. die Simulation mit 15V-Amplitude auch nicht richtig. Sorry für Durcheinander: komisch dass es keine Angabe in CCD-Datenblättern zur Ausgangsmplitude gibt. Und danke Dir für den Tipp! Gruß.
Schau dir mal Seite 19 in dem von dir verlinkten PDF an. Auf dem Scope hat das Signal eine Amplitude von ca. 1V. Um die Signal sauber zu bekommen wird meist CDS verwendet wie in der Schaltung auf Seite 16. In einer der Schaltungen siehst du auch den CCD mit 22k nach GND und 100n Koppelkondensator. Ich vermute aber die Schaltung bezieht sich auf den langsamen CCD.
Ich habe damals den Fehler gemacht den CCD offen im Labor zu betreiben. Gab nur Fehler. Erst nachdem der Sensor in einem lichtdichten Gehäuse mit einem Objektiv verbaut war gab es erste brauchbare Signale. Ich hatte damals Sensoren ohne Shutter. Die müssen schneller als die Belichtungszeit ausgelesen werden. Bei dir muss der Shutter nur kurz offen sein. Die 14µm sind empfindlich.
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CCD-Output-Signal_1V.JPG
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karadur schrieb: > Schau dir mal Seite 19 in dem von dir verlinkten PDF an. > Auf dem Scope hat das Signal eine Amplitude von ca. 1V. Ja, hast du Recht, aber das eigentliche Signal ist das da unten (siehe angehängtes Bild), oder? > Um die Signal sauber zu bekommen wird meist CDS verwendet wie in der > Schaltung auf Seite 16. Yep, was mich nur wundert ist die +/-15V-Versorgung, aber wahrscheinlich ist das durch OPV-Typ bedingt. CDS ist heute in jedem ADC drin, z.B. hier, ein 1,8V-Typ: http://www.analog.com/en/products/audio-video/cameracamcorder-analog-front-ends/ad9970.html Ist tatsächlich die Signalamplitude im Datenblatt nicht angegeben, oder muss man sie irgendwie ableiten? Komisch: http://www.hamamatsu.com/us/en/S11155-2048-01.html Gruß.
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Hallo karadur, wenn man umgekehrt schaut (die zulässige Eingangssignalform bei einem entspr. ADC), dann sieht man es noch mal dass du Recht hast (das angehängte Bild). Es sollen wenige Volt sein. Gruß.
Hallo im Datenblatt von der letzten Post unter El. charact. DC Output Level typ. 8V unter elec. and optical... Saturation output voltage Fw x Sv 200ke * 8µV/e = 1,6V
karadur schrieb: > warum trennst du nicht mit einem Kondensator das Videosignal vom > DC-Offset? Hi, mir ist noch eingefallen das ich das nicht beantwortet habe. Wenn ich in meiner Simulation einen Basis-Kondensator (z.B.) 200pF einfüge, habe ich dann am Ausgang ziemlich verzerrte üble Spannung. Das war der Grund warum ich den Basis-Kondensator weggelassen habe, ich sehe auch dass er in deiner Schaltung fehlt. Füge ich aber nach dem Kondensator einen Basis-Teiler ein wo halbe Betriebsspannung anliegt, sieht die Spannung schon besser aus. Hmmm....schon komisch dass es in den üblichen Schaltungen ohne diesen Basis-Spannungsteiler funktioniert. Habe jetzt als Testsignal 35MHz-Rechteck genommen mit 10V-DC und 10mV Amplitude. Gruß.
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Hi, hier ist ein Schaltplanauszug von einem Kamerasystem, ich sehe dort ebenfalls keinen Basiskondensator zur DC-Offset-Trennung (im Anhang). Gruß.
karadur schrieb: > Schau dir mal die linke Schaltung an. Ach so, du meintest den Emitter-Kondensator. Jetzt sehe ich es, Danke. Ich schaue mir auch so einen fertigen Buffer an, was es nicht alles gibt: http://www.analog.com/en/products/audio-video/video-amplifiers-analog-video-functions/video-op-amps/ada4800.html
Hallo der macht aber nix anderes als der Emitterfolger. Am Ausgang ist wieder der C.
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OS1_AC_1.png
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Gästchen schrieb: > Ist tatsächlich die Signalamplitude im Datenblatt nicht angegeben, oder > muss man sie irgendwie ableiten? Komisch: Hallo, so schaut das Ausgangssignal (Pixelclock) aus, habe es auf einem Evalboard nachgemessen, liegt auf 10V-Offset. Gruß.
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