Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Langsamer Schalter für schnelle Signale


von A. G. (grtu)


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Hallo zusammen,

ich habe bisher Transistoren immer nur benutzt um eine Last schnell 
gegen ein konstantes Potential (Versorgungsspannung oder Erde, meistens 
MOSFET) zu schalten. Jetzt benötige ich aber einen Schalter, der ein 
einigermaßen schnelles Signal auf eine Last schaltet und bin mir nicht 
sicher ob man da auf bestimmte Parameter achten muss, und ob da 
bestimmte Transistortypen zu bevorzugen sind.

Ich bekomme Signale (5V TTL, 5ns Flanken) von extern auf einer 
50-Ohm-Leitung, die auf meiner Platine mit einem 50-Ohm-Widerstand 
parallel abgeschlossen sind. Jetzt möchte ich gerne die Möglichkeit 
haben die Terminierung per Software zu- und wegzuschalten. Dafür habe 
ich überlegt einfach einen MOSFET in Serie zu dem 
Terminierungswiderstand zu setzen. Kann man das so machen, oder haben 
MOSFETS bzw. andere Transistortypen irgendwelche Impedanzen die da zu 
Problemen führen?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Prinzipiell könnte das gehen.

TTL und 50 Ω klingt aber irgendwie nicht plausibel: mit Lastwiderstand 
fließen dann ja 100 mA bei 5 V, das treiben übliche Digitalausgänge 
nicht. Außerdem sind die Ausgangsimpedanzen von Digitalstufen nicht 
passend für sowas.

Was machen denn die Signale genau?

von 2 Cent (Gast)


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A. G. schrieb:
> bestimmte Parameter achten
Hmmm. Kapazitäten fallen mir spontan ein.

A. G. schrieb:
> einfach einen MOSFET in Serie zu dem
> Terminierungswiderstand
Wegen der Bodydiode gehts mit Wechselspannung natürlich nicht. Eine (von 
vielen) passenden Nachfragen hat Jörg ja schon vorgelegt. Meine Meinung: 
Du solltest dein konkretes Problem (frei von jedwedem Lösungsansatz) 
präzisieren. 5ns Flanken sind, je nach Anforderung/Verwendungszweck 
alles andere als harnlos zu verallgemeinern.

Algeimein: Koaxrelais werden in kommerziellen Produkten gerne 
hergenommen.


Unedit: den Schreibfehler lass ich mal so stehen :D

von Weg mit dem Troll (Gast)


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Ja. Ich wuerd mir auch mal Gedanken zu den Kapazitaeten machen. Ein 
TO220 Fet wird's nicht machen. Allenfalls einer in einem SOT23 Gehaeuse. 
Die Millerkapazitaet nicht vergessen.

von Egon D. (Gast)


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A. G. schrieb:

> Ich bekomme Signale (5V TTL, 5ns Flanken) von extern
> auf einer 50-Ohm-Leitung,

Bus oder Punkt-zu-Punkt-Verbindung?


> die auf meiner Platine mit einem 50-Ohm-Widerstand
> parallel abgeschlossen sind. Jetzt möchte ich gerne
> die Möglichkeit haben die Terminierung per Software
> zu- und wegzuschalten.

Warum?

Die Frage ist ernst gemeint. Wenn eine Punkt-zu-Punkt-
Verbindung vorliegt, wäre Serienterminierung das
Mittel der Wahl. Bedeutet praktisch: Sender so gut
es geht anpassen; Empfängerseite hochohmig lassen
(Leerlauf). Ende und Aus.


> Dafür habe ich überlegt einfach einen MOSFET in
> Serie zu dem Terminierungswiderstand zu setzen.

Halte ich für keinen übermäßig guten Einfall.


> Kann man das so machen, oder haben MOSFETS bzw.
> andere Transistortypen irgendwelche Impedanzen
> die da zu Problemen führen?

Natürlich: Die Ausgangskapazitäten. Man bekommt
keinen anständigen Leerlauf hin. (Es kann
natürlich trotzdem "irgendwie" funktionieren.
Prognosen sind halt schwierig, besonders, wenn
sie die Zukunft betreffen.)

Wenn eine elektronisch schaltbare Terminierung
unbedingt sein müsste, würde ich es mit Dioden-
schaltern (schnelle Si-Schaltdioden oder
pin-Dioden) versuchen, aber das ist auch Aufwand.

von Weg mit dem Troll (Gast)


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Fuer ein Geraet kann eine schaltbare Terminierung durchaus Sinn machen. 
Ich wuerde auch einen Diodenschalter verwenden. Man muesste sich 
Gedanken machen, ob allenfalls eine AC Terminierung genugend waere. Das 
waere dann eine Diode, zB eine 1N4148 bestromt leitend, oder unter 
gegenspannung trennend.

Fuer Logiksignale waere auch ein schneller NPN als Schalter passend.
Vielleicht nimmt man auch einfach ein DIL Reed Relais.

von A. G. (grtu)


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Entschuldigt bitte die späte Antwort und danke für die zahlreichen 
Kommentare!

Die Signale sind Trigger eines Delay-Generators von Stanford Research 
Systems, und dafür gedacht verschiedene Geräte wie Kameras zu triggern. 
Daher habe ich auf die Quelle der Signale keinen Einfluss. Der Grund 
warum ich die Terminierung wegschalten können möchte ist, dass eine 
unbekannte Anzahl der Schaltungen (für eine Eigenbau-Diagnostik) in 
einer Daisy-Chain an ein Signal gehängt werden sollen, und der letzte in 
der Reihe dann terminiert sein soll. Das kann man natürlich auch mit 
BNC-Terminierungsstücken machen, allerdings würde ich das lieber, wenn 
einfach möglich, per Software im der Schaltung machen. Ich habe auch 
gerade gesehen, dass das o.G. Gerät das mit einem kleinen JFET macht, 
der wie in meinem ursprünglichen Vorschlag gegen einen 
~50-Ohm-Widerstand schaltet. Haben JFETS da wohl irgendwelche Vorteile 
gegenüber MOSFETS bei gleicher Ausgangskapazität?

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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A. G. schrieb:
> Haben JFETS da wohl irgendwelche Vorteile gegenüber MOSFETS bei gleicher
> Ausgangskapazität?

Nö.

Kommt hinzu, dass sie selbstleitend sind und eine negative Gatespannung 
zum Sperren brauchen, insofern erscheint die Wahl eines JFETs dafür 
verwunderlich.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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A. G. schrieb:
> einigermaßen schnelles Signal
Gibts da auch technische Daten dazu, wenigstens auf 1 oder 2 
Zehnerpotenzen genau?

A. G. schrieb:
> Die Signale sind Trigger eines Delay-Generators von Stanford Research
> Systems, und dafür gedacht verschiedene Geräte wie Kameras zu triggern.
Was ist daran schnell? Auf welche Flankensteilheit willst/musst du da 
kommen? Welchen Jitter kannst du dir erlauben?

Sonst kannst du ja einfach mal sowas wie den MAX4200 & Co ansehen. Der 
schafft immerhin 4200V/µs, also 4.2V/ns an 50 Ohm.

: Bearbeitet durch Moderator
von A. G. (grtu)


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Lothar M. schrieb:
> Gibts da auch technische Daten dazu, wenigstens auf 1 oder 2
> Zehnerpotenzen genau?

Habe ich doch angegeben, min. 5ns Flankensteilheit ;-)

Lothar M. schrieb:
> Was ist daran schnell? Auf welche Flankensteilheit willst/musst du da
> kommen? Welchen Jitter kannst du dir erlauben?
>
> Sonst kannst du ja einfach mal sowas wie den MAX4200 & Co ansehen. Der
> schafft immerhin 4200V/µs, also 4.2V/ns an 50 Ohm.

Ich glaube wir reden aneinander vorbei. Ich bekomme ein Signal von einem 
externen Gerät über ein 50 Ohm Kabel, was dafür ausgelegt ist mit 50 Ohm 
parallel abgeschlossen zu werden. Ich möchte nun die Möglichkeit haben 
diese parallele Terminierung (bisher einfach ein 50 Ohm Widerstand 
zwischen Innen- und Außenleiter auf der Platine) mit MC aktivieren und 
deaktivieren zu können. Vorgestellt habe ich mir das etwa so:
Innenleiter - 50 Ohm Widerstand - (drain) N-Channel MOSFET (source) - 
Außenleiter
Der MOSFET soll also nicht schnell schalten, sondern nur das schnelle 
Signal am Drain möglichst ohne große Reflexionen an Source durchlassen.

Jörg W. schrieb:
> Nö.
>
> Kommt hinzu, dass sie selbstleitend sind und eine negative Gatespannung
> zum Sperren brauchen, insofern erscheint die Wahl eines JFETs dafür
> verwunderlich.

Perfekt, dann mache ich das so. Danke =)
Das Gerät ist schon etwas antiquiert, vielleicht sind deswegen JFETs 
verbaut.

: Bearbeitet durch User
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