Hallo, nachdem es im Netz durchaus interessante Eigenbaudifferenztastköpfe gibt, insbesondere dieser hier Beitrag "600 MHz differential probe Eigenbau", ist das glaube ich einen Bastelversuch Wert. Die genannte Probe kommt meinen Vorstellungen schon sehr nahe, leider ist der THS3202 nicht mehr verfügbar. Deshalb habe ich hier einen eigenen Entwurf erstellt. Die Eckpunkte sind in der Theorie: - 1Meg||0,5p Eingänge gegen GND - Grenzfrequenz nahe von 1GHz (wird in der Realität nicht möglich und für mich auch unnötig sein, alles über 200MHz ist Ok) - Dämpfung Umschaltbar 10:1(+-5V) und 100:1(+-50V) - ESD Schutz - Eingangswiderstände bis 750V Spannungsfest (nur für ESD) - Stromversorgung galvanisch getrennt über USB Vom Aufbau her gibt es 3 Stufen: 1) Eine passive Eingangsstufe, die die 10:1,100:1 Umschaltung macht (haut das mit einem normalen Mikroschalter hin?) 2) Ein OPA859 als hochimpedanter Spannungsfolger 3) Ein LTC6409 Differenzverstärker mit im Anschluss folgenden 50R Ausgang Zum Rauschen des OPA859 habe ich mir auch schon Gedanken gemacht (siehe Tabelle). Ich bin mir hierbei nicht sicher, man korrigiere mich wenn ich daneben liege: Das Rauschen setzt sich zusammen aus Spannungsrauschen (2,2nV/Hz^0,5), Stromrauschen (Tabelle über Frequenz) und thermischem Rauschen. Letztere Beiden sind wegen der kapazitven Eigenschaften des Eingangs über die Frequenz veränderlich. Ich habe deshalb eine grobe Aufstellung der Eingansimpedanz über die Frequenz gemacht. Für jede Frequenz kann jetzt ein Gesamtrauschen aus den Dreien ermittelt werden. Für einen angenäherten Rauschpegel im gesamten Frequenzbereich werden die Quadratischen Mittelwerte der Teilbänder gebildet -> 620µV bei 1GHz. Da der Differenzverstärker einen niederohmigen Eingang hat sind Strom und Widerstandsrauschen vernachlässigbar und einzig das Spannungsrauschen mit niedrigen 35µV bei 1GHz fliesst mit ein, was durch das wesentlich stärkere Rauschen der Eingansstufe auch vernachlässigbar ist. Und jetzt bitte ich um Anregungen, Korrekturen und Kritik. Grüße
Stefan A. schrieb: > > Und jetzt bitte ich um Anregungen, Korrekturen und Kritik. Während Dein Umschalter umschaltet liegen an den EinagangsOPVs unzulässige Spannungen an. Sinnvoller wäre es Du schaltest nur einen Widerstand dazu und nicht um. V1 bis V8 sind mM nach vollkommen unnötig. Wenn Du nicht weißt was Dich erwartet gehst halt vorher mit einem anderen TK drauf oder überlegst das vorher.... Und wenn da eine Spannung drauf ist die höher als das ist was die Varistoren verkraften dann sind die Varistoren sowieso zum Tauschen. Den Rest hab ich mir nicht weiter angeschaut. in https://www.eevblog.com/forum/testgear/gt-1-ghz-diy-differential-probes/?all ist recht viel sinnvolles zu finden. Viel Erfolg
Vielen Dank für die Rückmeldung. - Die Schutzdioden des OPA859 halten +-10mA aus, das sollte beim Umschalten nichts ausmachen. Die Variante mit dem Zuschalten hatte ich zuerst auch im Sinn, war dann aber unsicher ob sich daraus durch parasitäre Einflüsse durch die nun höhere Bauteilanzahl unschöne Effekte ergeben. Ich werde das aber auf jeden Fall mit einer Drahtbrücke ausprobieren. - Die Varistoren sind nur gegen ESD. Hattest du diesbezüglich noch keine Probleme? Dann könnte ich eventuell auch nur einen Eingangswiderstand verwenden. Grüße
Varistoren haben eine nicht konstante und noch dazu spannungsabhängige Eigenkapazität nebst variablen ohmschen Anteil. Ob das für 200 MHz gut ist? Weglassen ist besser, es gehen ja keine teuren Teile kaputt.
Wie stellst du denn das Matching zwischen deinen Eingangsteilern sicher? Bedenke, dass bei 0,1% Widerständen 100V CM am Ausgang dasselbe Signal erzeugen wie 1V differentiell. Das war für mich bisher immer der Hauptgrund, auf einen Selbstbau von einem Diff-Tastkopf zu verzichten, denn entsprechend präzise Widerstände werden schnell unbezahlbar.
Stefan A. schrieb: > Vielen Dank für die Rückmeldung. > > - Die Schutzdioden des OPA859 halten +-10mA aus, das sollte beim > Umschalten nichts ausmachen. erstens ist es nicht einfach ein Relais zu finden das bei der von Dir gewünschten Bandbreite breitbandig sauber ist, ein kleines Reedrelais mit einem kontakt macht da weniger Zicken und ist günstig. zweitens: wohin strömen die 10mA, die über die Schutzdioden abgeleitet werden können? Die lösen sich nicht in Luft auf... > > - Die Varistoren sind nur gegen ESD. Hattest du diesbezüglich noch keine > Probleme? Dann könnte ich eventuell auch nur einen Eingangswiderstand > verwenden. ESD? am heißen Eingang einer Diffprobe? 1.) bei einem TK dessen Eingänge über ein paar Widerstände auf GND liegen? 2.) Bei solchen Arbeiten ist es eh grundsätzlich nötig ESD-sauber zu sein. Das mittels Varistoren zu tun ist... auf eine gewisse weise meschugge. 3.) Hast Du überlegt was passiert wenn da aus Versehen zuviel Spannung draufkommt? Denk mal nach was dann los ist wenn die Varistoren durchbrechen und Du einen direkten Stromfluß auf GND am Oszi und dann in PE hast... Viel Spaß beim Aufräumen und die Kollateralschäden beseitigen. Da ist`s besser der OPA859 ist tot weil Du bodschert warst und nicht was anderes...
Werner H. schrieb: > Varistoren haben eine nicht konstante und noch dazu spannungsabhängige > Eigenkapazität nebst variablen ohmschen Anteil. Ich habe gerade ein Datenblatt mit Kapazitätsangabe über Frequenz gefunden: https://www.we-online.de/katalog/datasheet/8231626A.pdf . Bis 200MHz tolerierbar, danach wird es schlimm. qwertzuiopü+ schrieb: > Wie stellst du denn das Matching zwischen deinen Eingangsteilern sicher? > Bedenke, dass bei 0,1% Widerständen 100V CM am Ausgang dasselbe Signal erzeugen wie 1V differentiell. Die Widerstände werde ich von Hand ausmessen. Ich hatte auch schon einen Trimmer im Entwurf hab ihn dann aber wegen HF Bedenken rausgeworfen. MiWi schrieb: > erstens ist es nicht einfach ein Relais zu finden... > wohin strömen die 10mA... > und Du einen direkten Stromfluß auf GND am Oszi und dann in PE hast 1) Das ist noch so ein Punkt ich habe einen einfachen Miniaturschiebeschalter (https://www.we-online.de/katalog/datasheet/450301014042.pdf) ob der HF-Technisch geeignet ist? 2) auf Seite 16 im Datenblatt des OPA659 ist eine Darstellung der Schutzbeschaltung. Es gehen Dioden nach v+ und V-. Gehen wir mal davon aus es liegen 100V am Eingang der Probe ist der Strom wegen dem 1Meg Eingangswiderstand ca 0,1mA. Ich sehe hier kein Problem. Später eine Drahtbrücke setzen ist aber kein Problem und wenn das "dazuschalten" keinen negativen Auswirkungen hat wäre das auch meine Bevorzugte Variante. 3) Ich halte es für wahrscheinlicher mir einen ESD Puls einzufangen, als mir DC 100V anzulegen, solche Spannungen habe ich sehr selten. Wie aber bereits oben genannt ist der Frequenzgang der Teile ein Problem und vermutlich lasse ich sie deshalb weg. Was mir eher noch Sorgen macht, ist die Gleichtaktunterdrückung des Differenzverstärkers. Die ist da ich nur den Posiviven Ausgang verwende laut SPICE bei 100MHz Faktor 700 und bei 500MHz Faktor 125. Eventuell könnte ich noch eine weitere Differenzstufe verwenden um das zu verbessern. Normale OpAmps scheinen bei diesen Frequenzen auch sehr schlecht zu sein. Ein erstes Layout habe ich auch erstellt.
Stefan A. schrieb: > Was mir eher noch Sorgen macht, ist die Gleichtaktunterdrückung des > Differenzverstärkers. Die ist da ich nur den Posiviven Ausgang verwende > laut SPICE bei 100MHz Faktor 700 und bei 500MHz Faktor 125. Eventuell > könnte ich noch eine weitere Differenzstufe verwenden um das zu > verbessern. Normale OpAmps scheinen bei diesen Frequenzen auch sehr > schlecht zu sein. Ganz allgemein - und wie Du es beim 600MHz-Tastkopf gesehen hast - wirst Du um einige Platinenversuche nicht umhinkommen, denn einerseits sind treten bei ein paar 100MHz Dinge auf die man noch nicht im Hinterkopf gehabt hat und dann steht in den Datenblättern auch nicht immer das was dann real ausgeliefert wird. Nicht das es falsche Daten sind - eher sind da Auslassungen die dann relevant werden. BTDT - und nciht nur einmal :-( Ach ja, und gelegentlich ist`s auch sinnvoll das ganze Konzept über den Haufen zu werfen und sich anzusehen wie > > Ein erstes Layout habe ich auch erstellt. Wenn Du dir eine Schablone machen läßt verwende abgerundete Pads, die sind leichter zu reinigen und - das Layout wird damit auch einfacher. btw eine kleine Empfehlung: THS3217
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