Hallo an alle, Ich baue aktuell einen aktiven differentiellen Tastkopf mit einem Spannungsteiler. Also zuerst ein Spannungsteiler (bzw. 2, also an jedem Eingang des Impedanzwandlers) und dann ein Instrumentenverstärker als Impedanzwandler. Der Spannungsteiler ist ohmsch-kapazitiv und hat je einen Poti und einen Trimm-C auf der "Niederspannungsseite" des Spannungsteilers. Ich versuche aktuell eine Fehlerabschätzung zu machen. Bei DC ist alles einfach, da habe ich (bei RT) lediglich den Fehler der Eingangsspannung und den Fehler bei der Messung der Ausgangsspannung während ich kalibriere (wenn man Linearität vernachlässigt). Bei AC tue ich mir schwer und hier auch meine Frage: Wenn ich ein Rechtecksignal drauf gebe und den Trimm-C so verstelle, dass es zu keinem Über- oder Unterschwingern kommt, welchen Fehler habe ich dabei bzw. wie kann ich diesen einschätzen? Meine Fragestellung könnte man auch vereinfachen und einen "normalen" Tastkopf eines Oszis betrachten. Ob das jetzt mein DIY Tastkopf ist oder ein "normaler" sollte ja egal sein, nur dass ich bei meinem natürlich 2 Mal kalibrieren muss (für jeden Eingang ein Mal). Welche Ungenauigkeit habe ich beim Abgleich eines Tastkopfs? Und liege ich richtig mit der Annahme, dass ein Abgleich bei einer höheren Frequenz besser ist, da ein ggf. vorhandener Fehler beim Abgleich "verstärkt" wird? Ich konnte durch eine Recherche nichts wirklich finden, deswegen wollte ich euch mal fragen. Vielen Dank im Voraus! :)
Der ( richtig ) kompensierte Tastkopf wird mit zunehmender Frequenz immer niederohmiger, weil ein Kondensator parallel zu dem hochohmigen Teilerwiderstand liegt, der den Kondensator parallel zum Oszillografeneingang kompensiert, um einen linearen Frequenzgang zu erhalten. Bei Messung an einer niederohmigen Quelle ist der Fehler oft vernachlässigbar, aber trotzdem vorhanden. Deswegen sind 10:1 Tastköpfe für richtig hohe Frequenzen (500MHz oder höher) oft niederohmiger aufgebaut. Man sieht dann an der Tastkopfspitze bei DC statt 10Mohm nur 1Mohm. Am Stecker Oszillografenseitig ist dann zusätzlich ein Parallelwiderstand angeordent um das Teilerverhältnis von 10:1 zu erzwingen. Bei den normal üblichen Tastköpfen ist der Serienwiderstand im Tastkopf 9Mohm welches mit dem Eingangswiderstand des Oszillografens von 1MOhm den 10:1 Teiler bildet. Der parallel zum 9Mohm Widerstand geschaltete Kondensator kompensiert die Eingangskapazität des Oszillografen so, das auch bei hohen Frequenzen das Teilerverhältnis von 10:1 realisiert ist. Dazu ist der Kondensator einstellbar. Es gibt sogar 10:1 Tastköpfe die noch niederohmiger sind. In HF Schaltungen kann man damit trotzdem problemlos messen, weil der Innenwiderstand der Quelle wo man misst, selten mehr als 10Kohm hat ( Parallelschwingkreis) in der Regel aber niederohmiger ist. Ralph Berres
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Für einen richtigen Abgleich nimm einen Avalanche-Pulsgenerator. Dann kannst du mit der Oszi-FFT auf einen sehr flach abfallenden Lattenzaun trimmen.
xyzzy schrieb: > Für einen richtigen Abgleich nimm einen Avalanche-Pulsgenerator. > Dann kannst du mit der Oszi-FFT auf einen sehr flach abfallenden > Lattenzaun trimmen. Ist die Frage was bei einen Oszillografen wichtiger ist. einen Strichlinearen Frequenzgang oder konstante Gruppenlaufzeit? ( Damit ein Rechteck von dem Oszillograf auch genau so angezeigt wird ). Ralph Berres
Ralph B. schrieb: > Deswegen sind 10:1 Tastköpfe für richtig hohe Frequenzen (500MHz oder > höher) oft niederohmiger aufgebaut. Man sieht dann an der Tastkopfspitze > bei DC statt 10Mohm nur 1Mohm. Naja, wenn du dir den Xc der beteiligten Kapazitäten ausrechnest, dann siehst du, dass bei 500MHz 10pF bereits bei ca. 30Ω liegen. Der resistive Anteil spielt als nur für die DC-Arbeitspunkte eine Rolle. Für diese Frequenzen wird man besser einen nehmen, der direkt auf die 50Ω des Oszis teilt; z.B. mit 1k als 20:1.
Beitrag #7087682 wurde vom Autor gelöscht.
HildeK schrieb: > Für diese Frequenzen wird man besser einen nehmen, der direkt auf die > 50Ω des Oszis teilt; z.B. mit 1k als 20:1. Genau so habe ich es auch gemacht. ich habe zwei 910 Ohm SMD Widerstände parallel geschaltet und zusammen mit den 50 Ohm Eingangswiderstand so einen Spannungsteiler 10:1 realisiert. Naja es bleibt ein kleiner Fehler im Teilerverhältnis, da ich 455 Ohm statt 450 Ohm als Längswiderstand habe. Das funktioniert selbst bei mehreren Gigahertz noch recht brauchbar. Ralph Berres
Marcel A. schrieb: > einen > Trimm-C auf der "Niederspannungsseite" des Spannungsteilers. wird nicht funktionieren, da liegt bereits die Eingangskapazität des OPs/Aufbaus, bzw bei einem passiven das C des Scopes und des Kabels. Du brauchst (leider) das C auf der "Hochspannungsseite" des Teilers
> einen Strichlinearen Frequenzgang oder konstante Gruppenlaufzeit?
Ich würde vermuten, dass ein optimal flacher Frequenzgang auch
zu einem linearen Phasenverlauf führt. Und der sichert dann die
konstante Gruppenlaufzeit.
In grober Vereinfachung sind das ja nur Glieder 1. Ordnung.
xyzzy schrieb: > Ich würde vermuten, dass ein optimal flacher Frequenzgang auch > zu einem linearen Phasenverlauf führt. Und der sichert dann die > konstante Gruppenlaufzeit. > In grober Vereinfachung sind das ja nur Glieder 1. Ordnung. Naja man darf den Kabelwiderstand von einigen hundert Ohm nicht vernachlässigen. Das Kabel des Tastkopfes ist keineswegs einfach ein Stück Draht sondern ist ein sehr dünner Widerstandsdraht. Ralph Berres
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Marcel A. schrieb: > Ich baue aktuell einen aktiven differentiellen Tastkopf mit einem > Spannungsteiler. Also zuerst ein Spannungsteiler (bzw. 2, also an jedem > Eingang des Impedanzwandlers) und dann ein Instrumentenverstärker als > Impedanzwandler. > Der Spannungsteiler ist ohmsch-kapazitiv und hat je einen Poti und einen > Trimm-C auf der "Niederspannungsseite" des Spannungsteilers. > Ich versuche aktuell eine Fehlerabschätzung zu machen. Bei DC ist alles > einfach, da habe ich (bei RT) lediglich den Fehler der Eingangsspannung > und den Fehler bei der Messung der Ausgangsspannung während ich > kalibriere (wenn man Linearität vernachlässigt). > Bei AC tue ich mir schwer und hier auch meine Frage: > Wenn ich ein Rechtecksignal drauf gebe und den Trimm-C so verstelle, > dass es zu keinem Über- oder Unterschwingern kommt, welchen Fehler habe > ich dabei bzw. wie kann ich diesen einschätzen? Wenn es ein Tastkopf für ein Voltmeter ist, ist es vielleicht besser, statt Kopfstände zu machen, eine Kennlinie des Tastkopfes aufzunehmen. Ich habe noch TK, für die diese vom Hersteller mitgeliefert wurde. Wenn man dann in einem stark abfallenden Bereich messen mußte, konnte man das Ergebnis entsprechend bewerten.
Manfred K. schrieb: > wird nicht funktionieren, da liegt bereits die Eingangskapazität des > OPs/Aufbaus, bzw bei einem passiven das C des Scopes und des Kabels. > Du brauchst (leider) das C auf der "Hochspannungsseite" des Teilers Passive Tastköpfe können auch etwas komplizierter aussehen, gerade was die Abgleichmöglichkeiten angeht, auf S.56: https://www.beam-verlag.de/app/download/25798463/HF-Praxis+8-2016+VI.pdf
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er will aber einen aktiven Tastkopf für einen Oszillografen bauen. Da wird man sowiso mit ganz anderen Probleme zu kämpfen haben, als die Kompensation der Leitungskapazität. Zwischen aktiven Tastkopf und Oszillograf würde ich dann 50 Ohm System favorisieren. Ein Kompensationsnetzwerk zur Frequenzgangkorrektur wird hier sicherlich etwas anders aussehen. Ralph Berres
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Wow ihr habt ja schon richtig viel Feedback gegeben, vielen Dank schon Mal!:) Ich glaube ich habe meine Aufbau etwas zu ungenau beschrieben, zumindest habe ich den Eindruck bei einigen Antworten, dass ich (verständlicher Weise) falsch verstanden wurde. Ich habe mal eine Skizze als Bild anbei geschickt, also sowohl die HV als auch die LV Seite haben R und C, mit dem Trimm-C auf der LV Seite wird nur das Verhältnis abgeglichen, dass es passt. Korrigiert mich wenn ich falsch liege, aber man benutzt ja einen aktiven Tastkopf, da so die Eingangsimpedanz des Messgeräts (bei mir v.a. Oszi) somit ,,egal" ist? Der Teiler wird ja vor dem Impedanzwandler abgeglichen und das Oszi hat auf den Teiler ja keinen Einfluss. Ich meine allgemein aber nicht den Fehler, der dadurch entsteht dass der Eingangswiderstand des Tastkopfes abnimmt bei höheren Frequenzen, sonder wenn ich ein Teilungsverhältnis von 1:20ö möchte, werde ich dieses ja nie genau treffen. Wenn ich jetzt den Trimm-C (und Poti) einstelle wird das Teilungsverhältnis ja in einem gewissen Bereich um 1:200 liegen. Wie ann ich diesen Bereich abschätzen? Und der Ausgang des Tastkopfes soll ein männlicher BNC Stecker werden, also dann hat man definierte Impedanzen auf dem Weg zu Oszi. Ich bin aktuell noch Student, deswegen verzeiht mir bitte wenn ich von der Praxis relativ wenig Erfahrung habe.
(prx) A. K. schrieb: > Manfred K. schrieb: > Passive Tastköpfe können auch etwas komplizierter aussehen, gerade was > die Abgleichmöglichkeiten angeht, auf S.56: > https://www.beam-verlag.de/app/download/25798463/HF-Praxis+8-2016+VI.pdf Genau den Artikel habe ich vor 2 Tagen auch gefunden und gelesen. Ich konnte leider auch da keine Info dazu finden, wie man den Fehler beim Kompensieren einschätzen kann.
Marcel A. schrieb: > Ich glaube ich habe meine Aufbau etwas zu ungenau beschrieben, zumindest > habe ich den Eindruck bei einigen Antworten, dass ich (verständlicher > Weise) falsch verstanden wurde. Ich habe mal eine Skizze als Bild anbei > geschickt, also sowohl die HV als auch die LV Seite haben R und C, mit > dem Trimm-C auf der LV Seite wird nur das Verhältnis abgeglichen, dass > es passt. > Passt schon so... die Frage ist - welche Bandbreite möchtest Du erreichen? bei einigen 10kHz bis 1Mhz ist das Layout relativ uninteressant, spannend wird`s wenn Du hinauf zu einigen 100MHz willst - da spielen dann auch die parasitären Parameter Deiner Bauteile eine Rolle, ebenso die nicht frequenzkonstante Ausgangsimpedanz des OPVs... Es gibt hier etliche Threads über Differenztastköpfe, einen sehr ausführlichen (aber schon alten) Thread über einen 600MHz-Differenztastkopf, ebenso gibts im eevblog etliches an Fundstellen die Deine Dir noch nicht bewußten Fragen beantworten helfen... Denk dran - mit Steckbrett brauchst Du - abgesehen von einer DC-Evaluierung gar nicht erst anfangen.
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