guter symmetrischer Spannungsregler gesucht und weitere Signalgenerator Fragen

20/09/2012 - 19:47 von Frank Buss | Report spam
Ich habe hier seit kurzem ein STM32F4 Discovery Kit liegen und dachte
mir, damit könnte man einen prima Signalgenerator bauen, wie ich es vor
làngerer Zeit schonmal angedacht hatte. Da der im Microcontroller
eingebaute DAC nicht allzu schnell ist, habe ich probeweis mal den
AD9704 verwendet, hier das Datenblatt:

http://www.analog.com/static/import...6_9707.pdf

und dort die Schaltung auf Seite 40, Figure 89, "Single-Supply
Single-Ended Buffer". Die hat den AD4899 OP verwendet, habe also den
auch so wie in der Schaltung beschrieben eingebaut. Der brauchte laut
Schaltung eine symmetrische Spannungsversorgung, daher dachte ich mir,
nehme ich was fertiges, kann man nichts falsch machen:
http://www.xppower.com/pdfs/SF_IH.pdf Die Restwelligkeit sah dann so
aus, wenn der DAC lief:

http://i.imgur.com/qmQ4Y.png

Das niederfrequente pumpen kam wohl von meinem Netzteil und der langen
Zuleitung. Wenn ich einen LM317 davorhànge, dann ist das zumindest weg.
Das hochfrequente Signal habe ich dann mit einer handvoll Elkos und
Keramikkondensatoren auf unter 100 mV bekommen. Liegt aber wohl auch an
meinem Aufbau, daß es nicht allzuviel besser wird :-)

http://i.imgur.com/pgdha.jpg

Aber ich denke der integrierte 5V -> +5V/-5V Wandler wird wohl auch
nicht so der Hit sein. Das führt zu meiner ersten Frage: Was würde man
da besser nehmen, für eine gute symmetrische OP Versorgung? Sollte man
ggf. auch mehrere Spannungsregler für OP und Analogstromversorgung des
DACs verwenden, um das besser zu entkoppeln? Ich würde das gern mit den
5V eines USB-Ports betreiben. Schön wàre, wenn ich +/-10V Signale
generieren könnte, an 50 Ohm. Da der DAC 10 Bit Auflösung hat, sollte
die Betriebsspannung wohl besser eine sehr geringe Restwelligkeit haben,
oder kann man da auf die Störungerdrückung des DAC und des OP vertrauen?

Und was könnte man für einen OP nehmen für +/-10V Ausgang and 50 Ohm?
Der ADA4899 geht bis +/-12V, wàre daher also wohl nicht schlecht, aber
ist vielleicht was knapp, um 50 Ohm treiben zu können. Preis ist nicht
so wichtig, ist erstmal nur für Hobbygebrauch gedacht, darf also was
Gutes sein. Sollte allerdings ein 100 MHz DAC Signal noch gut auf die
+/-10V verstàrken können, falls ich spàter mal einen FPGA den DAC
ansteuern lasse, statt den Microcontroller.

Die Schaltung lief übrigens nicht besonders, der Ausgang hing am oberen
Ende der Versorgungsspannung und clippte. Gab auch keine Beispielwerte
für Rfb und Rb, aber im Datenblatt des OPs waren empfohlende Werte im
Bereich von 100 Ohm. Leider kam dann so gut wie kein Signal mehr an,
wohl weil der DAC nicht soviel Strom liefern kann. Habe also die
Schaltung geàndert und einen nicht invertierenden Verstàrker mit zweimal
220 Ohm am Minuseingang gebaut, und dem DAC Signal direkt am Pluseinang.
Wohl wegen der guten Versorgungsspannungsstörunterdrückung des OPs sah
der Ausgang dann gar nicht so schlecht aus. Hier ein Beispiel mit
400,007 kHz, per DDS vom Microcontroller mit 4 MHz Samplefrequenz generiert:

http://www.youtube.com/watch?v=YUVgvCm-s8A

Ich hoffe wenn ich da noch ein gutes Tiefpassfilter bei vielleicht 1 MHz
hinsetze, daß das Signal dann ruhiger wird.

Wo wir bei meiner letzten Frage für heute wàren: Gibt es noch andere
Tricks, um per DAC einen guten Signalgenerator mit wenig Jitter zu
bauen? Das DDS Phase Accumulator Konzept ist z.B. ziemlich schlecht
geeignet, wenn ich ein 1.000.001 Hz Rechteck mit exakt 4 MHz Samplerate
ausgeben will, da dann die Rechtecke für viele Takte exakt 1 us lang
sind und zwischendurch mal ein Takt mit 1,25 us Lànge kommt. Kann man da
nur die Samplefrequenz hochdrehen, um das besser hinzubekommen?

Frank Buss, http://www.frank-buss.de
electronics and more: http://www.youtube.com/user/frankbuss
 

Lesen sie die antworten

#1 Michael Eggert
24/09/2012 - 00:31 | Warnen spam
Frank Buss wrote:

Moin!

Und was könnte man für einen OP nehmen für +/-10V Ausgang and 50 Ohm?

Sollte allerdings ein 100 MHz DAC Signal noch gut auf die
+/-10V verstàrken können



Vor oder hinter dem Ausgangswiderstand? Der Opamp selbst hat ja dank
der Rückkopplung (deutlich unterhalb seiner Grenzfrequenz) eine sehr
geringe Ausgangsimpedanz. Für einen reflektionsarmen Anschluss
brauchts also einen 50 Ohm Widerstand zwischen dem Opamp und der
Ausgangsbuchse - und 20V am Opamp für 10V an der korrekt
abgeschlossenen Leitung.

Der ADA4899 geht bis +/-12V, wàre daher also wohl nicht schlecht, aber
ist vielleicht was knapp, um 50 Ohm treiben zu können.



Und hat am Ausgang eine slew rate von 310V/µs. Ein 100MHz Sinus mit
10V Amplitude hat eine maximale Steigung von 6300V/µs.

Ein Opamp mit 2W (10V DC an 50 Ohm) oder gar 8W (bei 20V DC) mit
nennenswerter Verstàrkung bei 100 MHz ist mir nicht bekannt. Ich
fürchte, Du wirst das Problem aufsplitten müssen - mit mehreren
Ausgàngen, z.B. je einen mit Opamp für niedrige Frequenz bei hohem
Pegel und für den vollen Frequenzbereich bei niedrigem Pegel. Dazu
dann ggf. einen HF-Verstàrker, wenn Du hohe Frequenz _und_ hohen Pegel
gleichzeitig brauchst (der hat aber keinen so flachen Frequenzgang wie
der Opamp).

Gruß,
Michael.

Ähnliche fragen