Offset operational

[ratza]

Ia la taica. Se mai poate îmbunătăţi, ai fişierele din EAGLE pentru abuz verbal şi psihic.

 

[nimeni_altci]

Multumesc frumos pentru layout. Unde as mai putea citi despre reguli de proiectare si greseli de evitat? Si in acest caz a fost vreo logica de plasare a rezistentelor pe un layer sau altul?

nico_2010, schemele puse de tine nu imi pot folosi din urmatorul motiv: intentionez sa pun un condensator de vreo 20pF in paralel pe rezistenta de 1 MOhm, iar la BNC-ul de la intrare sa conectez o sonda cu comutator(1x/10x). Astfel cand reglez sonda pe 10x, ea imi inseriaza cu intrarea o rezistenta de 9M, pentru a face divizare cu 10. Compensarea o reglez din surubelul sondei.

Azi nu am mai apucat sa scot PCB facut de ratza, dar am reusit sa "retusez" cablajul meu, cu indicatiile voastre si ale unui coleg de munca. In final nu am mai avut offset DC, iar la intrare masuram cu osciloscopul doar zgomot "alternativ" de amplitudine +-22mV(+-10 cand puneam limitarea de banda la 20MHz). Probabil era din cauza cablajului facut prost.

[nico_2010]

Va fi foarte interesant sa aflam cum se comporta sonda, eventual sub forma de fotografii. Ce fel de semnale vrei sa masori cu aceasta sonda activa?

[ratza]

Majoritatea datasheeturilor dau detalii despre cablaj, rutare şi chestii importante de care trebuie să ţii cont. Designul de PCB e foarte complex, poate fi considerat o disciplină separată a electronicii. De altfel, nici varianta mea nu e în întregime corectă, fiindcă am uitat să pun o clasă separată pentru neturile de viteză mare (in, out, feedback) ca să poţi mări distanţa dintre trasee şi planul de masă. Pentru operaţionalul ăsta ar trebui un cablaj pe patru straturi, astfel încît traseele de semnal să fie complet ecranate, dar păstrînd capacitatea parazită la minim. Practic trebuie să respecţi două cerinţe critice, care se bat cap în cap.

[nimeni_altci]

Eu am facut un osciloscop cu ADC-ul unui dsPIC, si un etaj de amplificare mai simplu(masura foarte bine orice semnal pana la 100khz). Acum vreau sa trec la ceva mai "advanced". Vreau sa fac unul cu ADC extern si controler mai puternic(dar nu partea digitala va fi o problema). Acesta trebuie sa mearga pana la 8Mhz. Acum lucrez la etajul de intrare, iar partea cu OPA659 de care am intrebat este doar prima parte a etajului de intrare. Mai urmeaza un bloc de amplificare, iar apoi unu de level shift, pt ca ADC-ul masoara intre 0 si 5v(sau 3.3V). Si blocul de amplificare, si cel de level shift, mai necesita inca un operational. Acum ma decid cum sa fac blocul de amplificare, am in cap mai multe idei; am si atasat niste poze. Ideea cu MUX-ul are avantajul unei capacitati mici de intrare(MAX4052A), dar si o rezsitenta pe contact de vreo 15 omhi. Ideea cu tranzistoare MOS pare mai ok. Dar e posibil sa apara probleme atunci cand vreau sa folosesc op-ampul ca repetor, adica toate tranzistoarele blocate, pentru ca imi vor aparea catre masa niste capacitati DS. Ce spuneti despre cele doua idei? De PCB nu mai vorbesc, va fi destul de dificil de facut, dar pai e pana acolo.

 

[nico_2010]

Am inteles, deci nu vorbim de o sonda activa, de fapt, ci vorbim despre un etaj de intrare al unui osciloscop digital.

Atunci poate te poti inspira de aici: http://www.kosagi.com/forums/viewtopic.php?id=45 pentru etajul de intrare si, de ce nu, si pentru partea de prelucrare digitala a semnalului.

[nimeni_altci]

Foarte interesanta schema. As avea urmatoarea intrebare: De ce nu intra din OPA direct in PGA. De ce au mai pus si ADA 4938?

Editat Iulie 21, 2015 de nimeni_altci

[nico_2010]

Pentru a face trecerea de la "single-end output" la "differential input" si evita componente suplimentare care ar putea induce zgomot suplimentar. Schema etajului cu AD4938 este aplicatia tipica pentru afirmatia anterioara. Citeste cu atentie si foile de catalog ale celor doua integrate (ADA4938 si LMH6518)

[nimeni_altci]

Nu vreau sa fac cu LMH6518. Merge doar intre+-1V(deci trebuie sa atenuez mai mult), si nu pot regla atat de précis castigul(sa fie numar intreg). Plus ca e si mai scump. Adica pentru aplicatia mea, cred ca se poate face si mai  simplu. Mai ales ca nu vreau sa ma complic cu reglaj de nivel analogic.

[nico_2010]

Atunci incearca varianta de la Bitscope: http://www.bitscope.com/design/hardware/pdf/Bs11-4.PDF care s-ar preta/mula mai bine pe ideile tale prezentate pe forum.

Schema iti confirma si ideile respective.

 

L.E. Si materialul asta este interesant de studiat: http://khach2.narod.ru/eBook/Signal_Conditioning_in_Oscilloscopes.pdf

[ratza]

ADA4938 e un LNA şi transformă semnalul din single ended în diferenţial, el însuşi fiind alimentat cu tensiune simetrică (+/-5V). Tot aici ai ocazia de a implementa filtrarea semnalui, în caz că e nevoie. PGA-ul LMH6518 e alimentat cu tensiune simplă, iar conectarea uneia din intrări la masă fi micşorat substanţial raportul semnal zgomot. Cea mai mică eroare de proiectare a PCB-ului ar fi avut un impact devastator, ori ideea e să scoţi influenţa cablajului pe cît posibil. Mai mult, etajul cu ADA face şi adaptarea de impedanţă.

 

EDIT: Dacă vrei gain selectabil, îţi recomand PGA113. Se controlează prin SPI şi are gain: 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100.

[nimeni_altci]

PGA113 din cate vad nu prea are slew rate. Nu cred ca  va fi o problema prea mare sa fac etajul de amplificare. Si oricum, nu vreau gain foarte mare, ca apoi este sesizabila si amplificarea offsetului bagat de OPA659. Stiti cumva care e schema unei sonde de osciloscop cu comutator 1x/10x? Eu din cate stiu e cea care am atasat-o in prima imagine. Dar se intampla ceva ciudat. Cand pun sonda la montajul meu si selectez pe 1x sonda, iar apoi invart de surubelul de compensare a sondei(sonda care este conecta la intrarea montajului si masoara generatorul), observ ca se strica palierul, ca in a doua imagine. Cand pun sonda pe 10x, iar apoi invart de surubel, observ ca nu se strica palierul, doar variaza amplitudinea. De ce? Teoretic nu ar trebui sa se strice palierul pe 1x, pentru ca intra direct in intrare, si nu are loc vreo divizare.

[ratza]

PGA113 din cate vad nu prea are slew rate.

Corect, am uitat complet de detaliul ăsta.

[nico_2010]

Stiti cumva care e schema unei sonde de osciloscop cu comutator 1x/10x? Eu din cate stiu e cea care am atasat-o in prima imagine. Dar se intampla ceva ciudat. Cand pun sonda la montajul meu si selectez pe 1x sonda, iar apoi invart de surubelul de compensare a sondei(sonda care este conecta la intrarea montajului si masoara generatorul), observ ca se strica palierul, ca in a doua imagine. Cand pun sonda pe 10x, iar apoi invart de surubel, observ ca nu se strica palierul, doar variaza amplitudinea. De ce? Teoretic nu ar trebui sa se strice palierul pe 1x, pentru ca intra direct in intrare, si nu are loc vreo divizare.

In materialul atasat gasesti cam tot ce ar trebui sa stii despre sondele de osciloscop pasive. O observatie: pe pozitia X1, sonda aratata de tine in prima imagine (care este gresita ca reprezentar) are scurtcircuitat ansamblul trimmer si R=9Mohm si, ca urmare, nu ar trebui sa remarci vreo modificare a formei de unda, lucru care nu se intampla in realitate. Studiaza pdf-ul mai bine.

THE SECRET WORLD OF PROBES OCt09.pdf

[Barbu Paul]

Ce frecventa are semnalul pe care il masori ?

 

Cu stima

Barbu Paul