Sonda diferentiala

[sesebe]

Nu am crezut ca vrei sa ma convingi numai ca am vrut sa fiu sigur ca inteleg la ce te referi.

 

Exact. Divizorul de intrare e mai simplu de compensat, principiul sondei de osciloscop.

..................................................................................................

 

Cind vrei sa faci 2 identice perfect pina pe la 100Mhz nu mai este deloc simplu.

Chiar si generatoarele de reglaj (cu rise time cit mai mic si cit mai "perfect" dreptunghiulare) sint greu de gasit.

Eu a trebuit sa mi le concep si fabric singur. Cele integrate in osciloscoape sint la furat daca vrei sa calibrezi la inalta frecventa.

[VAX]

Mai reduceti din pretentii si construiti doua sonde, una pentru tensiuni mici si cealalta pentru KV. Fara o tona de comutatoare. Faceti intrarile cu JFET (BF256B) si un bipolar (BFR90) pe fiecare canal (repetor pe sursa urmat de repetor pe emitor) si utilizati un singur AO de performanta pentru amplificatorul diferential. Daca imperecheati BF-urile si BFR-urile si mai puneti si un potentiometru de echilibrare in c.c. ("ZERO"), nu cred ca sunt probleme deosebite. Masurati mV, nu uV. La AO conteaza in primul rand SR cat mai mare (>1000V/us), ca sa aveti CMRR ridicat la frecventa mare. Puneti AO in montaj de proba si verificati mai intai cum e cu CMRR, ca sunt diferente mari intre tipurile de AO din punctul asta de vedere. Si sa nu contati pe CMRR mare la frecventa mare (MHz), ca sunt basme. CMRR mai mare de 80 dB este la 50/60 Hz.

[costi_b]

Urmăresc cu interes acest topic, aș dori să construiesc și eu o sondă diferențială. Pretențiile mele sunt mai modeste, 10 MHz bandă de trecere, 1 kV tensiune maximă, 2 domenii - 1:10 și 1:100. Nu vreau să dau sute de lei pe AO. Cred că ceva in genul http://thetooth.name/tmp/dev/UK2010090601.pdf

ar fi ok pentru mine, dar cu niște AO mai decente. Ce operaționale mi-ați recomanda pentru 10 MHz bandă?

[sesebe]

Un prim pas ar fi Costi sa-ti cumperi o pereche de sonde 100X. Eu mi-am luat o pereche de astea: http://www.tme.eu/ro/details/t3100/osciloscoape-si-scopometre-accesorii/hantek/ . Cu o pereche de sonde indutriale iti usurezi mult munca....

 

PS: 10MHz sau 40MHz tot un drac sint. Trebuie construite si reglate foarte asemanator si poate numai la operationali poti folosi ceva mai "comun".

Editat Noiembrie 15, 2016 de sesebe

[sesebe]

O varianta de selectie a operationalilor:

input buffer: LM7171 - voltage feedback si impedanta mare de intrare

amplificatorii de intrare: THS3092/3096 - current feedback si banda independenta de gain, CMRR rezonabil la 10Mhz.

amplif diferential : LM7171 - voltage feedback si impedanta mare de intrare

Din pacate de la Farnell unde imi este mai greu sa comand.

Editat Noiembrie 15, 2016 de sesebe

[Barbu Paul]

Oare OPA659 nu poate fi utilizat?

 

Cu stima

Barbu Paul

[sesebe]

N-arata rau dar cele selectate de mine mai sus sint pt alimentare de +/-12V spre deosebire de majoritatea celor rapide care sint de maxim +/-5V sau chiar mai putin.

Niste operationali care sint alimentati la o tensiune mai mare permite o gama dinamica mai ridicata si deci ar fi de dorit.

[Mircea]

Direct de pe TI.com, shipping to Romania:

 

[VAX]

Uitati-va mai bine pe grafice, sa vedeti ca la frecventa mare (peste 1 MHz) CMRR este inacceptabil de mic.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ths3092.pdf

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm7171.pdf

 

Mai bun ar fi CMRR la circuitul CLC425.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/clc425.pdf

Dar trebuie vazute efectiv, in montaj de testare.

 

Parerea mea este ca la frecventa mare se poate obtine CMRR bun doar la sonde de c.a. cu transformator pe ferita la intrare. Pana la 1 MHZ ar merge si sondele cu cuplaj in curent continuu, cu AO.

Sa nu va fure peisajul si sa credeti ca tot ce zboara se mananca. Eu am citit multe articole de fizica experimentala din Review of Scientific Instruments (numere mai vechi, din anii '70, dar informatie de calitate) unde se abordau si astfel de circuite, in special cu componente discrete.. Atentie mare !

[sesebe]

Nu te supara dar vrei putin sa explici?

Ce inseamna un CMRR acceptabil?

In datasheeturi CMRR-ul la cele 2 integrate alese de mine este inca acceptabil din punctul meu de vedere iar valoarea lor relativ scazuta a fost luata in calcul si s-a conceput schema principiala in asa fel incit sa compenseze cit de cit CMRR-ul scazut al integratelor.

 

Din ce se vede in datasheet-uri CMRR-ul nu este chiar asa de prost, 45db la 1Mhz si 30db la 10Mhz pt THS3092 respectiv 65db la 1Mhz si 30db la 10Mhz pt LM7171.

Cit ar fi o valoare acceptabila pt integrate din punctul tau de vedere, si cit ar fi suficient pt schema completa?

 

CLC425 are un CMRR semnificativ mai bun dar nu are nici slewrate si nici banda suficiente.

 

 

 

Legat de o sonda diferentiala cu cuplaj prin traf la intrare, cam ce impedanta (diferentiala pt ca de mod comun este imensa) de intrare pot sa obtin? 1K - 10K ???

Asa ceva nu se poate folosi decit in radiofrecventa si nici acolo tot timpul, ori eu nu am nevoie de sonda diferentiala pt radiofrecventa, cred ca nici restul majoritati celorlalti care vor o sonda diferentiala.

Editat Noiembrie 16, 2016 de sesebe

[sesebe]

M-am mai uitat pe la IC-uri si am gasit ca THS3062 sta mai bine la CMRR fata de THS3092 din pacate este si semnificativ mai scump.....

 

Are 65db la 1Mhz, 55db la 10Mhz si sta extraordinar de bine cu ~37db la 100Mhz comparativ cu THS3092 care are sub 10db la 100Mhz - ca si inezistent....

Editat Noiembrie 16, 2016 de sesebe

[VAX]

CMRR bun inseamna cel putin 60 dB, cat se obtine cu AO la frecventa joasa, sub 10 KHz. Altfel nu are rost sa va complicati cu multe AO de banda larga si cu tensiune de decalaj redusa. Folositi cateva tranzistoare (repetor de tensiune), care nu baga o tensiune de decalaj mai mare de 50 mV (se elimina usor).

Impedanta foarte mare in RF este cu cantec. Nici lampile si nici JFET-urile nu au impedante foarte mari, din cauza timpului de tranzit al purtatorilor de sarcina. O lampa buna are la 60 MHz cel mult 10 Kohmi impedanta la intrare. Cu tehnici speciale (bootstrapare) se poate creste impedanta, dar cu inconvenientul scaderii benzii de trecere si al cresterii riscului de auto-oscilatie.

Pentru frecventa joasa (pana in 10 KHz) se poate face sonda ieftina, cu TL081 sau cu ceva mai bun. La fel si pentru IT, unde de regula se masoara la frecvente sub 10 KHz.

 

Studiati pe un impedantmetru BM508 sau BM538 cat ar fi impedanta in primarul unui trafo pe ferita (depinde de multi factori). Impedanta din primar depinde de frecventa si are si maxime (rezonante proprii), daca se lucreaza cu secundarul in gol (sau pe impedanta mare). Daca folositi trafo in regim de curent (secundarul pe impedanta mica) banda de frecventa se largeste.

Asa este, varianta cu trafo este buna in RF, pentru anumite tipuri de determinari.

 

Pentru ce va trebuie dvs, sa oscilografiati tensiunea G-S la un p-MOS agatat pe bara de V+, solutia optima ar fi o sonda cu izolare optoelectronica. Dar si aici sunt subtilitati (nu se cam dau scheme si trebuie sa experimentati singur) si apar complicatii legate de alimentarea (cu + si -) a circuitului izolat.

Aveti doua circuite:

- primul care preia semnalul si dupa amplificare comanda liniar un LED de IR

- al doilea (receptorul de IR) care preia semnalul optic si il converteste in semnal electric.

Vedeti prin revistele EE (Electronic Engeneering) mai vechi (anii '70), ca se dadeau scheme de optocuplor liniar.

Uitati-va si prin cataloagele de la Burr-Brown, la capitolul de amplificatoare de izolare. Aveau si unul cu izolare optoelectronica in capsila DIL de integrat. Este bine sa lucrati cu optocuplor home-made, cu LED IR si fotodioda PIN (de banda larga) puse cap in cap intr-un tub de plastic opac.

 

Sunt necesare mai multe sonde, pe domenii de lucru. Nu incercati sa faceti o super-sonda care sa fie buna la orice (ca aspirina).

 

Pana la 60 MHz CLC425 merge "parfum", dar nu se mai fabrica. Insa exista inlocuitor mai bun (LMH6624, LMH6626). Se lucreaza cu precautii cu ele. Au gama redusa de tensiuni (intrare, iesire, alimentare).

Editat Noiembrie 16, 2016 de VAX

[sesebe]

Domnule @VAX verificati la pagina 81 ce CMRR are DA1855A. La 10Mhz are 60db iar la 1Mhz are 90db.

Eu as fi fericit si cu 40db la 10Mhz dar sint constient ca va fi greu de realizat asa performante dar pe de alta parte THS 3062 are peste 40db la 10Mhz deci....mai depinde si de realizarea practica de-acum.

Iar ca o utilitate declarata a unei sonde/amplif diff puteti citi incepind de la pagina 39. Sint unele aplicatii practice ale unei astfel de sonde pe care nu le va acoperi un traf de cuplaj sau o sonde cu atenuare mica la intrare. De exemplu masurarea tensiunii de saturatie a unui tranzistor dintr-o sursa in comutatie alimentata la retea. Acolo trebuie sa masori tensiuni de sute de milivolti cu un mod comun de sute de volti. Traf cuplat AC?!? nu prea o sa mearga cum trebuie.....Dumneavoastra in schimb puteti masura cum vreti.

Editat Noiembrie 16, 2016 de sesebe

[VAX]

Cei care vor sa studieze cum lucreaza amplificatoarele cu izolare optica, au aici link-uri cu note de aplicatie si datasheeturi:

 

http://www.eevblog.com/forum/projects/high-bandwidth-isolated-differential-probe/

http://www.vishay.com/docs/83622/il300.pdf

https://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece5030/labs/s2014/appn50vishay.pdf

http://www.ssousa.com/application-notes/AppNote060_SLC800-Linear-Optocoupler-in-Isolation-Amplifier-Circuit.pdf

http://linearparts.com/documents/AN-HCPL2531-5954-8430.pdf

http://microblog.routed.net/wp-content/uploads/2006/05/AN-107.pdf

http://198ic.com/pdf_info/pdf_file/i/171388.pdf

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/til300.pdf

http://www.isolink.com/documents/datasheet/OLH7000_202303B.pdf

https://4donline.ihs.com/images/VipMasterIC/IC/NECE/NECES01413/NECES01413-1.pdf

http://www.ixysic.com/home/pdfs.nsf/www/AN-107.pdf/$file/AN-107.pdf

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/3650.pdf

http://george.ph.utexas.edu/~meyrath/informal/optocoupler.pdf

http://datasheet.octopart.com/IL388-Vishay-Semiconductor-datasheet-33014259.pdf

https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/Vishay%20Semiconductors/IL350,358.pdf

http://datasheet.octopart.com/HCNW4562-Avago-datasheet-86851.pdf

http://digitalcommons.calpoly.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=2186&context=theses

http://denethor.wlu.ca/pc300/optoisolators/analogoptoisolatorintroduction.pdf

http://www.perkinelmer.com/CMSResources/Images/44-3429APP_AnalogOpticalIsolatorsAudioApps.pdf

http://www.electroschematics.com/wp-content/uploads/2015/03/Linear-DC-Signal-Opto-Isolator-Schematic.jpg

Schemele date merg pana la sute de KHz, dar cu componente deosebite (fotodiode PIN cu capacitate mica, AO rapide, etc) se poate ajunge la zeci de MHZ.

Un astfel de optoizolator liniar are rejectia semnalului de mod comun (CMRR) de peste 130 dB. Este ideal pentru preluarea semnalelor din surse in comutatie.

Este necesar un efort de proiectare (experimentare), dar o sonda profesionala de acest tip costa mii de dolari.

Experimentati, experimentati, experimentati ! - zicea Lenin.

Se va lucra obligatoriu cu AO de banda larga si cu JFET la intrari, pentru ca fotodiodele cer impedanta mare la intrarea amplificatorului. AO de banda larga si pe tehnologie bipolara la intrari pot fi puse unde nu este nevoie de impedanta mare.

Editat Noiembrie 17, 2016 de VAX

[sesebe]

Direct de pe TI.com, shipping to Romania:

 

 

Stiam dar eu nu vreau sa fac plati cu cardul direct pe internet pt ca mi-a expirata acel card si nu am chef sa-mi fac altul.

 

Merci de link's @Vax dar ele nu pot decit sa-mi confirme ceea ce stiam deja: este foarte dificil sa realizezi o transmisie optica analogica cu banda mai mare de citeva sute de Khz. Daca vrei sa treci de 10Mhz deja sistemul de achizitie (numai sonda) va fi mult mai complex si mai scump decit tot osciloscopul.

 

Pt 5MHz latime de banda se poate face o sonda relativ ieftin si simplu utilizind 2 optocuploare (cuplate termic unul pt feedback), optocuploare uzuale si ieftine utilizate acum citiva ani la unele TV-urile Megavizion pt a izola intrarea video (sasiul nu era izolat).

 

Din pacate eu m-am convins ca 5Mhz latime de banta este doar ca sa ai ca arata la studenti de exemplu si nu prea este util la ceea ce testez eu.

O sonda izolata optic prin fibra optica (si alimentata din baterii) este foarte utila atunci cind se lucreaza cu tensiuni foarte mari citiva KV spre zeci de KV unde nu prea mai ai alternative dar pina la 1500V poti merge lejer cu sonde neizolate si nu se merita complicatiile si costurile unei astfel de sonde.

 

Am o propunere pt tine: daca tot esti asa fan al sondelor cu separare optica, de ce nu vrei sa concepi si sa realizezi si tu una cit mai performanta pt ElForum urmind a posta istoricul constructiei, scheme, layout, realizare, reglaje si tot ce este necesar in topicul asta sau in unul nou numai pt ea?

Se pare ca ai si cunostintele necesare si acces la echipamentele necesare realizarii si reglajului unei astfel de sonde.

Editat Noiembrie 17, 2016 de sesebe