Newbie - DDS Signalgenerator Ausgangsendstufe

  • Hallo Thomas

    ich wollte schnell probiern, ob ich das Verhalten des Überschwingers zeigen kann. Als Signalquelle benutze ich einen Generator von Tektronix, der ein Rechtecksignal mit einer Anstiegszeit von etwa 2.5nS liefert. Hier zwei grobe Bilder des Signals (kurze RG58 Kabel dazwischen, aber abgeschlossen). Die obere Kurve zeigt das Signal an der Quelle (da eben bereits verfälscht durch den Draht) und die untere Kurve zeigt das Signal dann am Ende der Kette korrekt mit 50 Ohm abgeschlossen.



    TEK00012.PNG


    Und nun der Vergleich einer ganz kurzen Verbindung mittels Draht (ca 10mm) und danach mit einem 10cm langen Draht.

    Ich war zu faul, das DSO ans Netzwerk anzuschliessen, deshalb machte ich die Bilder mit der Kamera.

    KurzerVerbinder.jpgAufbau1.jpg



    Draht10cm.jpgAufbau2.jpg


    Da hier möglichst nahe an der Stosstelle gemessen wird, ist das Überschwingen auch gleich am Ende der Anstiegsflanke.


    Falls Du mehr darüber wissen möchtest empfehle ich das folgende Video mit Tek Scope.
    Und hier gibts ein anderes Kabellänge u. Impedanz messen mit Oszilloskop von R&S


    Ganz ausführlich wird es dann bei Ralf Rudersdorfer's Vortrag zur Leistungsanpassung (Elektor).


    Ich hoffe dass das interessant für dich ist .

    herzlichen Gruss

    Pius

  • Was ist schon falsch ....
    Die am Ende offene Leitung erzeugt dir Überschwinger. Schliesse die Leitung am Ende mit einem 50 Ohm R ab (beim Oscilloscope).
    Alternativ, messe mit der Probe (x10) am Ausgang des Chip. Sollte das Signal noch immer so überschwungen sein, dann schliesse den Ausgang des Chip mit 250 Ohm ab und da kannst du mit der x10 Probe dann am R messen. Gruss

    Pius

  • Hallo Thomas


    Dein Versuchsaufbau auf der Rasterplatte braucht C's in der Speisung, so kurz wie möglich am Versorgungspin. Dann lies mal im Datenblatt ab Seite 9. Da steht, man soll auf IC Sockel verzichten (lass ihn natürlich drin), was darauf hindeutet, dass jeder kurze Draht das Verhalten beeinflusst. Es sind ein paar Beipielbilder im Datenblatt, die auf mögliche Fehler (Aufbau oder Messen) hindeuten.

    Dann ist es entscheidend, dass deine KO-Probe richtig kompensiert ist (x10) und beim Messen muss der Masseanschluss richtig verbunden sein. In deinem Fall an den Masse Pins beim IC. Es gibt für die Tastköpfe so kleine Stahlfedern, die direkt vorne an den Masseanschluss gesteckt wird. Damit verbindet man auf dem kürzesten Weg die Probe und die Masse an zwei naheliegenden Punkten (z.B: dikekt an den Pins des Chip).

    Ich weiss es zwar nicht, vermute aber dass es am ehesten ein Messproblem ist, vorallem das Bild mit den 5 MHz Ich kann mir nicht vorstellen, dass er das da nicht schaffen soll. Dann versuche den Ausgang zu belasten:


    pasted-from-clipboard.png


    Zitat

    Was z.B überhaupt nicht funktioniert..finde keine Erklärung dafpr wenn ich dierekt das Ausgangsignal vom OpAmp THS3001 nehme.

    Das Ausgangssignel beim LT1016 eingach HIGH..

    Hier nochmal der Plan

    Ja, auch hier nur meine Vermutung, aber der OP da hat einen Gleichstromanteil am Ausgang und dieser treibt den Komparator ins high.
    Entkopple mit einem Kondensator


    Gruss

    Pius


    PS: falls du es noch nicht kennst: Tastkopf Schulung

  • Ich habe den LT1230 leider noch noch nicht zum laufen gebracht aber einige Interessante Ergbenisse mit dem LT1016 Komparator möchte Euch zeigen.

    Schaltplan und Aufbau anbei:


    Aufbau.jpgLt1016.png



    Jetzt die Oszibilder :

    Gelb ist der LT Ausgang, Blau ist das Ausgangsignal direkt vom ADModul


    NewFile28.jpg


    NewFile29.jpg



    bei 5 MHz ist Schluss..der Einagngspegel ist zu niedrig.


    Frage : wie kriege ich die Schwingungen bei LT1016 besser hin ?


    NewFile30.jpg


    Was z.B überhaupt nicht funktioniert..finde keine Erklärung dafpr wenn ich dierekt das Ausgangsignal vom OpAmp THS3001 nehme.

    Das Ausgangssignel beim LT1016 eingach HIGH..

    Hier nochmal der Plan Plan.png

  • Danke Rene für den Hinweis !

    Auch lieben Dank Piu..

    Bin weiter noch an recherchieren. Der Hameg ist interessant, jedoch was ich an Endtransisitpren entziffern konnte BC xy ?...und ein Blick in die technische Daten, geht bis 5 MHz...

    Ich werde so mal den LT1230 mal auf dem Steckbrett mal anschauen

    Der LMH schreckt mich noch etwas ab..zunächst bei RS würden 2 Stück mit Versand schon knapp 30 Euro kosten. Desweiteren kenne ich bereits solche "Monster" OpAmps...in der regel werden schon paar PCBs geschrottet weil die gerne als HF Oszillator laufen als ruhige OPAmps...;)

    Falls jemand interesse hat, habe eine Eagle Lib erstellt

    LMH6503.zip

  • Hallo Thomas


    Bei Digikey bestelle ich immer als Privatperson. Das ist dort kein Problem. Allerdings muss der Betrag über 54 Fr. oder 50 EUR (ohne MWST) liegen, sonst werden hohe Versandkosten fällig. Die Lieferung ist im Allgemeinen schnell und zuverlässig.


    Gruss

    René

  • Danke Kai

    ich bestelle ab und an bei DigiKey und Farnell. Bei Digi habe ich wieder eine Liste zusammen, für Dinge die keiner (ich) braucht und jeder (ich) haben will.;)

    Nein, mein nächstes kleines Projekt ist die Filterung eines 12V Netzteils (50A), das ich für mein Funkgerät verwenden will. Mein erster Versuch bei 30A arbeitet, ist aber in der Umsetzung nicht befriedigend. Das Netzteil selbst baue ich natürlich nicht selbst, sondern kümmere mich lediglich um die Verbesserung der Störqualität. Dazu habe ich mir ein paar Stromkompensierte Drosseln auf die Liste gesetzt.


    @Thomas, bei 19 kg Gewicht darf man schon einiges erwarten. In meiner Hobby Werkstatt startete ich mal mit einem HP8640A, dann ein 8642A der dann vor drei Jahren von einem 8644A abgelöst wurde. Ich habe manchmal das Glück, dass mir irgend jemand sowas aus der Mulde bringt oder dass sich die Reparatur eines Gerätes nicht mehr lohnt. Ich habe mich dann entschieden, alles was nicht Tektronix angeschrieben ist und ich es nicht meine zu benötigen, das schiebe ich wieder ab. So liegen hier im Augenblick ein HP8118A (das braucht Keiner) und ein 3326A, die mir ein netter Mann brachte. Also, sollte jemand Bedarf haben ... als grosser Nachteil, ich lebe in der Schweiz und da ist das Versenden solcher Dinge ein Unding.


    Bei meinem Hinweis dachte ich weniger an Geräte dieser Kategorie, eher an sowas wie Hameg 8030 oder Philips (ohne jetzt da Daten studiert zu haben). Vielleicht könnte man sich auch mal den Tektronix FG504 ansehen, wobei, das ist auch schon komplex.



    D_Hameg_8030_2_sch3.pngTek_FG504.png


    Thomas, von einem Board mit dem LMH6503 wäre ich noch weit entfernt, mir fehlt im Augenblick (ausser DDS) die Anwendung.

    Gruss

    Pius

  • Guten Morgen !..

    Habe gestern den LT1256 mit LTSpice angeschaut..ist auch nicht das was ich erwarte.

    Über einen Freund habe ich mal die Unterlagen von einem HP3335A mal angeschaut..Er hat so ein schönes Gerät, keine Chance sowas mal nachzuahnen !

    Hast eine gute Quelle für den LMH6503 gefunden ?

    Also das Datenblatt sieht schon sehr interessant aus. Evtl. könnten wir sogar ein paar universell ausgelegte Platinen machen lassen ???

  • Danke Thomas


    das ist ein gutes Argument, es macht Freude selber zu bauen und daraus zu lernen. Sehr schön gemacht (ich erwische meist nur viereckige Bohrer) ;)

    Wenn man mehr Pegel möchte, bei der gewünschten Bandbreite, wäre vielleicht ein Blick auf ein Schema eines pofessionellen Funktionsgenerators nützlich?

    Auf jedne Fall beschaffe ich mir mal so einen LMH6503, mal sehen ob man damit nicht etwas mehr Pegel erreichen kann.

    schönen Abend

    Pius

  • Halli Pius, zunächst mal super Danke !

    Zu Deiner Frage wozu mein DDS..keine besondere Vorgaben. Nur ein Ausgangsverstärker der mir ca 5V Peak to Peak bringt .

    Der DDS generator ist ein Teil in meinem Labor !

    Ich habe schon einiges gebaut, und hier ist das Ziel, einfach etwas besser machen, so lernt man dabei was...

    Ich schaue mir gerade den LT1256 an.

    ( meine Instrumente..baue vieles selber )


    .1KHz.jpg

  • Hallo Thomas


    Grundsätzlich spannend.
    Das Schema vom ELO kannte ich nicht und der darin benutzte VGA (Variable Gain Amplifier) (LMH6503) scheint mir echt vielversprechend zu sein. Aber du hast sicher bereits auch festgestellt, dass auch das ELO Gerät lediglich 1V SS liefern kann (oder habe ich mich da übersehen). Auch interessant ist die Verblockung des OP, obwohl ich irgendwo mal gelesen habe, dass es sehr schwierig sei, mit mehreren unterschiedlichen C’s zu arbeiten (und dann 4 Stück). Die Argumentation dahinter war, dass sich die unterschiedlichen Verhalten gegenseitig wieder aufheben könnten. Aber, die Regel, den kleinsten Kondensator zuerst (gleich beim Pin) und die höheren Kapazitäten dann danach anzuordnen, wurde hier befolgt. Wichtig ist, dass keine Durchkontaktierung zwischen dem C und dem Pin zu liegen kommt, da man damit wieder höhere Induktivitäten mit dem C erhält (Schwingkreis).

    OutputAmp.png

    Output Amp des ELO DDS130

    Der Ausgang des DDS ist mit 120 Ohm terminiert, aber ich gehe davon aus, dass der zweite Abschluss, auf IOUTB in Serie zu betrachten ist. Dies würde dann wieder die ca 200 Ohm ergeben, die ich auch beim AD9850 im Kopf habe.


    Dann hast Du noch die Simulation deines Filters eingestellt, die ich mal mit ELSI nachgerechnet habe und es verwundert nicht, dass wir vergleichbare Werte erhalten


    ThomasFilter_200Ohm.png

    Wenn ich dann die Eingangsimpedanz auf 200 setze, erhalte ich eine leicht andere Durchlasskurve, wobei die Phasendifferenz schon deutlicher sichtbar wird.


    thomas_50Ohm.png


    Was bei deiner Rechnung des Filters nicht mehr sichtbar ist, ist der 125 MHz Bereich. Das ist die Frequenz deines Oszillators mit dem die Phasenwerte bestimmt und der DA gespeist wird. Diese Frequenz wird im Ausgangssignal wieder zu finden sein, weshalb man versucht, die Kerbe des Filters möglichst auf diese Frequenz zu bekommen. Ja ich weiss, es ist beinahe aussichtslos, da man keine so eng tolerierten Bauelemente bekommen kann. Ob man mit einem C Trimmer da die Lösung findet, müsste man ausprobieren (nur mit definitivem Layout).



    Thomas_125Mhz.png

    hier mit C6 = 7.37pF und die Kerbe landet im Bereich von 125 Mhz


    Nun nochmals zum ELO Gerät. Da wird ein AD9834 benutzt, mit dem Vorteil, weniger Stromverbrauch. Da der höchste Clock bei 75 MHz liegt, ist dieser DDS weniger schnell als der AD9850, der mit bis zu 125MHz getaktet werden kann. Demnach wird das ELO Gerät auch schlechtere Oberwellenwerte in den höheren Bereich aufweisen. Meine Versuche mit dem AD9850 erlauben Ausgangsfrequenzen bis zu etwa 30 MHz für mich noch vertretbar (was in etwa ¼ der Taktfrequenz entspricht).

    Das Gerät benutzt den VGA zum einen um die Ausgangsamplitude zu variieren und um eine AM Modulation bewerkstelligen zu können. AM erreicht man bekanntlich durch Multiplizieren des Trägersignals mit dem modulationssignal ( nische kennt das sicher). Zumindest wird so der nicht billige VGA (ca $10) doppelt ausgenutzt. Diesen Chip muss ich mir mal näher betrachten.


    Es gibt aber, um AM zu ermöglichen, noch eine andere Lösung, die ich bevorzuge. Der AD9850 und auch der 9834 erlauben den Strom des internen DA zu bestimmen (auch wieder eine Multiplikation). Wenn man nun das Modulationssignal dem DA als Basis vorgibt hat man eine AM. Ich benutzte in meinen ersten Versuchen diesen Weg und gleichzeitig korrigierte ich den Amplitudenabfall des DDS zu höheren Frequenzen hin, indem ich vom uC her mit einer Tabelle für die Frequenzen einen Korrekturwert zum Rset Wert addierte.


    AM_Triangle.jpg

    Dieses Bild zeigt das Modulationsdreieck, wie man die AM via DA des DDS erreicht (schlechtes Foto, musste ein analoges Gerät sein)

    Thomas, nun habe ich wieder weit ausgeholt ohne zu wissen, wozu du deinen DDS benutzen möchtest. Brauchst du AM, soll das Gerät möglichst wenig Oberwellen (kleine Verzerrungen) bieten oder welche Kriterien stehen für dich im Vordergrund?


    schönen Sonntag
    Pius

  • Thomas ich bin es nochmals


    meine ersten Versuche sahen in etwa so aus:

    Prototyp.jpg

    Dieses Projekt verschwand dann in der Schublade (Halde) weil ich in einer virtuellen Gruppe (2015) ein einfacheres Gerät verwirklichte, das als Ersatz von AM Rundfunksendern bei der Reparatur alter Radios helfen sollte. Nach Abschluss dieses Gerätes wollte ich mir ein etwas leistungsfähigeres Gerät bauen:

    BlockSchema.png

    aber dann mit einer etwas höheren Bandbreite (AD9851). Weil mich der DC Bereich nicht interessierte und ich mit einem Trafo am Ausgang des DDS gute Erfahrungen machte, übernahm ich dies ins neue Projekt. Aber wie gesagt, die Lösung mit dem AD603 produzierte zu viel Rauschen. Den AD603 ersetzte ich dann probeweise mit einem Abschwächer Chip und passte den Abschwächer Abschwächer am Ausgang an. Mein Hauptproblem aber war die Masseführung auf der Platine rund um den AD9851. Den Clock des DDS konnte ich beinahe überall in der Schaltung finden, was bedingt hätte, ein neues Layout zu erstellen. Da fehlte mir irgendwie die Lust dazu. Zwischenzeitlich liebäugelte ich dann mit noch schnelleren DDS Chips, wobei mir dann noch viel wichtiger, eine höhere Auflösung des DA wurde. Bei 14 Bit werden die Oberwellen kleiner, und dies erscheint mir wichtig für Versuche mit dem Gerät.

    Im Anhang der 1. Entwurf der Blöcke (ohne CPU und noch mit dem AD603)

    Gruss

    Pius


    DDS60._sch1.pdf
    DDS60._sch2.pdf
    DDS60._sch3.pdf

  • Willkommen bei Hobbyelektroniker


    da scheinst Du aber bereits einiges vor zu haben.


    Bei der unteren Grenzfrequenz von 2 Hz bist du schon beinahe auf DC. Oder willst Du tatsächlich darunter nichts mehr sehen? Für mich bedeutet dies: Alles DC koppeln und ein Trafo am Ausgang des AD9850 kommt nicht in Frage (der AD9850) hat einen symmetrischen Ausgang).


    Wenn ich dein Problem richtig verstehe, dann ist es zum einen eine grössere Amplitude am Ausgang vor allem eine konstante Amplitude über den ganzen Frequenzbereich.


    Die Eigenschaft, dass der DDS Chip dir mit steigender Frequenz eine kleinere Amplitude liefert hängt mit dem DDS Prinzip zusammen. Die Abweichungen bleiben aber nach meinen Erfahrungswerten im Rahmen und lassen sich je nach Anwendung korrigieren. In deinem genannten Bereich (Clock bei 125MHz) sollte +- 0.5dB drin liegen.


    Selber machte ich mir anfänglich auch Gedanken darüber, die Amplituden Unterschiede mit einer AGC zu korrigieren, bin aber schnell wieder davon abgekommen, da eine relativ genaue Spannungsmessung in Kombination mit der Regelung viel Aufwand bedeutet hätten. Später landete ich beim AD603, weil ich die Amplitude einstellbar gestalten wollte. Dies funktioniert, aber der Pegel vom DDS war bereits zu gross und die Abschwächung vor dem AD603 verursachte nur viel mehr Rauschen. Also nahm ich davon wieder Abstand.


    Sehe ich es richtig in deinem Schema, dass du keinen „nackten“ AD9850 genommen hast, sondern ein Board aus dem fernen Osten? Wenn dem so ist, welches Modul benutzt du und hast du ein Schema dazu?

    Darauf schliesse ich, weil ich keinen Rset sehe. Dieser Rset bestimmt den Strom des DA Wandlers im DDS und da ist ein möglicher Ansatzpunkt, die Ausgangsamplitude zu beeinflussen (aber nicht für höhere Ausgangsspannungen).


    Weiter sehe ich, dass du das Filter (wo liegt da der -3dB Punkt?) am Eingang und am Ausgang mit 50 Ohm terminiert hast. So viel ich mich erinnere, ist die Ausgangsimpedanz des AD9850 so um die 200 Ohm.


    Hat die Spannung am DDS-OUT auch den gleichen Abfall zu höheren Frequenzen wie nach deinem Verstärker?

    Wenn nicht … dann ist vielleicht dein Filter die Ursache für den zusätzlichen Spannungsabfall.


    Wenn du die Spannung am Ausgang des OP gemessen hast, hast du diesen mit 50 Ohm abgeschlossen?


    Wenn du mir etwas mehr über die Anwendung deines DDS mitteilen könntest, stelle ich vielleicht die gezielteren Fragen.


    herzlichen Gruss

    Pius


    PS: Dein Bild war dann schneller (schöner Aufbau, mit einem Board aus Asien).