Aktiven Tastkopf selber bauen (fertig zum Nachbauen)

[Besserwessi]

Eigentlich wird eine Simulation vor allem bei HF Schaltungen gemacht, denn da ist das nachmessen nicht an jeder Stelle möglich. Gerade für HF Bauteile findet man oft gute Modellparameter für Spice. Mit dem Einbinden von Bauteilmodellen habe ich bisher aber auch nucht so viel Erfolg. Bei ein paar Transitoren hat es geklappt, bei vielen aber auch nicht.

Wenn der Emitterfolger -20 dB hat, dann ist da wirklich was faul. Stimmt den der Gelichspannungspegel ? Den kann man gut im Transient Modus Ausmessen. Das Ergebnis finde ich Übersichtlicher als bei der DC Arbeitspunktberechnung, nur halt etwas mehr Rechenzeit.

Den Spanungsverlust durch den Lastwiderstand am FET hatte ich schlimmer geschätzt. Das sollte gerade noch gehen, ca. 2-5 dB an Verlust.

[PICture]

Vielen Dank für diese sehr wichtige Information!

Dann bleibe ich bei der zuletzt skizzierter Schaltung, weil der gesamte Übertragungafaktor wird sowieso erst am Ende mit dem Eingangspannungsteiler bzw. der Verstärkung von T3 eingestellt.

Übrigens, der BF245 ist kein MOSFET sondern ein "junction FET" , hat keine Dioden drin und darf wie jeder bipolare Transistor ohne ESD Maßnahmen behandelt werden. Deswegen ist jeder Schutz gegen positiven Spannungen, wenn seriell mit G ein Widerstand geschaltet ist, überflüssig. Die negative Spannungen auf G sind auch nur ohne diesen seriellen Widerstand für ein FET gefährlich.

MfG

[PICture]

Hallo!

Ich habe noch die ganze Schaltung mit 2N4416 (FET), 2N3904 und ohne den Eingangsteiler simuliert. Der 2N4416 ist fast gleich dem BF245A, aber bei den bipolaren Transistoren gibt es bei der Ft einen riesigen Unterschied. In der Simulation hat sich gezeigt, dass nach Erhöhung des R2 auf 1 k die die Ausgangspannung 2/3 der Eingangspannung erreicht hat und am einfachsten wäre den Eingangsteiler von 2:1 auf 1,5:1 zu ändern.

Die Schaltung mit 2N3904 geht bis 10 MHz, aber mit BFR91A sollte theoretisch bis 200 MHz gehen. Jetzt hat sich meine Meinung über den Symulator geändert und ich fange langsam an ihn zu mögen. Noch mal herzlichen Dank an Besserwessi!

Leider weiß ich noch nicht, was man beim Rauschen als Input und Output eingeben muss, aber das finde ich hoffentlich noch später raus. Das wichtigste ist, dass ich jetzt die Schaltung aufbauen kann, weil sie sicher gehen wird.

MfG

[Besserwessi]

Die Rauschsimulation ist schon etwas verwirrend. Man muß den Eingang und den Ausgang der Schaltung definieren. Bei der Tastkopfschaltung sollte das ja ziehmlich eindeutig sein. Den Bahnen mit Label Net einen Namen geben und dann im Simulationsbefehl eintragen. Estwas verwirrend ist das schon, am besten bei einem Beispiel anschauen.

Angezeigt wird das Rauschen, bezogen auf den Ausgang. Wenn man ein Bauteil anwählt wird der Anteil angezeigt, den das Bauteil zum Rauschen Beiträgt. Das Rauschen bezogen auf den Eingang kann man als Plot Kurve über das Menue auswählen.

Edit:
Falls ein realistischeres Model für den BFR91 gesucht wird, für den BFR92 und BFR93 gibt es Modelldaten in den Infineon Datenblättern. Nur müßte man die noch aus dem PDF File Übertragen.

[PICture]

Hallo Besserwessi,

vielen Dank für die ausführliche Anleitung die ich ein bißchen später brauchen werde. Momentan möchte ich mich auf den Aufbauen und Testen des Tastkopfes konzentrieren und das Rauschen möchte ich lieber auf meinem Oszilloskop sehen!

MfG

[Panzerfan]

Hallöle,
bin ziemlich neu hier und hab auch noch nicht so viel Erfahrung und jetzt frag ich mal ganz unverschämt: Was ist ein aktiver Tastknopf???? Könnte mir da irgendjemand helfen?

[PICture]

Hallo Panzerfan!

Ein aktiver Tastkopf in allgemeinem ist ein Taskopf, der aktive Elemente, wie z.B. Transistoren bzw. Integrierte Schaltungen enthält.

MfG

[PICture]

Hallo!

Ich kann schon den Simulator ziemlich gut bedienen, deswegen habe ich noch eine Schaltung simuliert (siehe Code). Die Simulation hat gezeigt das diese Schaltung (zumindest für mich) deutlich besser als die letzte ist. Sie besteht auch aus wenigen Teilen, was bei HF, wegen Montagekapazitäten nicht ohne Bedeutung ist. Die Banbreite ist 4-fach so groß (mit 2N3904 bis 45 MHz bei -3 dB) und es gibt kein Unterschied der Spannungen zwischen Eingang und Ausgang (ohne R1, C2 und C3). In fertig montierter Schaltung wird mit R4 und R5 genau der Übertragungsfaktor auf 1:1 eingestellt.

Die gesplitterte Versorgungspannung ermöglichst das Übertragen von Gleichspannungen. Den C1 habe ich deswegen genommen, weil auf der G des FETs -5 V ist und ich bei HF Messungen meistens am Eingang ein paar V Gleichspannung habe. Mit dem C1 und R2 (ohne R1) liegt die untere Grenzfrequenz um 10 Hz.

Letztendlich habe ich mich entschieden, dass ich doch zuerst diese Schaltung baue und teste, weil sie einfach viel besser ist. Das ist modifizierte Schaltung von 17.11., wo ich den Bootstrap mit dem FET ersetzt habe.

MfG

                          +---------+--------+-----+---+--------o +5V
                          |         |        |     |   |+
            C2            X 1mA    .-.  30mA X C4 --- === C5
              \           |     R4 | |       | µ1 --- /-\ 220µ
            ||/\  BF245A  |     330| |       |     |   |
        +---||--+         |        '-'       |    === ===
        |  /||  |    T1 |-+         |      |/     GND GND
     || |  ___  |       |           +------| T3
   <-||-+-|___|-+---+-->|-+         |      |>
     ||    R1   |   |     |     6mA X        |    T2...T4 = BFR91A
     C1         |   |     |         |       .-.
     µ3         |   |     |         |       | |R6
                |   |     |       |/        | |51
                |   |     +-------| T2      '-'   RG174
                |   |     |       |>         |  _________
                |   |     |         |        +-(_________
                |   |     |         |        |
                |   |     |         |      |/
                |   |     |         +------| T4
                |\  |     |         |      |>
                |/\ |     |         |        |
            C3 --- .-.R2 .-.R3   R5.-.      .-.R7
              /--- | |10k| |2k7 270| |      | |51
                |  | |   | |       | |      | |
                |  '-'   '-'       '-'      '-'
                |   |     |         |        |
                +---+-----+---------+--------+-----+---+--------o -5V
                                                   |   |
                                               C6 --- \-/ C7
                                               µ1 --- === 220µ
                                                   |  +|
                                                  === ===

[Besserwessi]

Die Schaltung so ähnlich hatte ich ja auch schon simuliert. Ich fande die Ausgangsstufe besser, wenn man sie mit 3-4 facher Verstärkung betreibt, also R5 kleiner und R5 etwas größer. Eine 4 fache Verstärkung wäre ja auch für den Tastkopf genau richtig um über alles eine 1:1 Übertragng zu haben.
Den Anpassungswiderstand sollte man wohl besser in reihe habe, so wie gezeichnet solle das noch keine gute Impedanzanpassung geben.

[PICture]

Hallo,

Die Anpassung an Koaxlabel ist, so wie die Versorgungsspannung, auf R6 und R7 gesplittert, so dass man sie eventuell, wenn nötig, für jede Halbwelle individuell anpassen kann (das habe ich schon früher erklärt). Die Ausgangsstufe ist untypisch und wird bei einigen Fachmännern vielleicht nicht gleich akzeptiert, was ich schon in meiner Praxis nicht einmal erlebt habe. Trotzdem wird sie so wie gezeichnet aufbaut und getestet. Erst wenn ich irgendwelche Nachteile finde, würde sie geändert.

MfG