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LTspice: Rauschanalyse
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Holger Schieferdecker
Oct 27, 2022, 11:32:24 AM10/27/22
to
Hallo,
nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
(z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
simuliert werden.
Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS (18 kHz Bandbreite, DAC mit 21
Bit, Amplitude +-6,5 V). Das Signal wird durch 20 geteilt und dazu ein
Offset zwischen +-8 V addiert. Das finale Signal ist also im
wesentlichen die Offsetspannung mit dem aufmodulierten Regelsignal mit
einer Amplitude von ca. 3,25 V. Dieses geht zu einem HV-Verstärker mit
Verstärkung 20. Auf der HV-Seite soll dann eine Spannung (an einem
Piezo) anliegen, die dem verstärkten Offset entspricht und wieder um ca.
+-6,5 V moduliert werden kann. Am Eingang des HV-Verstärkers ist ein
Widerstand von 1 kOhm gegen GND.
Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
20 nicht höher ist als das Eigenrauschen. LTspice sagt mir, daß ich je
nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
integriert). Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden, sollte
das eigentlich passen.
Der Schaltplan von LTspice ist unten.
Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt. Das habe ich durch
zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert. Oben und unten
ist jeweils ein Vorwiderstand und dann eine driftarme Spannung von +10 V
bzw. -10 V. Die ist mittels einer LT1021-10 Referenzspannungsquelle erzeugt.
Die Frage ist, was das Poti selbst für einen Einfluß auf das Rauschen
hat. Damit kenne ich mich nicht aus.
Die Ausgangsstufe ist parallel ausgeführt, das reduziert das Rauschen
etwas, und die Verstärker müssen jeder nicht so viel Strom liefern. Ich
weiß, daß wegen der parallelen 100 Ohm der effektive Gain im
HV-Verstärker dann nur noch 19 statt 20 ist, aber das ist ok.
Was habe ich evtl. sonst noch übersehen?
Wäre ein Testaufbau auf Lochraster überhaupt sinnvoll? Letztendlich soll
eine geätzte Leiterplatte zum Einsatz kommen (2-lagig).
Sind bedrahtete Bauteile schädlich? Die LT1021 ist auf den ersten Blick
nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
Danke für euer Mitdenken,
Holger
Version 4
SHEET 1 880 772
WIRE -544 -48 -656 -48
WIRE 80 0 16 0
WIRE 176 0 160 0
WIRE -608 48 -608 32
WIRE -1152 64 -1264 64
WIRE -656 64 -656 -48
WIRE -640 64 -656 64
WIRE -1392 80 -1392 64
WIRE -544 80 -544 -48
WIRE -544 80 -576 80
WIRE -496 80 -544 80
WIRE -832 96 -832 64
WIRE -640 96 -832 96
WIRE -240 96 -352 96
WIRE -496 112 -496 80
WIRE -2480 128 -2480 96
WIRE -2384 128 -2384 96
WIRE -880 128 -976 128
WIRE -608 128 -608 112
WIRE 16 128 16 0
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WIRE -976 144 -976 128
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WIRE 176 144 144 144
WIRE 208 144 176 144
WIRE 304 144 288 144
WIRE 384 144 304 144
WIRE 432 144 384 144
WIRE -1216 160 -1216 144
WIRE -880 160 -880 128
WIRE -304 160 -304 144
WIRE 80 160 -16 160
WIRE -1392 176 -1392 160
WIRE -1392 176 -1488 176
WIRE -1264 176 -1264 64
WIRE -1248 176 -1264 176
WIRE -352 176 -352 96
WIRE -336 176 -352 176
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WIRE -1392 192 -1392 176
WIRE -1152 192 -1152 64
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WIRE -1120 192 -1152 192
WIRE -240 192 -240 96
WIRE -240 192 -272 192
WIRE -176 192 -240 192
WIRE -80 192 -96 192
WIRE -16 192 -16 160
WIRE -16 192 -80 192
WIRE 16 192 16 128
WIRE 384 192 384 144
WIRE -1248 208 -1280 208
WIRE -496 208 -496 192
WIRE -336 208 -496 208
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WIRE -2384 224 -2384 208
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WIRE -880 240 -976 240
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WIRE -1280 288 -1280 208
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WIRE 16 288 16 272
WIRE 384 288 384 272
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WIRE -1808 544 -1824 544
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FLAG -1680 560 VpotNeg
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SYMBOL voltage -832 256 R0
WINDOW 123 24 124 Left 2
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR Value2 AC 6
SYMATTR InstName V3
SYMATTR Value SINE(0 6.5 10k)
SYMBOL Opamps\\OP27 -608 16 R0
SYMATTR InstName U2
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -512 96 R0
SYMATTR InstName R2
SYMATTR Value 1900
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -512 208 R0
SYMATTR InstName R3
SYMATTR Value 100
SYMBOL e -832 128 R0
SYMATTR InstName E1
SYMATTR Value 150
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -992 128 R0
SYMATTR InstName R4
SYMATTR Value 60.343
SYMBOL voltage -2480 112 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V5
SYMATTR Value 15
SYMBOL voltage -2384 112 R0
WINDOW 123 0 0 Left 0
WINDOW 39 0 0 Left 0
SYMATTR InstName V6
SYMATTR Value -15
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -1408 64 R0
SYMATTR InstName R7
SYMATTR Value {Rt}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -1408 176 R0
SYMATTR InstName R8
SYMATTR Value {R2}
SYMBOL cap -1296 320 R0
SYMATTR InstName C1
SYMATTR Value {Cflt}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -1408 288 R0
SYMATTR InstName R10
SYMATTR Value {R}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -1408 400 R0
SYMATTR InstName R11
SYMATTR Value {Rt}
SYMBOL Opamps\\OP27 -1216 128 R0
SYMATTR InstName U3
SYMBOL Opamps\\OP27 112 80 R0
SYMATTR InstName U1
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 176 -16 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R1
SYMATTR Value {Rfg}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 368 176 R0
SYMATTR InstName R14
SYMATTR Value 1k
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -80 176 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R15
SYMATTR Value {Rsum}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -80 320 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R16
SYMATTR Value {Rsum}
SYMBOL cap -1504 192 R0
SYMATTR InstName C2
SYMATTR Value {Cflt}
SYMBOL cap -1504 320 R0
SYMATTR InstName C3
SYMATTR Value {Cflt}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 0 176 R0
SYMATTR InstName R13
SYMATTR Value {Rfg}
SYMBOL Opamps\\OP27 -304 128 R0
SYMATTR InstName U4
SYMBOL Opamps\\OP27 112 416 R0
SYMATTR InstName U5
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 176 320 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R5
SYMATTR Value {Rfg}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 0 512 R0
SYMATTR InstName R12
SYMATTR Value {Rfg}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 304 128 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R17
SYMATTR Value {Rmix}
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor 304 464 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R18
SYMATTR Value {Rmix}
SYMBOL References\\LT1021-10 -2448 400 R0
SYMATTR InstName U6
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -2224 336 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R6
SYMATTR Value 36k
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -2112 336 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R9
SYMATTR Value 36k
SYMBOL Opamps\\OP27 -2016 272 R0
SYMATTR InstName U7
SYMBOL cap -2112 384 R0
SYMATTR InstName C4
SYMATTR Value 1µ
SYMBOL cap -2240 240 R0
SYMATTR InstName C5
SYMATTR Value 1µ
SYMBOL Opamps\\OP27 -1776 496 R0
SYMATTR InstName U8
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -1824 528 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R19
SYMATTR Value 4k7
SYMBOL Misc\\EuropeanResistor -1712 384 R90
WINDOW 0 5 56 VBottom 2
WINDOW 3 27 56 VTop 2
SYMATTR InstName R20
SYMATTR Value 4k7
TEXT -768 552 Left 2 ;.tran 0 1m
TEXT -464 552 Left 2 !.noise V(Out) V3 dec 100 0.1 50k
TEXT -464 520 Left 2 !.meas NOISE ono INTEG V(onoise)
TEXT -1816 64 Left 2 !.param R=100
TEXT -1816 96 Left 2 !.param R2=5000-{R}
TEXT -1816 136 Left 2 !.step param R 1 4900 800
TEXT -1816 32 Left 2 !.param Rt=390
TEXT -768 520 Left 2 ;.ac dec 20 1 10Meg
TEXT -464 408 Left 2 !.param Rsum=470
TEXT 216 -24 Left 2 !.param Rfg=470
TEXT -464 440 Left 2 ;.step param Rsum 300 700 100
TEXT -1280 488 Left 2 !.param Cflt=4.7u
TEXT -1280 520 Left 2 ;.step param Cflt 10u 100u 10u
TEXT 216 32 Left 2 !.param Rmix=100
TEXT -968 -88 Left 3 ;PID Output
TEXT -624 -88 Left 3 ;Scale 1/20
TEXT -1464 -88 Left 3 ;Offset Generation
TEXT -2208 -88 Left 3 ;Stable Voltage for Offset
TEXT -8 -120 Left 3 ;Add Offset to Signal\nOutput Buffer with effective
Gain 1
nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
(z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
simuliert werden.
Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS (18 kHz Bandbreite, DAC mit 21
Bit, Amplitude +-6,5 V). Das Signal wird durch 20 geteilt und dazu ein
Offset zwischen +-8 V addiert. Das finale Signal ist also im
wesentlichen die Offsetspannung mit dem aufmodulierten Regelsignal mit
einer Amplitude von ca. 3,25 V. Dieses geht zu einem HV-Verstärker mit
Verstärkung 20. Auf der HV-Seite soll dann eine Spannung (an einem
Piezo) anliegen, die dem verstärkten Offset entspricht und wieder um ca.
+-6,5 V moduliert werden kann. Am Eingang des HV-Verstärkers ist ein
Widerstand von 1 kOhm gegen GND.
Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
20 nicht höher ist als das Eigenrauschen. LTspice sagt mir, daß ich je
nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
integriert). Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden, sollte
das eigentlich passen.
Der Schaltplan von LTspice ist unten.
Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt. Das habe ich durch
zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert. Oben und unten
ist jeweils ein Vorwiderstand und dann eine driftarme Spannung von +10 V
bzw. -10 V. Die ist mittels einer LT1021-10 Referenzspannungsquelle erzeugt.
Die Frage ist, was das Poti selbst für einen Einfluß auf das Rauschen
hat. Damit kenne ich mich nicht aus.
Die Ausgangsstufe ist parallel ausgeführt, das reduziert das Rauschen
etwas, und die Verstärker müssen jeder nicht so viel Strom liefern. Ich
weiß, daß wegen der parallelen 100 Ohm der effektive Gain im
HV-Verstärker dann nur noch 19 statt 20 ist, aber das ist ok.
Was habe ich evtl. sonst noch übersehen?
Wäre ein Testaufbau auf Lochraster überhaupt sinnvoll? Letztendlich soll
eine geätzte Leiterplatte zum Einsatz kommen (2-lagig).
Sind bedrahtete Bauteile schädlich? Die LT1021 ist auf den ersten Blick
nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
Danke für euer Mitdenken,
Holger
Version 4
SHEET 1 880 772
WIRE -544 -48 -656 -48
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WIRE 176 0 160 0
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WIRE -304 160 -304 144
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WIRE -240 192 -272 192
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Gain 1
Rolf Bombach
Oct 28, 2022, 6:42:54 PM10/28/22
to
Holger Schieferdecker schrieb:
hat daher niederes Rauschen und auch niederes Spannungsrauschen.
Die Rauschspannungen in/um das Poti liegen in den einstelligen nV
(pro Wurzel aus Bandbreite jeweils, ich schreib es jetzt nicht mehr dazu);
spielen also keine Rolle.
Die merkwürdige Abhängigkeit des berechneten Rauschens von der
Potistellung kommt daher, dass das Rauschen (in der Simulation)
von der Referenzspannung kommt (behauptete 600 nV).
In der Mittelstellung rechnet sich das dann raus.
Ungünstig sind die Siebwiderstände R6 und R9. Nicht wegen des
Widerstandsrauschens an sich (40 nV, thereabouts), sondern
wegen des Eingangsstroms von U7 (OP27). Faktor 10 kleiner und
der Spuk ist vorbei. In der Simulation...
Hatten wir hier nicht neulich low-noise references diskutiert?
Ich fürchte aber, dass da nicht viel Luft nach unten ist.
> Sind bedrahtete Bauteile schädlich? Die LT1021 ist auf den ersten Blick nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
Bei den Frequenzen eher nein.
--
mfg Rolf Bombach
>
> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt. Das habe ich durch zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert. Oben und unten ist jeweils ein Vorwiderstand und dann eine driftarme
> Spannung von +10 V bzw. -10 V. Die ist mittels einer LT1021-10 Referenzspannungsquelle erzeugt.
>
> Die Frage ist, was das Poti selbst für einen Einfluß auf das Rauschen hat. Damit kenne ich mich nicht aus.
Das Poti ist relativ niederohmig. 10-Gang-Poti ist idR Draht-gewickelt,
> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt. Das habe ich durch zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert. Oben und unten ist jeweils ein Vorwiderstand und dann eine driftarme
> Spannung von +10 V bzw. -10 V. Die ist mittels einer LT1021-10 Referenzspannungsquelle erzeugt.
>
> Die Frage ist, was das Poti selbst für einen Einfluß auf das Rauschen hat. Damit kenne ich mich nicht aus.
hat daher niederes Rauschen und auch niederes Spannungsrauschen.
Die Rauschspannungen in/um das Poti liegen in den einstelligen nV
(pro Wurzel aus Bandbreite jeweils, ich schreib es jetzt nicht mehr dazu);
spielen also keine Rolle.
Die merkwürdige Abhängigkeit des berechneten Rauschens von der
Potistellung kommt daher, dass das Rauschen (in der Simulation)
von der Referenzspannung kommt (behauptete 600 nV).
In der Mittelstellung rechnet sich das dann raus.
Ungünstig sind die Siebwiderstände R6 und R9. Nicht wegen des
Widerstandsrauschens an sich (40 nV, thereabouts), sondern
wegen des Eingangsstroms von U7 (OP27). Faktor 10 kleiner und
der Spuk ist vorbei. In der Simulation...
Hatten wir hier nicht neulich low-noise references diskutiert?
Ich fürchte aber, dass da nicht viel Luft nach unten ist.
> Sind bedrahtete Bauteile schädlich? Die LT1021 ist auf den ersten Blick nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
--
mfg Rolf Bombach
Gerhard Hoffmann
Oct 28, 2022, 8:08:15 PM10/28/22
to
Am 27.10.22 um 17:27 schrieb Holger Schieferdecker:
Dickfilm-Widerstände mit Gleichspannung darüber rauschen teilweise
schlimmer als carbon composition von vor 70 Jahren:
also Dünnfilm-SMDs. (vor allem 1/f-Rauschen) Ich habe Dünnfilm
von Susumu (Digikey), die tun's. Da gab es mal ein Sortiment
in 0.5% DünnFilm in ganz vielen Glasfläschchen, richtig gut.
Der ADA4898-2 ist ganz gut, was Spannungs-Rauschen angeht.
Auch beim Preis im Vergleich zu LT1028 oder AD797.
Sein Spicemodell von vor 2 Jahren ist halbwegs OK. Wenn
man mehrere in einer Schaltung hat, dann gibt es merkwürdige
Probleme mit dem Konvergieren.
Das ältere Modell ist eine Beleidigung der Benutzer. An dem
stimmt überhaupt nix.
Die TI-Modelle finde ich besser.
> Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
> hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS (18 kHz Bandbreite, DAC mit 21
> Bit, Amplitude +-6,5 V). Das Signal wird durch 20 geteilt und dazu ein
> Offset zwischen +-8 V addiert. Das finale Signal ist also im
> wesentlichen die Offsetspannung mit dem aufmodulierten Regelsignal mit
> einer Amplitude von ca. 3,25 V. Dieses geht zu einem HV-Verstärker mit
> Verstärkung 20. Auf der HV-Seite soll dann eine Spannung (an einem
> Piezo) anliegen, die dem verstärkten Offset entspricht und wieder um ca.
> +-6,5 V moduliert werden kann. Am Eingang des HV-Verstärkers ist ein
> Widerstand von 1 kOhm gegen GND.
>
> Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
> Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen. LTspice sagt mir, daß ich je
> nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
> integriert). Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden, sollte
> das eigentlich passen.
>
> Der Schaltplan von LTspice ist unten.
>
> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt. Das habe ich durch
> zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert. Oben und unten
> ist jeweils ein Vorwiderstand und dann eine driftarme Spannung von +10 V
> bzw. -10 V. Die ist mittels einer LT1021-10 Referenzspannungsquelle
> erzeugt.
>
> Die Frage ist, was das Poti selbst für einen Einfluß auf das Rauschen
> hat. Damit kenne ich mich nicht aus.
Drahtpoti ist OK, Dickfilm-SMD-Poti eher nicht. Mein 1.
Entwicklungsleiter pflegte zu sagen: Jeder R-Trimmer ist ein
Eingeständnis der Ignoranz. Das wird ausgerechnet und dann der
richtige Fest-R hingelötet. OK, Optimierungen an wichtigen
Werten sind möglich.
> Die Ausgangsstufe ist parallel ausgeführt, das reduziert das Rauschen
> etwas, und die Verstärker müssen jeder nicht so viel Strom liefern. Ich
> weiß, daß wegen der parallelen 100 Ohm der effektive Gain im
> HV-Verstärker dann nur noch 19 statt 20 ist, aber das ist ok.
>
> Was habe ich evtl. sonst noch übersehen?
>
> Wäre ein Testaufbau auf Lochraster überhaupt sinnvoll? Letztendlich soll
> eine geätzte Leiterplatte zum Einsatz kommen (2-lagig).
Ja, das geht. Eine Keksdose aus Stahlblech ist sehr hilfreich.
Es gibt da App-Notes von LT. Im Frequenzteiler-thread haben wir
gerade ausgezeichnete Lochraster-Platinen mit Massefläche
diskutiert.
> Sind bedrahtete Bauteile schädlich? Die LT1021 ist auf den ersten Blick
> nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
Bedrahtet ist OK. Mit SMD bekommt man aber räumlich engere
Induktionsschleifen. Das hilft durchaus gegen Einstreuungen.
Gruß, Gerhard
> Hallo,
>
> nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
> beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
> (z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
> simuliert werden.
Heute Nacht will ich mich da nicht mehr reinknien, aber:
>
> nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
> beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
> (z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
> simuliert werden.
Dickfilm-Widerstände mit Gleichspannung darüber rauschen teilweise
schlimmer als carbon composition von vor 70 Jahren:
also Dünnfilm-SMDs. (vor allem 1/f-Rauschen) Ich habe Dünnfilm
von Susumu (Digikey), die tun's. Da gab es mal ein Sortiment
in 0.5% DünnFilm in ganz vielen Glasfläschchen, richtig gut.
Der ADA4898-2 ist ganz gut, was Spannungs-Rauschen angeht.
Auch beim Preis im Vergleich zu LT1028 oder AD797.
Sein Spicemodell von vor 2 Jahren ist halbwegs OK. Wenn
man mehrere in einer Schaltung hat, dann gibt es merkwürdige
Probleme mit dem Konvergieren.
Das ältere Modell ist eine Beleidigung der Benutzer. An dem
stimmt überhaupt nix.
Die TI-Modelle finde ich besser.
> Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
> hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS (18 kHz Bandbreite, DAC mit 21
> Bit, Amplitude +-6,5 V). Das Signal wird durch 20 geteilt und dazu ein
> Offset zwischen +-8 V addiert. Das finale Signal ist also im
> wesentlichen die Offsetspannung mit dem aufmodulierten Regelsignal mit
> einer Amplitude von ca. 3,25 V. Dieses geht zu einem HV-Verstärker mit
> Verstärkung 20. Auf der HV-Seite soll dann eine Spannung (an einem
> Piezo) anliegen, die dem verstärkten Offset entspricht und wieder um ca.
> +-6,5 V moduliert werden kann. Am Eingang des HV-Verstärkers ist ein
> Widerstand von 1 kOhm gegen GND.
>
> Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
> Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen. LTspice sagt mir, daß ich je
> nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
> integriert). Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden, sollte
> das eigentlich passen.
>
> Der Schaltplan von LTspice ist unten.
>
> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt. Das habe ich durch
> zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert. Oben und unten
> ist jeweils ein Vorwiderstand und dann eine driftarme Spannung von +10 V
> bzw. -10 V. Die ist mittels einer LT1021-10 Referenzspannungsquelle
> erzeugt.
>
> Die Frage ist, was das Poti selbst für einen Einfluß auf das Rauschen
> hat. Damit kenne ich mich nicht aus.
Entwicklungsleiter pflegte zu sagen: Jeder R-Trimmer ist ein
Eingeständnis der Ignoranz. Das wird ausgerechnet und dann der
richtige Fest-R hingelötet. OK, Optimierungen an wichtigen
Werten sind möglich.
> Die Ausgangsstufe ist parallel ausgeführt, das reduziert das Rauschen
> etwas, und die Verstärker müssen jeder nicht so viel Strom liefern. Ich
> weiß, daß wegen der parallelen 100 Ohm der effektive Gain im
> HV-Verstärker dann nur noch 19 statt 20 ist, aber das ist ok.
>
> Was habe ich evtl. sonst noch übersehen?
>
> Wäre ein Testaufbau auf Lochraster überhaupt sinnvoll? Letztendlich soll
> eine geätzte Leiterplatte zum Einsatz kommen (2-lagig).
Es gibt da App-Notes von LT. Im Frequenzteiler-thread haben wir
gerade ausgezeichnete Lochraster-Platinen mit Massefläche
diskutiert.
> Sind bedrahtete Bauteile schädlich? Die LT1021 ist auf den ersten Blick
> nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
Induktionsschleifen. Das hilft durchaus gegen Einstreuungen.
Gruß, Gerhard
Marte Schwarz
Oct 29, 2022, 1:55:36 AM10/29/22
to
Hallo Holger,
HV-Verstärker mit
> Verstärkung 20 ... > Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
Wenn zum Eigenrauschen des Verstärkers noch etwas Rauschen am Eingang
dazu kommt, dann wird es sehr unwahrscheinlich weniger Gesamtrauschen
geben können, als das Eigenrauschen des Verstärkers (gleiche Bandbreite
vorausgesetzt).
> LTspice sagt mir,
Dann muss man sich schon vergewissern, dass die verwendeten Modelle der
Bauteile auch das widerspiegeln, was die Bauteile in Sachen Rauschen
auch tun. Blind vertrauen würde ich da nie, solange im Modell nicht
explizit angegeben ist, dass es für Rauschbetrachtungen geeignet
konstruiert ist. Das gleiche gilt für Offsetabweichungen und ähnliche
Größen aus dem Bereich der Statistischen Abweichungen.
> daß ich je
> nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
> integriert).
Hier springt mein Plausibilitätswarner an. Das kann doch eigentlich nur
passieren, wenn die Zahlen oben und unten auf ziemlich unterschiedlichen
Frequenzbreiten aufbauen.
> Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden,
Warum integrierst Du dann oben bis 50 kHz?
> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt.
Ein 10-Gang-Poti ist nicht gleich einem 10-Gang-Poti anderer Bauart. Der
These, dass diese gewöhnlich mit Draht als Widerstand gebaut seien, kann
ich mich nicht erwärmen. Ich kenne monströse Mehr-Gang-Potis, die
tatsächlich auf Drahtwickeln abgreifen. Die kenne ich von mehreren cm
Länge bis zu mehreren Dutzenden an cm und zweistelligen cm an
Durchmessern (waren in der Dimmung der Saalbeleuchtung eines
Konzerthauses - motorgesteuert zum weichen Ein- und Ausschalten)
Die 10-Gang-Trimmer, die ich aber viel häufiger sehe, also die, die
wenige mm klein sind, dürften aber sehr wahrscheinlich nicht auf
Metalldraht basieren. Die zwei Exemplare, die ich in meiner Jugend vor
ca 40 Jahren im Zuge elementarer Materialerfahrung zerlegt hatte, hatten
jedenfalls eine schwarze Fläche, die denen ganz normaler Potis entsprach.
> Das habe ich durch
> zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert.
Ist im Modell der Widerstände ebenfalls etwas zur Rauschcharakteristik
hinterlegt? So lange da kein Material oder ein spezifisches Modell eines
definierten Herstellers benannt ist, wäre ich da eher skeptisch.
Allerdings rauschen Widerstände meist deutlich weniger als die
beteiligten Halbleiter, solange das Ganze nicht allzu hochohmig ist.
> Wäre ein Testaufbau auf Lochraster überhaupt sinnvoll? Letztendlich soll
> eine geätzte Leiterplatte zum Einsatz kommen (2-lagig).
Rauschen wird durch die Lochrasterplatine eher wenig dazu kommen.
Einkopplung von Störsignalen möglicherweise schon. Wenn wir im Praktikum
auf Steckbrettchen EKG-Verstärker bauen, gehe ich gelegentlich mit den
Studis nach nebenan in die Röntgenkammer. Da sehen die Signale sehr
schön aus, weil die Bleiabschirmung auch sehr viel an sonstigen
Störungen abschirmt ;-)
Das hat aber nichts mit Rauschen zu tun, auch wenn es auf dem Oszi oft
sehr ähnlich aussieht ;-)
> Sind bedrahtete Bauteile schädlich?
Die Rauschen nicht prinzipiell mehr.
> Die LT1021 ist auf den ersten Blick
> nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
OP27 und 20 kHz klingt eher nicht so gut, ganz ohne jetzt ein Datenblatt
zu bemühen. Dass der OP27 sich in Sachen Rauchen wie ein LT1021
verhalten wird, würde ich jetzt aber niemals annehmen wollen. Ich kenne
den aber nicht in der Praxis.
Ich habe prototypische Aufbauten mit der "dead bug" Technik zu lieben
gelernt. Das Verhalten war einkopplungstechnisch größtenteils einer
doppelseitigen überlegen. Die durchgängige Massefläche schirmt in der
Tat sehr viel ab. Jede Bohrung und jede Leitung, die die Massefläche
durchschneidet, schwächen diese Abschirmwirkung. Ich hatte schon "dead
bug"-Aufbauten, die besser waren, als auf der vierlagige Platine, die
durchaus nicht stümperhaft geroutet war.
Marte
> Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
> hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS ... > Das Signal wird durch 20 geteilt ... Dieses geht zu einem
HV-Verstärker mit
> Verstärkung 20 ... > Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
> Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen.
.. als das Eigenrauschen von was?
> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen.
Wenn zum Eigenrauschen des Verstärkers noch etwas Rauschen am Eingang
dazu kommt, dann wird es sehr unwahrscheinlich weniger Gesamtrauschen
geben können, als das Eigenrauschen des Verstärkers (gleiche Bandbreite
vorausgesetzt).
> LTspice sagt mir,
Dann muss man sich schon vergewissern, dass die verwendeten Modelle der
Bauteile auch das widerspiegeln, was die Bauteile in Sachen Rauschen
auch tun. Blind vertrauen würde ich da nie, solange im Modell nicht
explizit angegeben ist, dass es für Rauschbetrachtungen geeignet
konstruiert ist. Das gleiche gilt für Offsetabweichungen und ähnliche
Größen aus dem Bereich der Statistischen Abweichungen.
> daß ich je
> nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
> integriert).
passieren, wenn die Zahlen oben und unten auf ziemlich unterschiedlichen
Frequenzbreiten aufbauen.
> Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden,
> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt.
These, dass diese gewöhnlich mit Draht als Widerstand gebaut seien, kann
ich mich nicht erwärmen. Ich kenne monströse Mehr-Gang-Potis, die
tatsächlich auf Drahtwickeln abgreifen. Die kenne ich von mehreren cm
Länge bis zu mehreren Dutzenden an cm und zweistelligen cm an
Durchmessern (waren in der Dimmung der Saalbeleuchtung eines
Konzerthauses - motorgesteuert zum weichen Ein- und Ausschalten)
Die 10-Gang-Trimmer, die ich aber viel häufiger sehe, also die, die
wenige mm klein sind, dürften aber sehr wahrscheinlich nicht auf
Metalldraht basieren. Die zwei Exemplare, die ich in meiner Jugend vor
ca 40 Jahren im Zuge elementarer Materialerfahrung zerlegt hatte, hatten
jedenfalls eine schwarze Fläche, die denen ganz normaler Potis entsprach.
> Das habe ich durch
> zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert.
hinterlegt? So lange da kein Material oder ein spezifisches Modell eines
definierten Herstellers benannt ist, wäre ich da eher skeptisch.
Allerdings rauschen Widerstände meist deutlich weniger als die
beteiligten Halbleiter, solange das Ganze nicht allzu hochohmig ist.
> Wäre ein Testaufbau auf Lochraster überhaupt sinnvoll? Letztendlich soll
> eine geätzte Leiterplatte zum Einsatz kommen (2-lagig).
Einkopplung von Störsignalen möglicherweise schon. Wenn wir im Praktikum
auf Steckbrettchen EKG-Verstärker bauen, gehe ich gelegentlich mit den
Studis nach nebenan in die Röntgenkammer. Da sehen die Signale sehr
schön aus, weil die Bleiabschirmung auch sehr viel an sonstigen
Störungen abschirmt ;-)
Das hat aber nichts mit Rauschen zu tun, auch wenn es auf dem Oszi oft
sehr ähnlich aussieht ;-)
> Sind bedrahtete Bauteile schädlich?
Die Rauschen nicht prinzipiell mehr.
> Die LT1021 ist auf den ersten Blick
> nur im DIP-Gehäuse gut verfügbar, die OP27 habe ich als DIP schon hier.
zu bemühen. Dass der OP27 sich in Sachen Rauchen wie ein LT1021
verhalten wird, würde ich jetzt aber niemals annehmen wollen. Ich kenne
den aber nicht in der Praxis.
Ich habe prototypische Aufbauten mit der "dead bug" Technik zu lieben
gelernt. Das Verhalten war einkopplungstechnisch größtenteils einer
doppelseitigen überlegen. Die durchgängige Massefläche schirmt in der
Tat sehr viel ab. Jede Bohrung und jede Leitung, die die Massefläche
durchschneidet, schwächen diese Abschirmwirkung. Ich hatte schon "dead
bug"-Aufbauten, die besser waren, als auf der vierlagige Platine, die
durchaus nicht stümperhaft geroutet war.
Marte
Rolf Bombach
Oct 30, 2022, 7:35:13 PM10/30/22
to
Holger Schieferdecker schrieb:
Noch ein Kommentar zur Simulation:
E1 scheint zur Simulation des Rauschens zu dienen.
Da passiert was merkwürdiges. So wie gezeichnet scheint
E1 einen Innenwiderstand zu entwickeln, etwas vom Sinus
ist daran erkennbar. Das verschwindet, wenn E1 gegen
Masse geht und V3 dann obendran angeordnet wird.
Warum auch immer.
--
mfg Rolf Bombach
Noch ein Kommentar zur Simulation:
E1 scheint zur Simulation des Rauschens zu dienen.
Da passiert was merkwürdiges. So wie gezeichnet scheint
E1 einen Innenwiderstand zu entwickeln, etwas vom Sinus
ist daran erkennbar. Das verschwindet, wenn E1 gegen
Masse geht und V3 dann obendran angeordnet wird.
Warum auch immer.
--
mfg Rolf Bombach
Holger Schieferdecker
Nov 3, 2022, 9:33:42 AM11/3/22
to
Hallo Marte,
Am 29.10.2022 um 07:55 schrieb Marte Schwarz:
> Hallo Holger,
>> Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
>> hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS ... > Das Signal wird durch
>> 20 geteilt ... Dieses geht zu einem
> HV-Verstärker mit
>> Verstärkung 20 ... > Der HV-Verstärker hat ein angegebenes
>> Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
>> Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
>> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen.
>
> .. als das Eigenrauschen von was?
Des HV-Verstärkers. Das was den Verstärker ansteuert, soll also nicht
stärker rauschen als der Verstärker ohnehin.
> Wenn zum Eigenrauschen des Verstärkers noch etwas Rauschen am Eingang
> dazu kommt, dann wird es sehr unwahrscheinlich weniger Gesamtrauschen
> geben können, als das Eigenrauschen des Verstärkers (gleiche Bandbreite
> vorausgesetzt).
>
>> LTspice sagt mir,
>
> Dann muss man sich schon vergewissern, dass die verwendeten Modelle der
> Bauteile auch das widerspiegeln, was die Bauteile in Sachen Rauschen
> auch tun. Blind vertrauen würde ich da nie, solange im Modell nicht
> explizit angegeben ist, dass es für Rauschbetrachtungen geeignet
> konstruiert ist. Das gleiche gilt für Offsetabweichungen und ähnliche
> Größen aus dem Bereich der Statistischen Abweichungen.
Hm, da hast Du natürlich recht. Leider steht dazu bei den von mir
verwendeten Teilen nichts.
>> daß ich je nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz
>> bis 50 kHz integriert).
>
> Hier springt mein Plausibilitätswarner an. Das kann doch eigentlich nur
> passieren, wenn die Zahlen oben und unten auf ziemlich unterschiedlichen
> Frequenzbreiten aufbauen.
>
>> Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden,
>
> Warum integrierst Du dann oben bis 50 kHz?
Ich hatte zunächst nur bis 20 kHz integriert, dann wollte ich wissen,
wie es sich verändert. Der HV-Verstärker hat laut Datenblatt eine
Bandbreite von 100 kHz. Auch wenn diese hohen Frequenzen hier nicht
interessant sind, da sie im Eingangssignal nicht vorkommen, würde doch
Rauschen der Schaltung in dem Bereich sich auswirken. Eigentlich müßte
ich daher doch sogar bis 100 kHz integrieren.
Ich werde da noch einen optionalen Tiefpasskondensator am Ausgang vorsehen.
>> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt.
>
> Ein 10-Gang-Poti ist nicht gleich einem 10-Gang-Poti anderer Bauart. Der
> These, dass diese gewöhnlich mit Draht als Widerstand gebaut seien, kann
> ich mich nicht erwärmen.
Als Poti ist folgendes geplant, das hat innen einen Drahtwickel. Ein
defektes hatte ich schon einmal offen.
https://www.reichelt.de/praezisionspotentiometer-10-gaenge-5-0-kohm-6-3-mm-534-5-0k-p2545.html
>> Das habe ich durch zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert.
>
> Ist im Modell der Widerstände ebenfalls etwas zur Rauschcharakteristik
> hinterlegt? So lange da kein Material oder ein spezifisches Modell eines
> definierten Herstellers benannt ist, wäre ich da eher skeptisch.
> Allerdings rauschen Widerstände meist deutlich weniger als die
> beteiligten Halbleiter, solange das Ganze nicht allzu hochohmig ist.
Da ist nichts hinterlegt.
> OP27 und 20 kHz klingt eher nicht so gut, ganz ohne jetzt ein Datenblatt
> zu bemühen. Dass der OP27 sich in Sachen Rauchen wie ein LT1021
> verhalten wird, würde ich jetzt aber niemals annehmen wollen. Ich kenne
> den aber nicht in der Praxis.
Was irritiert Dich bei OP27 und 20 kHz? Der sollte für den Zweck mit 8
MHz und 1,7 V/µs eigentlich schnell genug sein.
Das Rauschen ist laut Datenblatt 3,x nV/sqrt(Hz).
Daß die ganze Schaltung letztlich schlechter ist, als die Simulation
behauptet, glaube ich schon. Das wird sich dann zeigen, wie gut es
funktioniert.
Danke jedenfalls für Deine Hinweise.
Holger
Am 29.10.2022 um 07:55 schrieb Marte Schwarz:
> Hallo Holger,
>> Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
>> hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS ... > Das Signal wird durch
>> 20 geteilt ... Dieses geht zu einem
> HV-Verstärker mit
>> Verstärkung 20 ... > Der HV-Verstärker hat ein angegebenes
>> Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
>> Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
>> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen.
>
> .. als das Eigenrauschen von was?
stärker rauschen als der Verstärker ohnehin.
> Wenn zum Eigenrauschen des Verstärkers noch etwas Rauschen am Eingang
> dazu kommt, dann wird es sehr unwahrscheinlich weniger Gesamtrauschen
> geben können, als das Eigenrauschen des Verstärkers (gleiche Bandbreite
> vorausgesetzt).
>
>> LTspice sagt mir,
>
> Dann muss man sich schon vergewissern, dass die verwendeten Modelle der
> Bauteile auch das widerspiegeln, was die Bauteile in Sachen Rauschen
> auch tun. Blind vertrauen würde ich da nie, solange im Modell nicht
> explizit angegeben ist, dass es für Rauschbetrachtungen geeignet
> konstruiert ist. Das gleiche gilt für Offsetabweichungen und ähnliche
> Größen aus dem Bereich der Statistischen Abweichungen.
verwendeten Teilen nichts.
>> daß ich je nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz
>> bis 50 kHz integriert).
>
> Hier springt mein Plausibilitätswarner an. Das kann doch eigentlich nur
> passieren, wenn die Zahlen oben und unten auf ziemlich unterschiedlichen
> Frequenzbreiten aufbauen.
>
>> Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden,
>
> Warum integrierst Du dann oben bis 50 kHz?
wie es sich verändert. Der HV-Verstärker hat laut Datenblatt eine
Bandbreite von 100 kHz. Auch wenn diese hohen Frequenzen hier nicht
interessant sind, da sie im Eingangssignal nicht vorkommen, würde doch
Rauschen der Schaltung in dem Bereich sich auswirken. Eigentlich müßte
ich daher doch sogar bis 100 kHz integrieren.
Ich werde da noch einen optionalen Tiefpasskondensator am Ausgang vorsehen.
>> Der Offset wird mit einem 10-Gang-Poti eingestellt.
>
> Ein 10-Gang-Poti ist nicht gleich einem 10-Gang-Poti anderer Bauart. Der
> These, dass diese gewöhnlich mit Draht als Widerstand gebaut seien, kann
> ich mich nicht erwärmen.
defektes hatte ich schon einmal offen.
https://www.reichelt.de/praezisionspotentiometer-10-gaenge-5-0-kohm-6-3-mm-534-5-0k-p2545.html
>> Das habe ich durch zwei per Parameter veränderbare Widerstände simuliert.
>
> Ist im Modell der Widerstände ebenfalls etwas zur Rauschcharakteristik
> hinterlegt? So lange da kein Material oder ein spezifisches Modell eines
> definierten Herstellers benannt ist, wäre ich da eher skeptisch.
> Allerdings rauschen Widerstände meist deutlich weniger als die
> beteiligten Halbleiter, solange das Ganze nicht allzu hochohmig ist.
> OP27 und 20 kHz klingt eher nicht so gut, ganz ohne jetzt ein Datenblatt
> zu bemühen. Dass der OP27 sich in Sachen Rauchen wie ein LT1021
> verhalten wird, würde ich jetzt aber niemals annehmen wollen. Ich kenne
> den aber nicht in der Praxis.
MHz und 1,7 V/µs eigentlich schnell genug sein.
Das Rauschen ist laut Datenblatt 3,x nV/sqrt(Hz).
Daß die ganze Schaltung letztlich schlechter ist, als die Simulation
behauptet, glaube ich schon. Das wird sich dann zeigen, wie gut es
funktioniert.
Danke jedenfalls für Deine Hinweise.
Holger
Holger Schieferdecker
Nov 3, 2022, 9:46:08 AM11/3/22
to
Am 29.10.2022 um 00:42 schrieb Rolf Bombach:
> Holger Schieferdecker schrieb:
R6 und R9 zusammen mit C4 und C5, sowie danach U3 sind ein
Tiefpassfilter für die Referenzspannung. Das habe ich so aus dem
Datenblatt der LT1021 übernommen. Bei der von Dir angesprochenen
Änderung der Widerstände sehe ich aber keine Auswirkungen auf den
Eingangsstrom von U7, dem Puffer nach dem Poti (auch nicht von U3).
Holger
> Holger Schieferdecker schrieb:
> Ungünstig sind die Siebwiderstände R6 und R9. Nicht wegen des
> Widerstandsrauschens an sich (40 nV, thereabouts), sondern
> wegen des Eingangsstroms von U7 (OP27). Faktor 10 kleiner und
> der Spuk ist vorbei. In der Simulation...
Entschuldige bitte, ich verstehe gerade nicht ganz, was Du meinst.
> Widerstandsrauschens an sich (40 nV, thereabouts), sondern
> wegen des Eingangsstroms von U7 (OP27). Faktor 10 kleiner und
> der Spuk ist vorbei. In der Simulation...
R6 und R9 zusammen mit C4 und C5, sowie danach U3 sind ein
Tiefpassfilter für die Referenzspannung. Das habe ich so aus dem
Datenblatt der LT1021 übernommen. Bei der von Dir angesprochenen
Änderung der Widerstände sehe ich aber keine Auswirkungen auf den
Eingangsstrom von U7, dem Puffer nach dem Poti (auch nicht von U3).
Holger
Holger Schieferdecker
Nov 3, 2022, 9:59:45 AM11/3/22
to
Am 29.10.2022 um 02:08 schrieb Gerhard Hoffmann:
> Am 27.10.22 um 17:27 schrieb Holger Schieferdecker:
>> Hallo,
>>
>> nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
>> beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
>> (z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
>> simuliert werden.
>
> Heute Nacht will ich mich da nicht mehr reinknien, aber:
>
> Dickfilm-Widerstände mit Gleichspannung darüber rauschen teilweise
> schlimmer als carbon composition von vor 70 Jahren:
> also Dünnfilm-SMDs. (vor allem 1/f-Rauschen) Ich habe Dünnfilm
> von Susumu (Digikey), die tun's. Da gab es mal ein Sortiment
> in 0.5% DünnFilm in ganz vielen Glasfläschchen, richtig gut.
Ok, danke für den Hinweis.
> Am 27.10.22 um 17:27 schrieb Holger Schieferdecker:
>> Hallo,
>>
>> nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
>> beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
>> (z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
>> simuliert werden.
>
> Heute Nacht will ich mich da nicht mehr reinknien, aber:
>
> Dickfilm-Widerstände mit Gleichspannung darüber rauschen teilweise
> schlimmer als carbon composition von vor 70 Jahren:
> also Dünnfilm-SMDs. (vor allem 1/f-Rauschen) Ich habe Dünnfilm
> von Susumu (Digikey), die tun's. Da gab es mal ein Sortiment
> in 0.5% DünnFilm in ganz vielen Glasfläschchen, richtig gut.
> Der ADA4898-2 ist ganz gut, was Spannungs-Rauschen angeht.
gut. RS hat den ADA4898-1. Und das Pad auf der Unterseite erschwert
wieder das Löten mit dem Lötkolben.
>> Die Frage ist, was das Poti selbst für einen Einfluß auf das Rauschen
>> hat. Damit kenne ich mich nicht aus.
>
> Drahtpoti ist OK, Dickfilm-SMD-Poti eher nicht. Mein 1.
> Entwicklungsleiter pflegte zu sagen: Jeder R-Trimmer ist ein
> Eingeständnis der Ignoranz. Das wird ausgerechnet und dann der
> richtige Fest-R hingelötet. OK, Optimierungen an wichtigen
> Werten sind möglich.
leider nicht, ich brauche ja die Einstellmöglichkeit.
Danke,
Holger
Holger Schieferdecker
Nov 3, 2022, 10:04:31 AM11/3/22
to
Am 31.10.2022 um 00:35 schrieb Rolf Bombach:
> Holger Schieferdecker schrieb:
>
> Noch ein Kommentar zur Simulation:
> E1 scheint zur Simulation des Rauschens zu dienen.
Stimmt. Den Faktor bei E1 habe ich variiert, bis ich das gewünschte
> Holger Schieferdecker schrieb:
>
> Noch ein Kommentar zur Simulation:
> E1 scheint zur Simulation des Rauschens zu dienen.
Rauschen erreicht hatte.
> Da passiert was merkwürdiges. So wie gezeichnet scheint
> E1 einen Innenwiderstand zu entwickeln, etwas vom Sinus
> ist daran erkennbar. Das verschwindet, wenn E1 gegen
> Masse geht und V3 dann obendran angeordnet wird.
> Warum auch immer.
Holger
Rolf Bombach
Nov 3, 2022, 4:39:59 PM11/3/22
to
Holger Schieferdecker schrieb:
Vielleicht hat es bei mir die ICs anders numeriert. U7 ist bei
mir der erste Filter nach der Referenzquelle. Was für ein
Rauschen siehst du an der Referenz und am Augang von U7?
Allerdings weiss ich nicht, welcher Frequenzbereich für dich
wichtig ist. Falls es bei DC möglichst wenig wackeln soll,
wird es kompliziert.
--
mfg Rolf Bombach
mir der erste Filter nach der Referenzquelle. Was für ein
Rauschen siehst du an der Referenz und am Augang von U7?
Allerdings weiss ich nicht, welcher Frequenzbereich für dich
wichtig ist. Falls es bei DC möglichst wenig wackeln soll,
wird es kompliziert.
--
mfg Rolf Bombach
Rolf Bombach
Nov 3, 2022, 4:46:15 PM11/3/22
to
Rolf Bombach schrieb:
Ingrid meint: Zur Zeit können meine Postings noch konfuser sein
als sonst schon. Und mit TTippfehelern behaffftett, wegen
Schüttütellfrossstt.
Ganz herzlichen Dank an aller Corona-leugnenden Imfpgegener und
Maskenverweigerer. Ihr habt es geschafft. Da hat auch meine
3X Impfung nichts mehr genutzt. Immerhin weiss ich jetzt, wie
ein positiver Test aussieht und wie sich das so anfühlt.
--
mfg Rolf Bombach
Ingrid meint: Zur Zeit können meine Postings noch konfuser sein
als sonst schon. Und mit TTippfehelern behaffftett, wegen
Schüttütellfrossstt.
Ganz herzlichen Dank an aller Corona-leugnenden Imfpgegener und
Maskenverweigerer. Ihr habt es geschafft. Da hat auch meine
3X Impfung nichts mehr genutzt. Immerhin weiss ich jetzt, wie
ein positiver Test aussieht und wie sich das so anfühlt.
--
mfg Rolf Bombach
Bernd Laengerich
Nov 4, 2022, 7:04:13 AM11/4/22
to
Am 03.11.2022 um 21:46 schrieb Rolf Bombach:
> Ingrid meint: Zur Zeit können meine Postings noch konfuser sein
> als sonst schon. Und mit TTippfehelern behaffftett, wegen
> Schüttütellfrossstt.
Gute und vor allem schnelle Besserung wünsche ich Dir. Und daß nix (oder nur
> Ingrid meint: Zur Zeit können meine Postings noch konfuser sein
> als sonst schon. Und mit TTippfehelern behaffftett, wegen
> Schüttütellfrossstt.
sehr wenig) davon nachbleibt.
$EHEFRAU hatte es und hat mich irgendwie nicht infiziert. Isolationshaft haben
wir nicht angewandt.
Bernd
Helmut Schellong
Nov 4, 2022, 9:12:51 AM11/4/22
to
On 11/04/2022 12:04, Bernd Laengerich wrote:
> Am 03.11.2022 um 21:46 schrieb Rolf Bombach:
>
>> Ingrid meint: Zur Zeit können meine Postings noch konfuser sein
>> als sonst schon. Und mit TTippfehelern behaffftett, wegen
>> Schüttütellfrossstt.
>
> Gute und vor allem schnelle Besserung wünsche ich Dir. Und daß nix (oder nur sehr wenig) davon nachbleibt.
In meiner Lehre 1969 war ich auch 3 Monate in der Entwicklungsabteilung.
> Am 03.11.2022 um 21:46 schrieb Rolf Bombach:
>
>> Ingrid meint: Zur Zeit können meine Postings noch konfuser sein
>> als sonst schon. Und mit TTippfehelern behaffftett, wegen
>> Schüttütellfrossstt.
>
> Gute und vor allem schnelle Besserung wünsche ich Dir. Und daß nix (oder nur sehr wenig) davon nachbleibt.
Da stieß sich ein Ing. am Zeichenbrett den Kopf.
Dieser sagte daraufhin:
"Davon habe ich aber nichts zurückbehalten - zurückbehalten,
zurückbehalten, zurückbehalten, zurückbehalten, ..."
--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong v...@schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm http://www.schellong.de/c2x.htm http://www.schellong.de/c_padding_bits.htm
http://www.schellong.de/htm/bishmnk.htm http://www.schellong.de/htm/rpar.bish.html http://www.schellong.de/htm/sieger.bish.html
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm http://www.schellong.de/htm/tuner.htm
http://www.schellong.de/htm/string.htm http://www.schellong.de/htm/string.c.html http://www.schellong.de/htm/deutsche_bahn.htm
http://www.schellong.de/htm/schaltungen.htm http://www.schellong.de/htm/math87.htm http://www.schellong.de/htm/dragon.c.html
Holger Schieferdecker
Nov 4, 2022, 9:19:44 AM11/4/22
to
Am 03.11.2022 um 21:39 schrieb Rolf Bombach:
> Holger Schieferdecker schrieb:
>> Am 29.10.2022 um 00:42 schrieb Rolf Bombach:
>>> Holger Schieferdecker schrieb:
>>> Ungünstig sind die Siebwiderstände R6 und R9. Nicht wegen des
>>> Widerstandsrauschens an sich (40 nV, thereabouts), sondern
>>> wegen des Eingangsstroms von U7 (OP27). Faktor 10 kleiner und
>>> der Spuk ist vorbei. In der Simulation...
>>
>> Entschuldige bitte, ich verstehe gerade nicht ganz, was Du meinst.
>>
>> R6 und R9 zusammen mit C4 und C5, sowie danach U3 sind ein
>> Tiefpassfilter für die Referenzspannung. Das habe ich so aus dem
>> Datenblatt der LT1021 übernommen. Bei der von Dir angesprochenen
>> Änderung der Widerstände sehe ich aber keine Auswirkungen auf den
>> Eingangsstrom von U7, dem Puffer nach dem Poti (auch nicht von U3).
>
> Vielleicht hat es bei mir die ICs anders numeriert. U7 ist bei
> mir der erste Filter nach der Referenzquelle. Was für ein
> Rauschen siehst du an der Referenz und am Augang von U7?
Ah, danke, jetzt ist es klar.
> Holger Schieferdecker schrieb:
>> Am 29.10.2022 um 00:42 schrieb Rolf Bombach:
>>> Holger Schieferdecker schrieb:
>>> Ungünstig sind die Siebwiderstände R6 und R9. Nicht wegen des
>>> Widerstandsrauschens an sich (40 nV, thereabouts), sondern
>>> wegen des Eingangsstroms von U7 (OP27). Faktor 10 kleiner und
>>> der Spuk ist vorbei. In der Simulation...
>>
>> Entschuldige bitte, ich verstehe gerade nicht ganz, was Du meinst.
>>
>> R6 und R9 zusammen mit C4 und C5, sowie danach U3 sind ein
>> Tiefpassfilter für die Referenzspannung. Das habe ich so aus dem
>> Datenblatt der LT1021 übernommen. Bei der von Dir angesprochenen
>> Änderung der Widerstände sehe ich aber keine Auswirkungen auf den
>> Eingangsstrom von U7, dem Puffer nach dem Poti (auch nicht von U3).
>
> Vielleicht hat es bei mir die ICs anders numeriert. U7 ist bei
> mir der erste Filter nach der Referenzquelle. Was für ein
> Rauschen siehst du an der Referenz und am Augang von U7?
Stimmt, das Rauschen direkt am Ausgang der Referenz steigt von 10 Hz
nach 1 Hz ziemlich an und wird zu noch niedrigeren Freqenzen hin flach.
Am Eingang des nachfolgenden OPs und dann auch an seinem Ausgang steigt
die Kurve jedoch bei Frequenzen unter 1 Hz an. Das gilt bei 36k für R6
und R9. Das schlägt sich dann auch auf die Ausgangssapnnung ganz am Ende
durch.
Für kleinere Widerstände wird die Kurve unterhalb von 1 Hz flacher.
Dafür steigt das Rauschniveau zwischen 1 Hz und 100 Hz an.
Das integrierte Rauschen über den gesamten Frequenzbereich wird aber
größer für kleinere Widerstände. Der von Dir getestete Faktor 10 (also
3,6k) ist wohl zu extrem, aber 15k sind wohl ein ganz guter Kompromiß.
> Allerdings weiss ich nicht, welcher Frequenzbereich für dich
> wichtig ist. Falls es bei DC möglichst wenig wackeln soll,
> wird es kompliziert.
über das Regelsignal ausgleichen. DC ist dann wohl nicht ganz so kritisch.
Ich wünsche Dir eine gute und schnelle Besserung!
Holger
Rolf Bombach
Nov 4, 2022, 2:29:08 PM11/4/22
to
Holger Schieferdecker schrieb:
dann von 1u auf 10u erhöhen.
Schlimmstenfalls helfen zwei Schritte:
- Zwei oder mehr REFs parallel hängen (via 2 Widerstände a 30k usw.)
- Grenzfrequenz des Filters nochmals deutlich tiefer legen
Die Beule in der Funktion zeigt ja, dass die Grenzfrequenz des
Filters eigentlich zu hoch ist.
Da schwant mir aber übles: Was passiert eigentlich beim Abschalten
des Geräts? Dann sind doch die 10 V in C4/C1 etc gespeichert.
Hoffentlich passiert da nix. Vielleicht doch noch Dioden nach Vcc
spendieren.
--
mfg Rolf Bombach
>
> Stimmt, das Rauschen direkt am Ausgang der Referenz steigt von 10 Hz nach 1 Hz ziemlich an und wird zu noch niedrigeren Freqenzen hin flach.
>
> Am Eingang des nachfolgenden OPs und dann auch an seinem Ausgang steigt die Kurve jedoch bei Frequenzen unter 1 Hz an. Das gilt bei 36k für R6 und R9. Das schlägt sich dann auch auf die
> Ausgangssapnnung ganz am Ende durch.
>
> Für kleinere Widerstände wird die Kurve unterhalb von 1 Hz flacher. Dafür steigt das Rauschniveau zwischen 1 Hz und 100 Hz an.
>
> Das integrierte Rauschen über den gesamten Frequenzbereich wird aber größer für kleinere Widerstände. Der von Dir getestete Faktor 10 (also 3,6k) ist wohl zu extrem, aber 15k sind wohl ein ganz guter
> Kompromiß.
Ja; die Grenzfrequenz des Filters verschiebt sich halt. Man müsste
> Stimmt, das Rauschen direkt am Ausgang der Referenz steigt von 10 Hz nach 1 Hz ziemlich an und wird zu noch niedrigeren Freqenzen hin flach.
>
> Am Eingang des nachfolgenden OPs und dann auch an seinem Ausgang steigt die Kurve jedoch bei Frequenzen unter 1 Hz an. Das gilt bei 36k für R6 und R9. Das schlägt sich dann auch auf die
> Ausgangssapnnung ganz am Ende durch.
>
> Für kleinere Widerstände wird die Kurve unterhalb von 1 Hz flacher. Dafür steigt das Rauschniveau zwischen 1 Hz und 100 Hz an.
>
> Das integrierte Rauschen über den gesamten Frequenzbereich wird aber größer für kleinere Widerstände. Der von Dir getestete Faktor 10 (also 3,6k) ist wohl zu extrem, aber 15k sind wohl ein ganz guter
> Kompromiß.
dann von 1u auf 10u erhöhen.
Schlimmstenfalls helfen zwei Schritte:
- Zwei oder mehr REFs parallel hängen (via 2 Widerstände a 30k usw.)
- Grenzfrequenz des Filters nochmals deutlich tiefer legen
Die Beule in der Funktion zeigt ja, dass die Grenzfrequenz des
Filters eigentlich zu hoch ist.
Da schwant mir aber übles: Was passiert eigentlich beim Abschalten
des Geräts? Dann sind doch die 10 V in C4/C1 etc gespeichert.
Hoffentlich passiert da nix. Vielleicht doch noch Dioden nach Vcc
spendieren.
--
mfg Rolf Bombach
Holger Schieferdecker
Nov 7, 2022, 10:11:14 AM11/7/22
to
Am 04.11.2022 um 19:29 schrieb Rolf Bombach:
> Holger Schieferdecker schrieb:
>>
>> Stimmt, das Rauschen direkt am Ausgang der Referenz steigt von 10 Hz
>> nach 1 Hz ziemlich an und wird zu noch niedrigeren Freqenzen hin flach.
>>
>> Am Eingang des nachfolgenden OPs und dann auch an seinem Ausgang
>> steigt die Kurve jedoch bei Frequenzen unter 1 Hz an. Das gilt bei 36k
>> für R6 und R9. Das schlägt sich dann auch auf die Ausgangssapnnung
>> ganz am Ende durch.
>>
>> Für kleinere Widerstände wird die Kurve unterhalb von 1 Hz flacher.
>> Dafür steigt das Rauschniveau zwischen 1 Hz und 100 Hz an.
>>
>> Das integrierte Rauschen über den gesamten Frequenzbereich wird aber
>> größer für kleinere Widerstände. Der von Dir getestete Faktor 10 (also
>> 3,6k) ist wohl zu extrem, aber 15k sind wohl ein ganz guter Kompromiß.
>
> Ja; die Grenzfrequenz des Filters verschiebt sich halt. Man müsste
> dann von 1u auf 10u erhöhen.
4.7u sind schon ganz gut, der Schritt auf 10u tut nicht mehr so viel.
> Holger Schieferdecker schrieb:
>>
>> Stimmt, das Rauschen direkt am Ausgang der Referenz steigt von 10 Hz
>> nach 1 Hz ziemlich an und wird zu noch niedrigeren Freqenzen hin flach.
>>
>> Am Eingang des nachfolgenden OPs und dann auch an seinem Ausgang
>> steigt die Kurve jedoch bei Frequenzen unter 1 Hz an. Das gilt bei 36k
>> für R6 und R9. Das schlägt sich dann auch auf die Ausgangssapnnung
>> ganz am Ende durch.
>>
>> Für kleinere Widerstände wird die Kurve unterhalb von 1 Hz flacher.
>> Dafür steigt das Rauschniveau zwischen 1 Hz und 100 Hz an.
>>
>> Das integrierte Rauschen über den gesamten Frequenzbereich wird aber
>> größer für kleinere Widerstände. Der von Dir getestete Faktor 10 (also
>> 3,6k) ist wohl zu extrem, aber 15k sind wohl ein ganz guter Kompromiß.
>
> Ja; die Grenzfrequenz des Filters verschiebt sich halt. Man müsste
> dann von 1u auf 10u erhöhen.
Und Folienkondensatoren sind dann schon relativ groß.
> Schlimmstenfalls helfen zwei Schritte:
> - Zwei oder mehr REFs parallel hängen (via 2 Widerstände a 30k usw.)
> - Grenzfrequenz des Filters nochmals deutlich tiefer legen
> Die Beule in der Funktion zeigt ja, dass die Grenzfrequenz des
> Filters eigentlich zu hoch ist.
Ich habe ganz am Ausgang noch einen Filterkondesator hinzugefügt, ebenso
bei der Offsetaddition. Das wirkt sich spürbar aus (integriert über den
ganzen Frequenzbereich).
> Da schwant mir aber übles: Was passiert eigentlich beim Abschalten
> des Geräts? Dann sind doch die 10 V in C4/C1 etc gespeichert.
> Hoffentlich passiert da nix. Vielleicht doch noch Dioden nach Vcc
> spendieren.
schneller weg sein als die Spannung an deren Eingang (auch beim
Pufferverstärker nach dem Poti). Laut Datenblatt ist die zulässige
maximale Eingangsspannung gleich der Versorgungsspannung. Die Dioden
sind dann eine gute Idee, danke für den Hinweis.
Holger
Holger Schieferdecker
Mar 6, 2023, 10:41:33 AM3/6/23
to
Ich will mal ein bißchen berichten.
Am 27.10.2022 um 17:27 schrieb Holger Schieferdecker:
> Hallo,
>
> nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
> beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
> (z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
> simuliert werden.
>
> Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
> hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS (18 kHz Bandbreite, DAC mit 21
> Bit, Amplitude +-6,5 V). Das Signal wird durch 20 geteilt und dazu ein
> Offset zwischen +-8 V addiert. Das finale Signal ist also im
> wesentlichen die Offsetspannung mit dem aufmodulierten Regelsignal mit
> einer Amplitude von ca. 3,25 V. Dieses geht zu einem HV-Verstärker mit
> Verstärkung 20. Auf der HV-Seite soll dann eine Spannung (an einem
> Piezo) anliegen, die dem verstärkten Offset entspricht und wieder um ca.
> +-6,5 V moduliert werden kann. Am Eingang des HV-Verstärkers ist ein
> Widerstand von 1 kOhm gegen GND.
>
> Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
> Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen. LTspice sagt mir, daß ich je
> nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
> integriert). Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden, sollte
> das eigentlich passen.
Die ursprünglich gepostete Version der Schaltung habe ich mit
Tiefpassfiltern noch etwas modifiziert und außerdem bei AD noch ein
Modell des hier vorhandenen OP27G heruntergeladen und integriert. Damit
wird das von LTspice berechnete Rauschen etwas schlechter als mit dem
Modell des integrierten OP27. Außerdem mußte ich den Alternate Solver
aktivieren, damit die Simulation durchläuft, sie benötigt dann auch
deutlich mehr Zeit. Nichtsdestotrotz konnte ich das Rauschen unter die
gewünschte Schwelle drücken. Das finale Simulationsergebnis war:
2,26 µVrms (Bandbreite 0,1 Hz bis 100 kHz)
Die fertige reale Schaltung habe ich dann folgendermaßen nachgemessen:
- Versorgung mit Tischnetzteil (Trafo + Linearregler)
- Eingangspin mit GND verbunden
- Ausgang auf einen kommerziellen Low-Noise Verstärker Stanford SR650
- Dessen Tiefpass auf 100 kHz mit 12 dB / oct gestellt
- Gain 1000
- Ausgabe auf Ozsilloskop
- Daten auf USB gespeichert (100000 Punkte) und RMS-Wert berechnet
Der SR560 hat bei G=1000 ein gemessenes Eigenrauschen von 2 mVrms auf
dem Oszibild.
Bei langsamer Abtastung ist noch eine leichte 50 Hz-Schwingung
überlagert, das RMS-Rauschen beträgt (geteilt durch 1000) 2,9 µVrms.
Bei schneller Abtastung, also wenn man die 50 Hz-Schwingung unsichtbar
macht und geeignet das Bild einfriert, messe ich ein RMS-Rauschen von
2,4 µVrms (wieder geteilt durch 1000). Simulation und Realität passen
also für mich nicht so schlecht zusammen.
Dann habe ich die Platine wie geplant in ein 19" Rack von Toptica
eingesetzt. Das war dann nicht mehr so schön, das Rauschen ist stärker,
nämlich messe ich dann 4,2 µVrms. Wenn man ein bißchen reinzoomt, sind
regelmäßige Peaks zu sehen, die einer Frequenz von etwa 54 kHz
entsprechen. Immerhin sind die 50 Hz damit weg (oder überdeckt).
Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je
einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
überschaubar.
Wie die Versorgungsspannung direkt aussieht, habe ich mir noch nicht
angeschaut. Aber sie spielt definitiv eine Rolle. Zuerst hatte ich ein
anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
Hz-Schwingung.
Holger
Am 27.10.2022 um 17:27 schrieb Holger Schieferdecker:
> Hallo,
>
> nun habe ich mich auch mal mit einer Rauschanalyse bei LTspice
> beschäftigt. Da würde ich gerne wissen, wie gut man dem vertrauen kann
> (z.B. den Modellen), oder wo evtl. Effekte reinspielen, die nicht mit
> simuliert werden.
>
> Das Projekt, um das es geht, ist folgendes: Der Ausgang eines Reglers
> hat ein nominelles Rauschen von 20 µV_RMS (18 kHz Bandbreite, DAC mit 21
> Bit, Amplitude +-6,5 V). Das Signal wird durch 20 geteilt und dazu ein
> Offset zwischen +-8 V addiert. Das finale Signal ist also im
> wesentlichen die Offsetspannung mit dem aufmodulierten Regelsignal mit
> einer Amplitude von ca. 3,25 V. Dieses geht zu einem HV-Verstärker mit
> Verstärkung 20. Auf der HV-Seite soll dann eine Spannung (an einem
> Piezo) anliegen, die dem verstärkten Offset entspricht und wieder um ca.
> +-6,5 V moduliert werden kann. Am Eingang des HV-Verstärkers ist ein
> Widerstand von 1 kOhm gegen GND.
>
> Der HV-Verstärker hat ein angegebenes Eigenrauschen von 50 µV_RMS.
> Vorgabe war, daß das Rauschen des Eingangssignals nach Verstärkung von
> 20 nicht höher ist als das Eigenrauschen. LTspice sagt mir, daß ich je
> nach Offset schlimmstenfalls bei 2,5 µV_RMS liege (0,1 Hz bis 50 kHz
> integriert). Nachdem effektiv sowieso nur 20 kHz benötigt werden, sollte
> das eigentlich passen.
Tiefpassfiltern noch etwas modifiziert und außerdem bei AD noch ein
Modell des hier vorhandenen OP27G heruntergeladen und integriert. Damit
wird das von LTspice berechnete Rauschen etwas schlechter als mit dem
Modell des integrierten OP27. Außerdem mußte ich den Alternate Solver
aktivieren, damit die Simulation durchläuft, sie benötigt dann auch
deutlich mehr Zeit. Nichtsdestotrotz konnte ich das Rauschen unter die
gewünschte Schwelle drücken. Das finale Simulationsergebnis war:
2,26 µVrms (Bandbreite 0,1 Hz bis 100 kHz)
Die fertige reale Schaltung habe ich dann folgendermaßen nachgemessen:
- Versorgung mit Tischnetzteil (Trafo + Linearregler)
- Eingangspin mit GND verbunden
- Ausgang auf einen kommerziellen Low-Noise Verstärker Stanford SR650
- Dessen Tiefpass auf 100 kHz mit 12 dB / oct gestellt
- Gain 1000
- Ausgabe auf Ozsilloskop
- Daten auf USB gespeichert (100000 Punkte) und RMS-Wert berechnet
Der SR560 hat bei G=1000 ein gemessenes Eigenrauschen von 2 mVrms auf
dem Oszibild.
Bei langsamer Abtastung ist noch eine leichte 50 Hz-Schwingung
überlagert, das RMS-Rauschen beträgt (geteilt durch 1000) 2,9 µVrms.
Bei schneller Abtastung, also wenn man die 50 Hz-Schwingung unsichtbar
macht und geeignet das Bild einfriert, messe ich ein RMS-Rauschen von
2,4 µVrms (wieder geteilt durch 1000). Simulation und Realität passen
also für mich nicht so schlecht zusammen.
Dann habe ich die Platine wie geplant in ein 19" Rack von Toptica
eingesetzt. Das war dann nicht mehr so schön, das Rauschen ist stärker,
nämlich messe ich dann 4,2 µVrms. Wenn man ein bißchen reinzoomt, sind
regelmäßige Peaks zu sehen, die einer Frequenz von etwa 54 kHz
entsprechen. Immerhin sind die 50 Hz damit weg (oder überdeckt).
Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je
einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
überschaubar.
Wie die Versorgungsspannung direkt aussieht, habe ich mir noch nicht
angeschaut. Aber sie spielt definitiv eine Rolle. Zuerst hatte ich ein
anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
Hz-Schwingung.
Holger
Axel Berger
Mar 6, 2023, 11:38:14 AM3/6/23
to
Holger Schieferdecker wrote:
> Zuerst hatte ich ein
> anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
> Zuerst hatte ich ein
> Hz-Schwingung.
Iirc muß die Störung 100 Hz sein oder sie stammt nicht aus der
Versorgung.
--
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Gerhard Hoffmann
Mar 6, 2023, 12:58:25 PM3/6/23
to
Am 06.03.23 um 16:36 schrieb Holger Schieferdecker:
>
> Dann habe ich die Platine wie geplant in ein 19" Rack von Toptica
> eingesetzt. Das war dann nicht mehr so schön, das Rauschen ist stärker,
Warum läuft mir neuerdings alle paar Tage Toptica über den Weg
und früher garniemals nie?
> nämlich messe ich dann 4,2 µVrms. Wenn man ein bißchen reinzoomt, sind
> regelmäßige Peaks zu sehen, die einer Frequenz von etwa 54 kHz
> entsprechen. Immerhin sind die 50 Hz damit weg (oder überdeckt).
Das wird irgendein DC/DC-Converter sein. Wenn es hier wäre, dann
würde ich auf das Ringlicht vom Mikroskop tippen.
>
> Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je
> einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
> überschaubar.
Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.
<
https://www.flickr.com/photos/137684711@N07/51376752890/in/datetaken/lightbox/
>
Je einer für die + und die Minus-Seite.
Der C-Multiplier ist im Prinzip ein kapazitiv belasteter
Emitterfolger, der kann eine eigene Schwingneigung entwickeln.
Ein Widerstand direkt an der Basis ist deshalb sehr zu
empfehlen (base/Gatestopper) auch wenn sein thermisches Rauschen
weh tun kann. Die 1pF an der Basis sind nur für was-wenn-Betrachtungen.
Nicht zum Einlöten.
Weil die abgeb. Schaltung aus Akkus laufen soll, habe ich noch
3 Zenerdioden vorgesehen, damit der Arbeitspunkt halbwegs
stabil bleibt. 4V und kleiner rauscht sehr wenig und die DC
addiert sich linear, das Rauschen der Dioden nur geometrisch.
Ganz oben links ist eine rauschende VCC-Quelle. Die 60 Ohm
erzeugen eine Rauschdichte von 1 nV/root Hz.
Eine voltage_controlled_voltage_source mit einstellbarer
Verstärkung skaliert das dann auf die gewünschte Menge an Dreck.
Der wird zur sauberen eigentlichen VCC addiert.
Der kleine uV-Offset in serie zum 60R verhindert, dass LTspice
irgendwo durch 0 dividiert.
Man kann damit ausloten, wieviel Dreck man sich auf VCC leisten
kann, bevor es auf den Ausgang durchschlägt.
Das CPH3910-Modell ist bezgl. des Rauschens leicht optimistisch.
Für die 16 parallelen FETs kommen tatsächlich etwa 340 pV/rt Hz raus.
L3, L19, L20 sind nur Parkplätze für Stabiltätsuntersuchungen.
> Wie die Versorgungsspannung direkt aussieht, habe ich mir noch nicht
> angeschaut. Aber sie spielt definitiv eine Rolle. Zuerst hatte ich ein
> anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
> Hz-Schwingung.
Gerhard
>
> Dann habe ich die Platine wie geplant in ein 19" Rack von Toptica
> eingesetzt. Das war dann nicht mehr so schön, das Rauschen ist stärker,
und früher garniemals nie?
> nämlich messe ich dann 4,2 µVrms. Wenn man ein bißchen reinzoomt, sind
> regelmäßige Peaks zu sehen, die einer Frequenz von etwa 54 kHz
> entsprechen. Immerhin sind die 50 Hz damit weg (oder überdeckt).
würde ich auf das Ringlicht vom Mikroskop tippen.
>
> Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je
> einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
> überschaubar.
Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.
<
https://www.flickr.com/photos/137684711@N07/51376752890/in/datetaken/lightbox/
>
Je einer für die + und die Minus-Seite.
Der C-Multiplier ist im Prinzip ein kapazitiv belasteter
Emitterfolger, der kann eine eigene Schwingneigung entwickeln.
Ein Widerstand direkt an der Basis ist deshalb sehr zu
empfehlen (base/Gatestopper) auch wenn sein thermisches Rauschen
weh tun kann. Die 1pF an der Basis sind nur für was-wenn-Betrachtungen.
Nicht zum Einlöten.
Weil die abgeb. Schaltung aus Akkus laufen soll, habe ich noch
3 Zenerdioden vorgesehen, damit der Arbeitspunkt halbwegs
stabil bleibt. 4V und kleiner rauscht sehr wenig und die DC
addiert sich linear, das Rauschen der Dioden nur geometrisch.
Ganz oben links ist eine rauschende VCC-Quelle. Die 60 Ohm
erzeugen eine Rauschdichte von 1 nV/root Hz.
Eine voltage_controlled_voltage_source mit einstellbarer
Verstärkung skaliert das dann auf die gewünschte Menge an Dreck.
Der wird zur sauberen eigentlichen VCC addiert.
Der kleine uV-Offset in serie zum 60R verhindert, dass LTspice
irgendwo durch 0 dividiert.
Man kann damit ausloten, wieviel Dreck man sich auf VCC leisten
kann, bevor es auf den Ausgang durchschlägt.
Das CPH3910-Modell ist bezgl. des Rauschens leicht optimistisch.
Für die 16 parallelen FETs kommen tatsächlich etwa 340 pV/rt Hz raus.
L3, L19, L20 sind nur Parkplätze für Stabiltätsuntersuchungen.
> Wie die Versorgungsspannung direkt aussieht, habe ich mir noch nicht
> angeschaut. Aber sie spielt definitiv eine Rolle. Zuerst hatte ich ein
> anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
> Hz-Schwingung.
Michael Schwingen
Mar 6, 2023, 4:10:36 PM3/6/23
to
On 2023-03-06, Axel Berger <Sp...@Berger-Odenthal.De> wrote:
>> anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
>> Hz-Schwingung.
>
> Iirc muß die Störung 100 Hz sein oder sie stammt nicht aus der
> Versorgung.
50Hz AC per kapazitiver Kopplung von der Primärseite?
>> anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
>> Hz-Schwingung.
>
> Iirc muß die Störung 100 Hz sein oder sie stammt nicht aus der
> Versorgung.
Setzt voraus, daß das asymmetrisch auf VCC und GND koppelt.
cu
Michael
--
Some people have no respect of age unless it is bottled.
Holger Schieferdecker
Mar 7, 2023, 9:53:56 AM3/7/23
to
Am 06.03.2023 um 18:58 schrieb Gerhard Hoffmann:
> Am 06.03.23 um 16:36 schrieb Holger Schieferdecker:
>>
>> Dann habe ich die Platine wie geplant in ein 19" Rack von Toptica
>> eingesetzt. Das war dann nicht mehr so schön, das Rauschen ist stärker,
>
> Warum läuft mir neuerdings alle paar Tage Toptica über den Weg
> und früher garniemals nie?
>
>> nämlich messe ich dann 4,2 µVrms. Wenn man ein bißchen reinzoomt, sind
>> regelmäßige Peaks zu sehen, die einer Frequenz von etwa 54 kHz
>> entsprechen. Immerhin sind die 50 Hz damit weg (oder überdeckt).
>
> Das wird irgendein DC/DC-Converter sein. Wenn es hier wäre, dann
> würde ich auf das Ringlicht vom Mikroskop tippen.
Inzwischen habe ich festgestellt, daß es am Oszilloskop liegt. Diese
> Am 06.03.23 um 16:36 schrieb Holger Schieferdecker:
>>
>> Dann habe ich die Platine wie geplant in ein 19" Rack von Toptica
>> eingesetzt. Das war dann nicht mehr so schön, das Rauschen ist stärker,
>
> Warum läuft mir neuerdings alle paar Tage Toptica über den Weg
> und früher garniemals nie?
>
>> nämlich messe ich dann 4,2 µVrms. Wenn man ein bißchen reinzoomt, sind
>> regelmäßige Peaks zu sehen, die einer Frequenz von etwa 54 kHz
>> entsprechen. Immerhin sind die 50 Hz damit weg (oder überdeckt).
>
> Das wird irgendein DC/DC-Converter sein. Wenn es hier wäre, dann
> würde ich auf das Ringlicht vom Mikroskop tippen.
Peaks mit 55 kHz treten auch auf, wenn meine Platine nur ins Rack
eingeschoben ist, dieses aber gar nicht eingeschaltet ist. Und sobald
ich am Rack den Netzstecker ziehe, sind sie weg. Das scheint über PE
einzukoppeln.
Verwende ich statt dem Oszi von GwInstek ein altes Tektronix TDS-2004B,
dann sind da keine Peaks zu sehen. Das hat halt "nur" 2500 Punkte
Speicher, aber ich bekomme ähnliche RMS-Werte. Ok, wenn meine Platine im
Rack ist und von dort versorgt wird, sind es 3,3 µVrms. Damit kann ich
vielleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.
>> Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit
>> je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
>> überschaubar.
>
> Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
> Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
> aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.
Holger
Rolf Bombach
Mar 7, 2023, 4:41:08 PM3/7/23
to
Holger Schieferdecker schrieb:
raus, IIRC aber eher 35 kHz vom Wandler für die CCFL.
--
mfg Rolf Bombach
>
> Inzwischen habe ich festgestellt, daß es am Oszilloskop liegt. Diese Peaks mit 55 kHz treten auch auf, wenn meine Platine nur ins Rack eingeschoben ist, dieses aber gar nicht eingeschaltet ist. Und
> sobald ich am Rack den Netzstecker ziehe, sind sie weg. Das scheint über PE einzukoppeln.
>
> Verwende ich statt dem Oszi von GwInstek ein altes Tektronix TDS-2004B, dann sind da keine Peaks zu sehen. Das hat halt "nur" 2500 Punkte Speicher, aber ich bekomme ähnliche RMS-Werte.
Wundert mich. Gerade bei den Tek2000 sifft was aus dem Bildschirm
> Inzwischen habe ich festgestellt, daß es am Oszilloskop liegt. Diese Peaks mit 55 kHz treten auch auf, wenn meine Platine nur ins Rack eingeschoben ist, dieses aber gar nicht eingeschaltet ist. Und
> sobald ich am Rack den Netzstecker ziehe, sind sie weg. Das scheint über PE einzukoppeln.
>
> Verwende ich statt dem Oszi von GwInstek ein altes Tektronix TDS-2004B, dann sind da keine Peaks zu sehen. Das hat halt "nur" 2500 Punkte Speicher, aber ich bekomme ähnliche RMS-Werte.
raus, IIRC aber eher 35 kHz vom Wandler für die CCFL.
--
mfg Rolf Bombach
Gerhard Hoffmann
Mar 7, 2023, 5:30:22 PM3/7/23
to
Am 07.03.23 um 15:48 schrieb Holger Schieferdecker:
1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
auch nur die Kapitel, wo's gerade brennt.
Gerhard
lleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.
>
>>> Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit
>>> je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
>>> überschaubar.
>>
>> Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
>> Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
>> aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.
>
> Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.
In "Art Of Electronics" ed. 3 ist das genauer erklärt.
>
>>> Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit
>>> je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten
>>> überschaubar.
>>
>> Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
>> Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
>> aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.
>
> Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.
1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
auch nur die Kapitel, wo's gerade brennt.
Gerhard
Helmut Schellong
Mar 7, 2023, 5:52:34 PM3/7/23
to
Stichwörter: NIC, Gyrator, Filter mit OPV,R,C -> Verhalten wie LC.
Radio RIM hatte schon in den 1970ern entsprechende Elektronik-Module angeboten.
Rolf Bombach
Mar 8, 2023, 5:34:27 PM3/8/23
to
Helmut Schellong schrieb:
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum "Putzen" der Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11'000 uF
im C-Multiplier. 10'000 am Ausgang alleine wird dann als "brute force" betitelt.
> Radio RIM hatte schon in den 1970ern entsprechende Elektronik-Module angeboten.
Durchaus auch mistige mit vorallem '741.
--
mfg Rolf Bombach
> On 03/07/2023 23:30, Gerhard Hoffmann wrote:
>> Am 07.03.23 um 15:48 schrieb Holger Schieferdecker:
>> lleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.
>>>
>>>>> Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten überschaubar.
>>>>
>>>> Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
>>>> Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
>>>> aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.
>>>
>>> Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.
>>
>> In "Art Of Electronics" ed. 3 ist das genauer erklärt.
>> 1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
>> auch nur die Kapitel, wo's gerade brennt.
>>
>
> Das Thema gehört zu einer Themen-Familie.
> Stichwörter: NIC, Gyrator, Filter mit OPV,R,C -> Verhalten wie LC.
Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
>> Am 07.03.23 um 15:48 schrieb Holger Schieferdecker:
>> lleicht noch leben, das ist der nächste Schritt.
>>>
>>>>> Ich werde jetzt mal versuchen, die +/- 15V-Versorgung zu filtern mit je einem LC-Pi-Filter. Leider ist hier der Vorrat an Induktivitäten überschaubar.
>>>>
>>>> Ich würde da lieber einen C-Multiplier nehmen statt der
>>>> Induktivitäten, die können mit etwas Pech auch Störungen
>>>> aufnehmen. Und sie sind riesig, wenn sie was bewirken sollen.
>>>
>>> Danke für die Anregung, das muß ich mir merken und noch genauer anschauen.
>>
>> In "Art Of Electronics" ed. 3 ist das genauer erklärt.
>> 1000-Seiten-Schwarte, muss man aber gelesen haben, wenn
>> auch nur die Kapitel, wo's gerade brennt.
>>
>
> Das Thema gehört zu einer Themen-Familie.
> Stichwörter: NIC, Gyrator, Filter mit OPV,R,C -> Verhalten wie LC.
anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum "Putzen" der Eingangsspannung;
er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte Entwicklungsstufe vor
der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei wechselnden
Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11'000 uF
im C-Multiplier. 10'000 am Ausgang alleine wird dann als "brute force" betitelt.
> Radio RIM hatte schon in den 1970ern entsprechende Elektronik-Module angeboten.
--
mfg Rolf Bombach
Helmut Schellong
Mar 8, 2023, 6:13:42 PM3/8/23
to
Und zwar wird Energie aus der Versorgung mit Hilfe von verstärkenden Halbleiter-Bauelementen
dergestalt verwendet, um beispielsweise nicht vorhandene Bauelemente zu simulieren
oder um hilfreiche Effekte zu erzeugen.
Beispielsweise der Präzisions-Gleichrichter durch OPV.
>> Radio RIM hatte schon in den 1970ern entsprechende Elektronik-Module angeboten.
>
> Durchaus auch mistige mit vorallem '741.
>
Ich fand das interessant, weil RIM Entwicklung, Produktion und Handel gleichzeitig war.
Der 741 ist für Audio-Zwecke natürlich ungeeignet.
Man hatte damals grundsätzlich über OPV für Audio die Nase gerümpft.
Geeignet sind immer noch die typischen diskreten Transistoren.
Gerhard Hoffmann
Mar 8, 2023, 6:58:57 PM3/8/23
to
Am 08.03.23 um 23:34 schrieb Rolf Bombach:
> Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
> anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum "Putzen" der
> Eingangsspannung;
> er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte
> Entwicklungsstufe vor
> der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei
> wechselnden
> Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
> sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11'000 uF
> im C-Multiplier. 10'000 am Ausgang alleine wird dann als "brute force"
> betitelt.
Eher für die Rauschminderung NACH der Stabilisierung. An das
Ausgangsrauschen kommt kaum ein Regler ran, nicht mal der LT3042.
Gerhard
> Das sind alles lineare Filter. Der C-Multiplier reagiert aber ganz
> anders auf Belastung. Er dient eigentlich nur zum "Putzen" der
> Eingangsspannung;
> er ist ein mitschwimmender Emitterfolger. So die letzte
> Entwicklungsstufe vor
> der Stabilisierung. Dient vorallem zur Rausch- und Brumminderung bei
> wechselnden
> Spannungsverhältnissen. In den meisten Fällen ist eine Stabilisierung
> sinnvoller. Das Beispiel im AoE3 verwendet übrigens immerhin 11'000 uF
> im C-Multiplier. 10'000 am Ausgang alleine wird dann als "brute force"
> betitelt.
Ausgangsrauschen kommt kaum ein Regler ran, nicht mal der LT3042.
Gerhard
Holger Schieferdecker
Mar 9, 2023, 5:06:58 AM3/9/23
to
ich nichts falsch gemacht habe (in der Simulation), dann hat das
durchaus seinen Sinn, weil ja die Spannung nach dem C-Multiplier
lastabhängig ist. Oder?
Holger
Rolf Bombach
Mar 9, 2023, 4:50:15 PM3/9/23
to
Holger Schieferdecker schrieb:
Ja, ist sie, aber das Rauschen am Emitter eines Kleinleistungstransistors
bei 10 mA oder so ist um 2-3 Grössenordungen kleiner. Erkauft halt
mit fettem C an der Basis, d.h. für sehr tiefe Frequenzen wird das
herausfordernd.
--
mfg Rolf Bombach
bei 10 mA oder so ist um 2-3 Grössenordungen kleiner. Erkauft halt
mit fettem C an der Basis, d.h. für sehr tiefe Frequenzen wird das
herausfordernd.
--
mfg Rolf Bombach
Rolf Bombach
Mar 9, 2023, 5:01:03 PM3/9/23
to
Gerhard Hoffmann schrieb:
Richtig. Allerdings, und darauf wird auch hingewiesen, ist die
Stabilisierung erst mal wieder futsch. Die Last sollte dann
einigermassen konstant sein.
--
mfg Rolf Bombach
Stabilisierung erst mal wieder futsch. Die Last sollte dann
einigermassen konstant sein.
--
mfg Rolf Bombach
Holger Schieferdecker
Mar 17, 2023, 9:20:08 AM3/17/23
to
Am 06.03.2023 um 22:10 schrieb Michael Schwingen:
> On 2023-03-06, Axel Berger <Sp...@Berger-Odenthal.De> wrote:
>>> anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
>>> Hz-Schwingung.
>>
>> Iirc muß die Störung 100 Hz sein oder sie stammt nicht aus der
>> Versorgung.
>
> 50Hz AC per kapazitiver Kopplung von der Primärseite?
>
> Setzt voraus, daß das asymmetrisch auf VCC und GND koppelt.
Mag sein, daß es sowas ist, oder was anderes, ich kriege es jedenfalls
> On 2023-03-06, Axel Berger <Sp...@Berger-Odenthal.De> wrote:
>>> anderes Labornetzteil verwendet, da zeigte sich noch eine stärkere 50
>>> Hz-Schwingung.
>>
>> Iirc muß die Störung 100 Hz sein oder sie stammt nicht aus der
>> Versorgung.
>
> 50Hz AC per kapazitiver Kopplung von der Primärseite?
>
> Setzt voraus, daß das asymmetrisch auf VCC und GND koppelt.
nicht weg. Allerdings hängt es definitiv mit der Netzfrequenz zusammen,
ich habe das Oszi auf Netztrigger gestellt, dann bleibt die Position stabil.
Der von Gerhard erwähnte C-Multiplier hat nichts geändert. Ich habe auch
mal das Netzteil auf +/- 18 V gestellt und eine Spannungsregelung mit
7815 und 7915 zwischengeschaltet, keine Änderung. Auch ein Trenntrafo
vor dem Netzteil oder dem Oszi bringt nichts, es scheint also nicht mit
PE zusammenzuhängen.
Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:
Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi
Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf dem
Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich mit
dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.
Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m Länge
anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine
Schwingung mit 50 Hz zu sehen.
Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den
Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.
Holger
Rolf Bombach
Mar 18, 2023, 5:38:49 PM3/18/23
to
Holger Schieferdecker schrieb:
Ist irgendwo die ganze Sache geerdet? Liegen 230V-Kabel überall rum?
Blechgestell der hölzernen Tischplatte geerdet? Muss nicht, kann
aber Wunder wirken. Sieht alles nach kapazitiver Einstreuung aus.
--
mfg Rolf Bombach
>
> Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:
>
> Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi
>
> Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf dem Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich mit dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.
>
> Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m Länge anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine Schwingung mit 50 Hz zu sehen.
>
> Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.
Bist du sicher, dass du kein generelles Erdungsproblem hast?
> Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:
>
> Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi
>
> Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf dem Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich mit dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.
>
> Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m Länge anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine Schwingung mit 50 Hz zu sehen.
>
> Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.
Ist irgendwo die ganze Sache geerdet? Liegen 230V-Kabel überall rum?
Blechgestell der hölzernen Tischplatte geerdet? Muss nicht, kann
aber Wunder wirken. Sieht alles nach kapazitiver Einstreuung aus.
--
mfg Rolf Bombach
Helmut Schellong
Mar 18, 2023, 8:08:25 PM3/18/23
to
passenden Meßbereich 50,00 Hz und 0,7V angezeigt - ohne Stromfluß in der Umgebung.
Das kenne ich seit den 1970ern.
Damals hat man damit berührungsempfindliche Sensoren betrieben.
Holger Schieferdecker
Mar 22, 2023, 9:58:53 AM3/22/23
to
Am 18.03.2023 um 22:38 schrieb Rolf Bombach:
> Holger Schieferdecker schrieb:
>>
>> Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:
>>
>> Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi
>>
>> Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf
>> dem Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich
>> mit dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.
>>
>> Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m
>> Länge anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine
>> Schwingung mit 50 Hz zu sehen.
>>
>> Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den
>> Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.
>
> Bist du sicher, dass du kein generelles Erdungsproblem hast?
Sicher bin ich mir hier bei gar nichts. :-)
> Holger Schieferdecker schrieb:
>>
>> Es zeigt sich auch ohne meine selbstentwickelte Schaltung:
>>
>> Labornetzteil -> DC-Block -> Eingang SR560 (Gain 1000) -> Oszi
>>
>> Ich kann auch den Eingang des SR560 offen lassen. Dann sehe ich auf
>> dem Oszi auch eine (nicht ganz saubere) Schwingung mit 50 Hz. Gehe ich
>> mit dem Finger an den Eingang, kann ich die Amplitude ändern.
>>
>> Es reicht auch, nur an den Eingang des Oszi ein BNC-Kabel mit 1 m
>> Länge anzustecken. Berühre ich das andere Ende geeignet, ist auch eine
>> Schwingung mit 50 Hz zu sehen.
>>
>> Wir werden meinen Zwischenverstärker mal so wie er ist in den
>> Laboraufbau integrierern und schauen, wie gut es funktioniert.
>
> Bist du sicher, dass du kein generelles Erdungsproblem hast?
> Ist irgendwo die ganze Sache geerdet? Liegen 230V-Kabel überall rum?
> Blechgestell der hölzernen Tischplatte geerdet? Muss nicht, kann
> aber Wunder wirken. Sieht alles nach kapazitiver Einstreuung aus.
sind alle in der gleichen Steckdosenleiste eingesteckt. Und die
Wandsteckdose ist hoffentlich geerdet. Die Netzspannungskabel liegen da
natürlich in der Nähe rum.
Der GND des Netzteils ist nicht mit PE verbunden. Es hat eine PE-Buchse,
aber wenn ich die mit GND verbinde, wird das Signal deutlich verrauschter.
Der GND des Verstärkers SR560 ist nicht mit PE verbunden. Zwischen den
Außenleitern der BNC-Anschlüsse von Eingang und Ausgang liegen 50 Ohm.
Das soll laut Schaltplan auch so sein. Theoretisch hat er interne
Bleiakkus, um ihn netzfrei zu betreiben, aber die sind leider tot.
Beim Oszi ist wie üblich GND und PE verbunden.
Beim fallweise zwischengeschalteten HV-Verstärker ist ebenfalls GND und
PE verbunden.
Das Gestell des Tischs ist nicht geerdet. Wenn ich das testhalber aber
mal mache, sehe ich keinen Unterschied.
Ein Kollege hat hier mal in einem ähnlichen Fall das Signal über einen
Analogisolator geschleift. Aber der hat ein etwas zu hohes Eigenrauschen.
Danke auf jeden Fall für die Hinweise. Das Teil ist jetzt mal im Labor,
bin gespannt, wie es sich da verhält.
Holger
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