Probe Preamp - Gain 20dB

Hoi Gertjan,

Dat ligt er helemaal aan hoever je van een zendmast zit.
Zeker bij mij in de omgeving heb ik veel last van 'rare spikes' in mijn metingen.
Hang is even een antenne aan de AS dan zie ik de zelfde spikes.
Gericht op de mast een paar honderd meter verderop worden de spikes wat groter.

Als ik terug ga rekenen komen die spikes van een DAB+ zender met ongeveer 45dBuV mijn hobby hok binnen...
Best lastig als je net in de vhf band aan het knutselen bent.

Ha wielklem,

Straling van buitenaf heb ik hier zeker wel. Vooral nadat er even verderop wat 4G mastjes neergezet zijn.
Zie je op je scoop een klein kriebeltje, en vraag je je af of dat uit jouw schakeling komt, of niet. Grrr.....
Maar dus geen last van straling, opgewekt door mijn eigen meet buffertje...

/on topic
Met de gedachtewisseling met rbeckers nog nagonzend in het hoofd is bij mij het besef ingedaald dat voor Hi-Z buffers ±5V voeding eigenlijk zat is. Exit AD811 buffer. En overweeg ik een LMH6702 exemplaar te gaan maken met ingebouwde 10x verzwakker.
Die functionaliteit combineren gaat niet lukken, vanwege het heilige pF budget....

groet, Gertjan.

Hi Heren,

Het gaat goed zo, maar er zijn volgens mij nog meer Heren hier op CO die goede input kunnen geven dan de gene die nu al gepost hebben.
Ik ben een en al oor!

Zoals altijd ben ik aan het kijken wat de grenzen zijn waar we tegenaan lopen.
Ik gaf al aan dat er misschien 2 of 3 ontwerpen uit komen...

Wil je b.v. alleen een 1M buffer/lage capaciteit met 2x gain en 50 Ohm uit dan is alleen de OPA653 zeker interessant.
Dit trapje kan je dan als meetpen uitvoeren omdat de schakeling weinig onderdelen bevat en de behuizing klein is.

De ruisbijdrage is ook vrij goed alhoewel dit onder de 10Khz beter zou kunnen.
Dit lijkt mij verder niet zo'n probleem daar voor audio frequenties andere mogelijkheden zijn.

Gertjan gaf het ook al aan, ik heb graag wat dynamiek over, vandaar de 1V uitgansspanning die ik als uitganspunt stelde.
Ik ben me er van bewust dat ik die bij 100Mhz niet de -70dB vervorming zal halen...

Henk
Jou schakeling ken ik al een tijdje, misschien behalve de BF862 een capaciteit arme FET nemen en wat ruisgetal opofferen en voor de PNP transistor een modern type nemen met een stuk hogere Ft?.
Kan je dan bij simulatie er vanuit gaan van een normale terminatie van 50 Ohm?
Ik zal later vandaag even kijken welke FET en PNP tor er goed uit de bus komen volgens mij.

Even ter info
Ik heb hier zowel een 1:100 probe met een lage ingangs capaciteit alsook een Philips FET probe, de PM8943.
Daarin ben ik dus al voor zien.

Maar ik zo graag wat versterker trapjes hebben, die ik enigszins universeel kan toepassen als nodig.
Als voorbeeld b.v. de HP465A, HP8447D enz dit zijn allemaal 60 jaren stijl versterkers, dat kan met moderne electronica makkelijker/beter denk ik.

Voor mij is voorlopig een bandbreedte van 100 a 200Mhz voldoende, maar ik hoor graag jullie wensen

Gegroet,
Bram

3 ontwerpen:

- isolatie versterker DC/AC 10MHz x1 tot x100, >1kV isolatie
- breedband 150MHz x1 tot x100, Max. 250V
- Hi Z 1GHz x1 tot x10 AC

Hi René,

Even wat snelle gedachten over je voorstellen...

1e
- isolatie versterker DC/AC 10MHz x1 tot x100, >1kV isolatie
Dit vind ik intressant om te gaan ontwerpen
Mijn eerste idee hierover (dat is niet nieuw) is een lage band te doen met de Avogado lineaire opto coupler en de hoge band met een trafo gekoppelde versterker.

2e
- breedband 150MHz x1 tot x100, Max. 250V
Hierbij wordt het lastig de abberaties constant te houden over de 0, 20 en 40dB gain.
De simpele oplossing is natuurlijk aan de ingang (ik ga uit van 50 Ohm in en uit) de verzwakker te plaatsen.
Dit gaat natuurlijk ten koste van het ruisgedrag, je hebt altijd de ruis 40dB versterkt aan de uitgang.
De HP versterkers waren zo uitgevoerd als ik het mij goed herrinner.

3e
- Hi Z 1GHz x1 tot x10 AC
Je weet dat je minimaal 4 a 5pF aan ingangs capaciteit hebt, dus Hi Z?
Ik heb geen idee of je bij deze bandbreedtes ook zoiets als een bootstrap/guard kan gebruiken?

Gegroet,
Bram

Ha Blackdog,

maar er zijn volgens mij nog meer Heren hier op CO die goede input kunnen geven dan de gene die nu al gepost hebben.

Misschien meer Heren lokken door de topic titel te veranderen naar iets wat meer de lading dekt? Iets als "Hi-Z naar 50Ω buffer / meetversterker"? (weet niet eens of dat mogelijk is....)

Als voorbeeld b.v. de HP465A, HP8447D

Dat zijn wel heel andere beesten.....
Die HP 456 heeft maar 1MHz bandbreedte. Dan is ingangscapaciteit niet zo'n probleem
En die HP 8447 is wel 1300MHz. Maar dan 50Ω in en uit. Ook niet zo moeilijk....

Op de HP_Agilent Yahoogroup kwam onlangs een bericht voorbij "HiZ Buffer diagram needed". Precies waar wij het hier over hebben.
Dus ik spitste mijn oren, en heb de zinnige antwoorden onder elkaar gezet in een bestandje: http://www.miedema.dyndns.org/fmpics/Circuits_online/HiZto50R/Buffer_d…

Een techniek die naar voren komt is simpelweg een weerstandje aan je meetpunt solderen. Aan de andere kant een stuk coax naar je SA. Je hebt nu een spanningsdeler in combinatie met je ingangsimpdantie.
Deze techniek had ik al van René geleerd, en werkt prima, zeker tot 500MHz. (bij voldoende signaal niveau...)

groet, Gertjan.

1 Inderdaad. Maar ook voor het hoge deel een Avago.
En een Traco TBH3 DC/DC

2 50 ohm en 1M ohm in.
Mee eens

3 Bij 1k of 10k is 1pF of 0,5pF haalbaar.

@ heer miedema,

Dat is zo gek niet een weerstandje mijn 1:100 probe van Philips deze hoort bij de 2GHz scope (50 Ohm met N connector) heeft ook maar 2 smd weerstandjes.
En de de 4GHz actieve probe van HP is echt geen 1MOhm in.
Ik zou zo een twee drie ook niet weten bij zo'n hoge frequentie wat je met 1MOhm moet doen maar je kan ook niet alles weten .

Gr Henk.

Nog even over die methode om te meten met een weerstand aan een stukje coax gesoldeerd.

Ik vond dat Tektronix vroeger deze methode al gebruikte om hogerohmig 50Ω scopes in te gaan.
Zij noemen het een "Zo probe":

Dit plaatje komt uit het boek "Oscilloscope Probe Concepts", uit de Tektronix Circuit Concepts Series, 1969.
Hier te vinden: http://www.davmar.org/TE/TekConcepts/TekProbeCircuits.pdf
De Zo probe wordt beschreven vanaf pagina 28 t/m 37.
Daarna gaat het verder over actieve probes, met buizen

groet, Gertjan.

Ik ken die truc ook voor het meten van hoge spanningen met de multimeter, 90 MΩ in serie met de meetpen en ik kan 2KV meten op het 200V bereik met 100MΩ impedantie. Gebruik relatief goedkope 1% 10MΩ weerstanden die 250V kunnen hebben.

EOO heeft de Philips VR37 serie die maar liefst 3.5KV kunnen hebben, wel in 5%

http://www.eoo-bv.nl/index.php?_a=viewProd&productId=13570

[Bericht gewijzigd door Roland van Leusden op vrijdag 20 november 2015 20:03:30 (22%)

Hi heer miedema,

Ja ik denk dat dit een goede oplossing is ik gebruik hier voor een stukje semi-rigid kabel waar aan een kant een sma zit soms gebruik ik een weerstandje en soms een kleine condensator ligt aan het frequentie gebied.

Neemt niet weg dat ook dit een leuk project is.
Ik heb wel een versterker gemaakt met een vrij hoge impedantie maar die gaat tot 50MHz wel vanaf 1KHz.

@ Blackdog,

De keuze van de BF862 is als voorbeeld en dan ook alleen omdat ik er 100 stuks heb en de model parameters van Philips voor het door rekenen ik weet zo gauw geen andere fet deze gaat overigens wel tot 750MHz.
Ik denk met een cascode trapje voor de Miller capaciteit dat je een heel eind kom.
De GALI84 heeft een IP3 van 38dBm dat is redelijk en geeft bij 10dBm -56dB IMA3e orde dit is nog net geen 1V over 50 Ohm.

Gr Henk.

@Blackdog
Trafo kan inderdaad ook bij de isolatie versterker.
Maar ook glasvezel. Wifi e.d. liever niet.

Hi,

Henk
Mijn opmerking over de BF862 gaat eigenlijk vooral over de ingangs capaciteit die zeker 10pF is.

Schakelingen die vergelijkbaar zijn aan deze versterker die je laat zien gaan in het Siliconex boekje tot ongeveer 30 tot 60 Mhz.
Ik denk dat er een cascode voor de FET nodig is en minstens een emittervolger nodig is om de collector van de 2N5139 te ontlasten.
De 2N5139 zou denk ik beter vervangen kunnen worden door een BFR99 of iets moderners met een grote bandbreedte anders wordt b.v. 100 a 200 Mhz met voldoende gain niet mogelijk.

Het is wel simpel maar ik vraag mij af dit soort simpele schakelingen de performance gaat brengen die ik nodig acht.

De GALI-84 is echt mooi als een ander klusje dit weekeinde af is, zal ik eens kijken als ik heb heb aangepast voor goede uitgangs SWR hoeveel vervorming er uitkomt bij 0,1 0,5 en 1V RMS.

René
Ik moest echt om je lachen...
WIFI gebruiken in een isolatie versterker!
Hoe in de naam van de Heer wil je dat ik stabiel krijg!

Ik heb nogmaals bij AVOGADO gekeken of er nog andere opto's waren met meer bandbreedte.
Die zijn er, maar de vervormng en het dynamische bereik is eigenlijk waardeloos voor onze toepassing.
Ik kan misschien wel de HCNR201 een beetje opvoeren, ik heb er nu een paar in huis.

Nu weer verder met mijn verschil versterker voor mijn 200Watt dummy load!

Gegroet,
Blackdog

Blackdog,
was ook bedoeld om een reactie te krijgen en als hint om de problemen met opto of trafo proberen te omzeilen.
Ik heb natuurlijk ook die datasheets bekeken.
En ik heb met wat ringkernen op 10MHz gemeten. Ong. 45graden fasedraaing bij 2V en 10MHz met een 1:1 trafo met bijna 1cm afstand tussen de 2x 3windingen.

Allen,

lees dit item -zoals gewoonlijk- weer met veel belangstelling. Zoiets als de Tektronix P6230 (1.3pf/1.5GHz), vandaag op de site van Singer Elektronik Aachen?

N.

De Tektronix P6230 probe is laagohmig, 450Ω//1,3pF in, met variabele bias.
Speciaal bedoeld om te meten aan ECL logica. De variabele bias is bedoeld om het gemiddelde DC niveau van de logica op te zoeken, voor minimale belasting. (negatief bij ECL)

Was leuk geweest voor mijn HP countertje. Enige keer dat ik nog ECL tegengekomen ben. (maar daar ging het met een gewone 10:1 ook)

groet, Gertjan.

Dag Gertjan, allen,

tnx voor de vlotte reactie. Ik zal de volgende keer wat dieper in de specs duiken (hi); nu alleen oppervlakkig gekeken en werd getriggerd door de lage capaciteit annex bandbreedte.

Gr. N.

Yo Heren,

Gisteren toen Gertjan bij mij was kwam tijdens onze meetsessies de Post met een Professionele breedband versterker.

Deze moest natuurlijk direct aan de SA aangesloten om te zien of de specs overeen komen met de metingen.
Hieronder de PFD van het slachtoffer de QB-300 van Spectrum Microwave.
www.bramcam.nl/NA/Scoop-PreAmp-1/QB-300.pdf

Zo ziet de versterker module er uit aan de buitenzijde.

Hier heb ik de schedel gelicht van de versterker en voro een groot plaatje kan je er op klikken.
Ik vind de hele versterker prachtig gemaakt!

Dit is een lineaire sweep tot 400Mhz vanaf "0" Hz.
Het is zichtbaar dat de gain rond de 24dB zit over een groot deel van de 300Mhz bandbreedte die in de specificaties staat.

Voor de liefhebbers van een log zwiep, kijk hieronder.
Aan de lage kant zit het 1-dB punt net onder de 500Khz, aan de hoge kand is het -1 dB punt rond de 350Mhz.

Ik heb gisteren met Gertjan niet alle metingen uitgevoerd die ook in de datasheet staan,
Maar over een groot deel van het bereik van de vervorming ook beter dan de datasheet.
Nog een leuke, deze muts heeft de twee uitgangen op het front van mijn Miedema referentie omgedraaid.
Gertjan wees me daar op, nu heb ik er zoveel aan gemeten, en ook als laatste nog de niveaus toen ik hem had dichtgebouwd
maar niet meer gemeten aan de vervorming...
Ik blijf een mens *grin*

Ik bouw de versterker in een doosje met een voeding en plak er een OPA653 FET input opamp voor, zodat ik dan een hoog Ohmige ingang heb.

Maar...
Dit is een tussendoortje, ik ga ook nog verder waarmee ik dit topic gestart ben en verwacht, hoop op nog meer input van anderen betreffende breedband meetversterkers.
Dit zowel met 50 Ohm ingangs impedantie of FET ingangen voor zeg een scoop probe.

Gegroet,
Blackdog

Yo!

Nog wat plaatjes, ondermeer de vervorming van de QB-300 versterker.
Ik heb een paar keer controle's gedaan, zodat ik zo goed mogelijk binnen het dynamische bereik van de SA blijf.
Als bron gebruik ik de RIGOL DG4162 generator, met daar achter een van mijn low pass filters.
Het gebruikte filter kanteld bij 14Mhz is is van het 7 pool type.
Dit zorgt er voor dat de vervorming die uit de generator komt nog wat meer onderdrukt wordt.

De vervorming is op verschillende manieren weergegeven.
Hier als lijstvorm en je kan de waarden hoger als de 5e harmonische negeren daar er dan de ruisvloer gemeten wordt.
De derde harmonische is hier dominant, met een niveau van iets meer dan -22dBm t.o.v. de +20dBm referentie waarde/
De door mij gekozen +20dBm is 100-mWatt vermogen.

Dit is een sweep van "0" tot 100Mhz, boven de 5 harmonische is hier niets meer te zien.
Als er nog harmonische zijn, dan zijn ze meer dan 70dB beneden het referentie niveau.
Hier is een lineaire frequentie schaal gebruikt om dat dit duidelijker is bij deze metingen.
Voor de oplettende kijker/lezer, die ziet nu regelmatig bij plaatjes van de RIGOL meetapparatuur
dat er een externe Referentie gebruikt wordt, dat is de Miedema OCXO Ref.

Dit is een scoop plaatje, met een 10Mhz signaal weergegeven, dit zit vlak tegen het 1dB compressie punt aan.
Dit kan je net zien aan de top van de sinus, deze is een beetje afgeplat.
Het signaal niveau is hier 2,6V en dat is +22dBm.

Dan nu plaatjes van de SWR van deze QB-300 versterker.
Eerst de gegevens van de gebruikte meetbrug, ik heb nog steeds geen brug die goed tot 1Ghz de SWR meet,
dus zal ik het met de ZFDC-20-3 moeten doen, die trouwens erg goed is.
Sweep van 1 tot 400Mhz, geel is de referentie als de brug een open uitgang heeft.
Blauw geeft de SWR aan bij gebruik van een goede 50 Ohm afsluitweerstand.

Dit is de SWR aan de ingang als de uitgang met 50 Ohm is afgesloten.

Dit is de SWR aan de uitgang met de ingang niet met 50 Ohm afgesloten.

En dit is de SWR aan de uitgang als de ingang wel met 50 Ohm is afgesloten.
Dat ziet er echt heel anders uit, het is niet vreemd, bij dit soort versterkers is er altijd terug koppeling naar de voorgaande trappen.

Reverse Isolation
Dit is het signaal dat uit de ingang komt, als ik 0dBm vanuit een generator op de uitgang van de versterker aansluit.
Ik meet met de SA dan op de ingang hoeveel van dit geinjecteerde signaal uit de ingang komt.
De waarde is 50dB beneden het geinjecteerde signaal en komt goed overeen met de datasheet voor het 10Mhz gebruikte signaal.

Tot nog toe kan ik aleen maar zeggen dat het een mooi product is.
Wat ik kan meten is gelijk of beter dan de datasheet.
Als laatste en plaatje van de blokweergave, ik heb voor dit bloksignaal gebruik gemaakt van de Sync uitgang van de RIGOL DG4162.
De rede is dat de blok uit de Sync uitgang minder abberaties heeft dan de standaard uitgangen.
Dit niveau is natuurlijk vast en bij 40Mhz signaal op de normale uitgang is de Sync uitgang 20Mhz.
Met wat verzwakkers heb ik het niveau zo aangepast dat het goed bruikbaar was voor deze meting.

Dat was het weer voor vandaag,
Gegroet,

Blackdog

Ha Blackdog,

Je metingen zien er goed uit
De vervormingsmeting is met +20dBm uit vlak onder het compressiepunt van de versterker.
Ik kan me herinneren dat we samen een stuk lager uitkwamen. Opvallend laag zelfs voor een RF versterker!

Overigens kun je instellen op je SA hoeveel harmonischen je wilt meten. Als je er maar 5 wilt laten meewegen ben je ook 2x zo snel klaar
(in THD measurement modus : measurement setup knop -> No. of Harmonmics)

Ik liep met onze couplers tegen dezelfde beperking aan, de 250MHZ bovengrens.
Daarom heb ik later ook de ZFDC-50-5+ , ook van Mini-Circuits, gekocht.
Deze gaat van 100kHz tot 2GHz, met verder iets mindere specs.

Van die mindere specs zie ik bij directe vergelijk met z'n broertje niks terug, en het frequentiebereik past veel beter bij onze SA's

groet, Gertjan.

Hi Gertjan,

Die vervorming is sterk van het uitgangs niveau afhankelijk omdat ik dicht bij het -1dB compressie punt aan zat.

Als ik weer wat wil meten aan deze versterker zal ik het ook doen bij +20dBm, +15dBm en zeg +10dBm aan de uitgang.

Ik zal ook zo'n ZFDC-20-5+ gaan regelen, heb hem nu al meerdere keren nodig gehad.
Natuurlijk ook al op de landelijke beurzen gekeken maar niets gevonden.

Met de THD instellingen zal ik eens gaan spelen

Oja, mijn plaatjes zijn even niet zichtbaar, er is weer eens een onderbreking in de electronenstroom hier in Amsterdam.

Gegroet,
Blackdog

Allen,

voor de liefhebber(s); er staan nog 3 stuks QB-300 te koop op Zendamateur2ehands onder verkoper AK.

N.

Yep,

Annelelies verkoopt ze graag en levert snel!

Gegroet,
Blackdog

Hoi Bram,

een vraag waar ik na het lezen van jouw opzet tegen aanloop, is waarom op deze manier?

Met 1:10- probe krijg je een gain distributie van -20dB (probe), + 6dB (opamp), -xxdB (correctie netwerk) en 25.6dB (GAL). Als je voor het correctie newerk -5.6dB neemt kon je netto weer op 0 dB uit.

Nogal wat verzwakking/versterking om op 0dB uit te komen...

Waarom niet een active 1x FET probe ?

Hi PAX,

De eerste opset is bedoeld te gebruiken als probe voorversterker, en het klopt dat je dan uiteindelijk op "0" dB uitkomt.
Dat is voor mij toepassing altijd nog beter dan de -20dB

De tweede toepassing is, hem te gebruiken als 50 Ohm 20dB versteker.
De GALI versterkt geen 25,6dB hoe ik hem toepas.
Door de in verhouding lage Pull Up weerstand, is de uitgangs impedantie te laag en deze wordt dan weer gecompenseert door R9 van 22 Ohm.
Ja dat kost uitsturing maar ik kreeg over een groot bereik de SWR mooi laag.

Ik ben er nog niet klaar mee, heb wel al weer wat testen gedaan, maar misschien ga ik wel over op een snelle opamp i.p.v. de GALI.
Dat scheelt een hoop dikke condensatoren die naar de omgeving grote paracitaire capaciteiten hebben.

Laters meer en dank voor je opmerking.

Blackdog