SO8 IC Behuizing Hack...

Eigenlijk is die SO8 behuizing te klein.
Een DIP8 met daarop een koellichaam is een betere keuze.

Bram, mooie constructie.

Ha blackdog,

Leuk gedaan maar werkt dat wel goed denk je het thermal pad zit aan de onderkant.
Als je een koper vlakje met een aantal vias maak kan je met een hete lucht de chip vast zetten.
Of heb je de chip omgedraaid?

Groet Henk

Hi Henk,

De uitvoering die ik heb van dit IC is met een normale plastic onderkant.
Dus had dus ook geen problemen met eventueele sluitingen door de via's die in dit verloop printje zitten.

Ik heb geen last van de illusie dat het nu net zo goed is als een TO220 behuizing.
Het zal een kleine verbetering geven die voor mijn batterij gevoede toepassing net voldoende zal zijn.
Dit is voor 1 a 2 toepassingen in breedband versterker trapjes.
En verder heb ik veel plezier in dit soort opvoerwerk

Groet,
Blackdog

Ha blackdog,

Helder dan kan ik je oplossing volgen

Groet Henk.

Ha die Henk,

Ik had gekeken welke versie ik kon samplen en de enkele uitvoering, de THS3061 is er alleen in de geheel plastic uitvoering.
Er is ook geen PDIP uitvoering van dit IC, dus de gene die ik nu gebruik is voor mij de beste uitvoering.

Dit is natuurlijk geen precisie opamp, maar het valt wel op hoe mooi de ruis is en hoe stabiel de offset blijft.
Beide zijn voor mij niet zo van belang, omdat er voor deze opamp nog een trapje zit die de ruis en offset stabiliteit gaat bepalen.
Het wordt weer een Compound trapje met totaal 40dB gain en als het goed is met zo'n 4MHz bandbreedte.

Wat natuurlijk wel zo is, is dat de offset afhankelijk van de voedingspanning is, maar dit is in het geheel niet zorgelijk.
Prachtige Current Feedback opamp in mijn ogen.

Groet,
Bram

Ha Blackdog,

Leuk stukje huisvlijt

Bij moderne SMD componenten wordt veel aandacht besteed aan het afvoeren van de warmte via de pootjes. Dikke verbindingen van de chip naar die pootjes, en dan de print (massavlakken) als koellichaam. Dat is je natuurlijk bekend

Zelf verbaasde ik me erover hoe goed dit werkt toen ik mijn batterijvoeding voor m'n Hi-Z in buffer bouwde, met SMD regulators. Via het metalen pad van de pootjes wordt de warme veel beter afgevoerd dan via het thermisch isolerende behuizinkje...

Jammer dat er op een DIP adapter printje weinig ruimte is voor een massavlak
Als je lijm ècht goed warmte geleidt zou de lijm een thermische brug kunnen vormen tussen pootjes en koellichaam.
Ben benieuwd hoe jouw contraptie het hoofd koel houdt! (Ik zag in de datasheet dat deze opamp geen ingebouwde thermische beveiliging heeft...)

groet, Gertjan.

Hi Gertjan,

Tja, ik hoop dus wat ik al opmerkte dat ik wat meer uitstuur ruimte door mijn contraptie krijg.

Het is me bekend dat er een aantal zaken niet in zitten, dit alles om een grote piekstroom te kunnen leveren in een SO8 behuizing.
Het is zinning denk ik voor anderen om de datasheet eens goed door te spitten om een indruk te krijgen waarom ze(TI) bepaalde keuzen hebben gedaan.
En ik bedoel dan de toepassingen voor dit IC die TI aangeeft.

Mijn toepassing is een 100x versteker die ik probeer recht te krijgen tot ongeveer 4MHz met natuurlijk een goed pulsgedrag.
Door mijn compound schakeling van twee opamps, krijg ik ook een zeer lage vervorming ondank de hoge gain in de lage frequenties, dat kan soms handig zijn.
Ik hoop de hoge gain en lage vervorming te kunen behouden zonder dat ik een "all pass" filter tussen de twee opamps nodig heb om voldoende fase ruimte te verkrijgen.

Ik ga testen zonder dit all pass filter tussen de twee trappen, omdat aan de hand van vorige testen bleek,
dat door de hoge totale gain, dat dit filter niet nodig was.
De eerste opamp, de OPA140 zal bijna 8x versterken en de tweede de THS3061 ongeveer 12,5x.
Voor de liefhebbers, hieronder de eerste versie van het schema, dit is niet compleet en ook niet af!
De Opamps kloppen maar voor de dioden moeten nog de goede typen/waarden gekozen worden.
Ook de optimale frequentie compensatie staat er nog niet in.
Ook de offset weet ik nog niet of ik het zo hou, als ik de OPA140 selecteer op offset,
dan kan het trimmen van de offset met een normale offset trimmer op de opamp.
Bij bijna alle opamps is het zo als je de offset trimt,
de temperatuur stabiliteit van de offset slechter wordt met zoveel uV/C per mV trim, zie de datasheet hiervoor.
De eerste te bouwen versie...

Dit trapje is niet bedoeld om constand 4V RMS sinus aan de uitgang te geven, maar als meetversterker met redelijk lage ruis en grote bandbreedte.
Deze kan dan achter mijn 10x trapje geschakeld worden zodat ik in totaal 60dB krijg.
Als het ontwerp al wat verder is gekomen, open ik wel een nieuw topic hiervoor.

Nu weten jullie wat de toepassing is

Groet,
Blackdog

Dat ziet er al goed uit.
Ook veel aandacht voor ontkoppeling en beveiliging.

Op 2 december 2016 20:58:12 schreef blackdog:
Voor de liefhebbers, hieronder de eerste versie van het schema, dit is niet compleet en ook niet af!

Ik neen aan dat je het zelf (digitaal) getekend hebt, maar waarom staat het scheef?

ik snap deze niet helemaal eigenlijk..
Mar ik zie vast iets over het hoofd.

is de extra koeling nou puur voor de stabiliteit, of zit je nu gewoon op of over het randjevan wat deze op-amp aan kan?

indien het laatste ben ik je compleet kwijt.

Hi Thevel,

Omdat ik vanavond lui ben en wel een afdruk had maar geen zin had de tekening van mijn werklaptop te halen.
Zoiets scannen gaat hier erg snel, daarom dus!

Groet,
Bram

Hi Henk,

De koeling is er voor een wat groter vermogen aan de uitgang te krijgen zonder dat hij overlijd aan warmte.
Daarom verwijs ik naar de datasheet om te zien hoe hem toe te passen.
Door mijn extra koeling, wordt ook de temperatuur stabiliteit beter van de offset.

Deze extra winst is in mijn schema niet van belang, omdat de OPA140 de DC stabiliteit bepaald.
De THS3061 bevind zich binnen de loop van de OPA140 en alle DC specificaties zijn hierdoor niet van belang betreffende de THS3061.
Een tweede voordeel is dat de OPA140 in het geheel niet belast wordt, dus je hebt dan de maximale openloop versterking.
Er is ook bijna geen capacitieve belasting van de uitgang van de OPA140, dus minder fase verschuiving en weer meer openloop gain.

Waar komt het op neer, ik wil 100x versterking.
Ik wil dat de OPA140 dominant is wat de ruis betreft, dat is redelijk makkelijk omdat de THS3061 ook goed is wat ruis betreft.
Door de gain van de OPA140 net hoog genoeg te maken voor het beste ruisgedrag, hou ik voldoende bandbreedte over voor de ongeveer 4MHZ die ik wil halen.
De THS3061 is zeer breedbandig en kan tot 4MHZ voor redelijk wat gain zorgen, zonder dat er te weinig loopgain overblijft.

Korte omschrijving van de eisen
De OPA140 bepaald het ruis en DC gedrag. (ik wil geen AC koppeling aan de uitgang)
De THS3061 bepaald de bandbreedte(Slew Rate) en de DC specs van deze opamp zijn niet van belang, zie hierboven.
De OPA140 wordt maar een heel klein beetje uitgestuurd, zijn Slew Rate is minder van belang.
Dit meetversterkertje is niet bedoeld om met 50 Ohm te worden afgesloten.
De gemiddelde uitgangsspanning zal beneden de 1V RMS blijven.
De versterker is bedoeld voor kleine signalen maar met wel een groot dynamisch bereik voor korte tijd. (ruis metingen aan b.v. voedingen)
De versterker heeft de mogelijkheid grote piekstromen te leveren voor korte tijd.
Gevoed uit 2x 9V batterij voor minimaal 4 uur.

Er komt ook nog een betere versie van deze 100x versterker en als eindtrap zit daar een LT1210 in.
Daar was ik al mee bezig wat schema opset betreft, maar deze versie kan niet uit batterijen gevoed worden.

Groet,
Bram

Hallo Bram,

Wat is het nut van D5? Zorgen dat een eventuele overspanning op de ingang geen invloed heeft op de voedingsspanning?

Ha die Thomas93,

Goede vraag!
D5 en D6 zijn voor extra beveiliging van de OPA140.
Dit samen met de zeners D1 en D2 van 9V.

Oorzaak, René Beckers *grin*

Waar komt het op neer, ik wil niet dat fout situaties de ingang van mijn OPA140 beschadigt raakt.
In een opamp zitten meestal al dioden van de ingangen naar de voedings punten.
Deze kunnen ongeveer 10mA hebben.
Zover wil ik het niet laten komen, zowel bij ingeschakelde voeding of als de meetversterker uit staat.
De ingang is altijd AC gekoppeld en de waarde van de condensator is 1,6uF wat met de 1M ingangsweerstand mijn gewensde 0,1Hz kantelpunt geeft.

De extra diode D5 en D6 voor de negatieve kant, zorgen er voor dat de dioden eerder gaan geleiden, dan de beschermings dioden in de OPA140.
De weerstand R7 helpt ook de stroom richting de opamp ingang te begrensen.
Verder is de opbouw zo, dat ik de capaciteit zo laag mogelijk wil houden, zodat er een normale probe op aangesloten kan worden. (ik doe in ieder geval een poging)
Terug naar de dioden, de capaciteit C3 en C5 zijn veel groter dan de 1,6uF aan de ingang hierdoor kan de spanning aan de ingang niet snel stijgen.
R5 helpt ook bij het begrensen van de stroom richting de ingang, ook zorgt deze weerstand er voor dat zeer stijle flanken niet in de OPA140 kan komen.
Deze weerstand samen met de totale capaciteit aan de +ingang van de OPA140 zorgt voor een low pass filter, iets van 10Mhz als ik de capaciteit beneden de 25pF kan houden aan de ingang.

Zoals nu al duidelijk zal zijn, vele zaken hangen van elkaar af, vandaar ook mijn opmerking dat dit een voorlopig schema is.

Groet,
Bram

Oorzaak, René Beckers *grin*

Een goede beveiliging van een schakeling is niet zo eenvoudig.
Zoals opgemerkt hangt dat van vele zaken af.

Hi,

Tijdens een aantal versnaperingen in een lokale koffie tent, heb ik het schema weer aangepast na flink wat lezen over diode capaciteiten.
Ook verder wezen nadenken over de bescherming als de versterker uit staat, dan is de ingang het meest gevoelig voor overbelasting.

Ik denk er aan als de parasitaire cpaciteit niet te hoog is, een wisselcontact van mijn power schakelaar te gebruiken als kortsluitcontact na de ingangs condensator.
Dan is de kans dat het nog mis kan gaan erg klein aan de ingang.

Het schema.

Groet,
Bram

Een detail; maar de ingangen van de THS3061 zijn volgens mij verwisseld.

Hi!

En Aart gaat door voor de droogmolen *grin*.
Daar heb ik zeker twee uur overheen gekeken!

Dank je, morgen zal ik het aanpassen.

Groet,
Bram

Bram, waar beveilig je de ingang tegen?
Spanning, frequentie(s), energie inhoud (elco's), ESD, etc.?
Aangezien R1 die waarde heeft heb je hier waarschijnlijk over nagedacht.

Knelpunt ligt bij R3 m.b.t. waarde, vermogen en -3dB punt.
Bij oscilloscopen werd vaak parallel aan R3 een weerstand met, in serie, een condensator geplaatst. R3 groot t.o.v. die weerstand.

Hi René,

Dat klopt, R3 is een van de moeilijkheden in dit schema.
De truc met de condensator over R3, ken ik uit de schema's van de meetinstrumenten fabrikanten zoals je al aangeeft.
Het liefst heb ik R3 helemaal niet in het schema zitten.
Hij verslechterd ook namelijk het ruisgedrag, daar kan ik nog wat aan gaan rekenen maar ik denk dat ik een test setup ga maken
om te zien hoeveel het ruisgetal verbeterd als ik de weerstand weg laat.

Tijdens dat de versterker aan staat, beveiligen de BAV199 dioden de ingang, dit samen met het zener circuit zowel aan de positieve en de negatieve voedings zijde.
Zoals nu geconfigureerd komt de +ingang van de opamp niet hoger dan 5V bij de piek stroom van het laden of ontladen van C1+C2.
Misschien kan ik beter wat minder voorzichtig zijn
Door b.v. R3 te laten vervallen en dan R1 naar 50 tot 100-Ohm te verhogen en R4 zo rond de 100-Ohm te nemen.
Dan heb ik ook geen probleem van het Low Pass filter dat optreed door de parasitaire capaciteiten en de ingangs capaciteit van de OPA140.

Ik denk er nog even over na en doe wat testen.

Groet,
Bram

R4 100Ω kan, maar niet (of nauwelijks) kleiner.

R3 kleiner is lastiger. Misschien max. vermogen van R3 4x zo groot kiezen. Dan kan R3 kleiner.
BAV diodes voorzien van kleine weerstanden in serie, en parallel aan die combinatie 2 of meer snelle diodes in serie. Dus per BAV een weerstand en 2 diodes extra.
Wel opletten dat de stroom door R4 niet groter dan 10mA wordt.

Hi René,

Je opmerkingen hebben me op een andere manier aan het denken gezet...
Uitgaande van nieuwe +-9V voeding dat is 18V TT, is de maximaal goed te verwerken ingangsspanning 0,18V TT.
(ik vergeet even het common mode bereik an de uitgang)
Dat is ruim beneden 1 diode drempel aan de ingang!

Als ik nu de zeners van 3,3V vervang door twee maal een 1N4007 in serie.
Dat geeft dan samen met de BAV199 een volt of 3 aan de +ingang van de OPA140 bij de maximale piekstroom tijdens het laden of ontladen van C1+C2.
Ik kan zelfs naar één maal 1N4007 toe gaan, dat is nog veiliger met als nadeel,
dat door de dan lage spanning, de diode capaciteit van de BAV199 wat hoger wordt.
Totaal zou dat ongeveer 2pF meer worden dan bij de 3,3V zeners.
De BAV199 kan bij 1Khz repererend rond de 1A aan, dus daar zie ik geen echte problemen.

Als ik terug ben van mijn middag wandeling pas ik het schema even aan, ook de opamp draai ik even om

Groet,
BRam

Hi,

Ik heb het schema wat aangepast en het zal nu niet meer veel veranderen denk ik

Ik heb besloten de THS3061 wat harder te laten werken met een gain van 20x.
De OPA140 zal 5x versterken en hierdoor is er wat deze opamp betreft wat meer bandbreedte beschikbaar.

Wat trouwens de meest simpele oplossing is, is twee diodes anti parallel aan de ingang van de OPA140.
Dus b.v. 2x een BAV199 parallel dan heb ik voldoende piekstroom mogelijkheid ten koste ongeveer 8pF door de lage spanning over de BAV199 dioden.
Zoals hopelijk bekend, werkt vrijwel iedere diode als varicap, ook bij deze dioden is dit zo.
Zonder de paracitaire bedrading geven de dioden volgens de datasheet totaal 8pF bij "0"V DC.

De diodes op deze manier aangesloten kunnen extra vervorming opleveren, dus ik weet het nog niet...

Laters meer,
Groet,

Bram

Ja, dat kan extra vervorming geven.

Als die 8pF teveel is dan 2 diodes in serie zetten.