10-20MHz 1Meg ingang buffer

Misschien kan je eens kijken naar composities amplifiers. Hierbij gebruik je twee opamps. Een voor de gain mee te bewerkstelligen en de andere voor fouten te compenseren (dc offset, distortie, ingangsruis, ...). Er is een LT app note van Jim Williams hierover maar het nummer weet ik even niet meer.

Edit: Indien deze fouten geen groote problemen zijn zou de LM 6171 moeten voldoen aan deze eisen. Maar is redelijk op het randje

3V_tt met een gain van 3 bij -5V tot +5V voeding betekent praktisch een rail-to-rail opamp.
Dat beperkt de keuze.

Hallo,

Die appnote is de AN21 www.linear.com/docs/4116.

Wat ik me ook net zit te bedenken,
Als ik een tussen mijn signaal en de ingang van de opamp een 1Meg zou zetten dan heb ik een RC filter gemaakt. Bij een ingangscapacitijd van bijvoorbeeld 2pf is er een kantelfrequentie van 79KHz

Als ik die weerstand weg zou laten, dan weet ik niet precies wat de op-amp voor een belasting uitoefent.

Op 26 april 2017 11:36:59 schreef hardbass:
Hallo,

Die appnote is de AN21 www.linear.com/docs/4116.

Wat ik me ook net zit te bedenken,
Als ik een tussen mijn signaal en de ingang van de opamp een 1Meg zou zetten dan heb ik een RC filter gemaakt. Bij een ingangscapacitijd van bijvoorbeeld 2pf is er een kantelfrequentie van 79KHz

Als ik die weerstand weg zou laten, dan weet ik niet precies wat de op-amp voor een belasting uitoefent.

Je kan zen netwerk in de ingang plaatsen zoals bij een oscilloscoop 10x probe gedaan wordt. Hiermee kan je de ingangscapaciteit cancelen.

@hardbass
1MΩ in serie werkt niet.

@Kidri
Een netwerk zoals in een scoop werkt hier ook niet.

Die app note is 30 jaar oud en te ingewikkeld.

Misschien dat het verhaal wat casus nodig heeft.

Ik wil een mifare veld demoduleren. De antenne die ik gebruik is de zogenaamde pickup coil beschreven in de NEN10373-6. (Ik heb hem voor het gemak even geupload.) Deze antenne zit vervolgens via een common mode filter aan een SMA connector. In diezelfde nen staat dat je op deze connector het veld kan bekijken mbv een scoop.

The PCD waveform parameters are picked up at CON4 using a high impedance oscilloscope probe. The high impedance oscilloscope probe ground connection should be as short as possible, less than 20 mm or coaxial connection.

Nu wil ik deze aansluiting niet aan de scoop hangen, maar gebruiken om de data uit te vissen. Nu is mijn plan om dit signaal eerst te bufferen zodat de antenne niet te zwaar belast wordt. Dit zou anders de andere metingen kunnen beïnvloeden. Vervolgens wordt het signaal indien nodig versterkt en gedemoduleerd met een enevelope detector. Dit wordt vervolgens gefilterd met een 2e orde actieve butterworth filter. (OPA820) Vervolgens wordt dit digitaal gemaakt met een comperator in schmitt trigger opstelling zodat ik het kan uitlezen met een µC.

Als je de voeding kunt verhogen naar + en -12V, dan is dit veel eenvoudiger.(3 weerstanden, een paar condensators en een opamp)

De reden voor de +-5V is dat ik die al op mijn print heb. Tot nog toe heb ik +12 +5 +3.3 en -5.

Als ik nog -12V wil maken dan heb ik nog een extra regelaar nodig.

Als je niet vanaf 0Hz (=DC) hoeft, dan kan het ook met +12V en -5V.

Als het veld uit is, dan staat er in principe 0V. Maar daar ben ik niet in geïnteresseerd. Eerst gaat het veld aan, en na x mS komt er een stukje 100% ASK modulatie voorbij, en vervolgens gaat het veld weer uit.

Welke op-amp had je in gedachten tussen 12V en -5V?

Er zijn veel opamps die dit kunnen.
De hoofdeis is de GBW. Kies er een met een GBW > 60MHz.
Liefst een GBW boven de 100MHz. Het hoeft geen VFB opamp te zijn.
Een CFB type is misschien gemakkelijker.

Aangezien dit onder schoolvragen staat, zoek nog eens bij LT.

Als ik zo eens zoek dan kom ik meerdere opamps tegen. Wellicht is de LT1223 wel toepasbaar voor mijn situatie. Maar ik durf dat zo snel nog niet te zeggen.

Helaas kun je bij farnell niet kiezen dat het een cfb moet zijn. Dit kan bij digikey weer wel. Ik zal nog eens verder zoeken.

De LT1223 voldoet. Kijk ook eens naar de LT1227.

Hi hardbass,

Wat dacht je er van, om met de antenne te kijken wat het niveau is wat van de antenne komt, met een scoop probe op de 1:10 stand.
Let op de opmerking dat je dit goed bedraad!!!

Dan weet je wat het signaal niveau is, hierna kan je dan bepalen hoeveel versterking en/of buffering er nodig is,
om het signaal niveau te bereiken voor het goed dedecteren van de code die op/in het signaal zet.
Is er een AGC circuit noodzakelijk?

Let op dat een aantal van de hier voorgestelde opamps, niet stabiel zijn bij lage versterking, de minimale gain is vaak 3 tot soms wel 25x.
Dus zeg een opamp heeft een minimal gain van 10x die kan je dus niet als 1 of 2x buffer gebruiken!!!

Verder is het van belang, goed op de bedrading en ontkoppeling te letten van de snelle opamps, deze zijn veel minder vergevings gezind als b.v. een Arduino
Ook zijn de snelle opamps veel gevoeliger voor capacitive belastingen, een probe direct op een opamp uitgang zetten, kan al generatieverschijnselen geven, je bent gewaarschuwd

Een snelle goede opamp is ondermeerde THS3061 en zijn zusjes.
Zeer goed de datasheet lezen, of hij wel geschikt is voor jouw toepassing, hoeveel vermogen moet de opamp leveren? dit zijn SO8 IC's met maar een kleine dissiptie in verhouding met een DIP8.

Dan wat betreft de voeding van de opamp, er zijn eigenlijk geen opamps met een "0" aansluiting, René Beckers heeft het goed uitgelegt, als er geen DC verband is met het gemeten signaal kan je -13v en +7,3V gebruiken als dat tot je beschikking staat als voeding, of iedere andere waarde die de opamp totaal aan voeding aankan.
Opamps "moeten" niet symetrisch gevoed worden, op een enkele uitzondering na is dit totale onzin, 99,999% van de opamps die te koop zijn, zijn zich alleen "bewust" van de + en de - voeding aansluiting.
Daarbij hoort dan de ingangs commonmode range en de uitgangs commonmode range.
Oja, ook bij de uitgang van een opamp die "rail to rail" zouden zijn (RR), is dit bijna nooit zo, je hebt altijd de verzadigings spanning van de transistoren toegepast in het eindtrapje van de opamp.
Ook bij die RR opamps aan de uitgang treed vaak bij kleiner dan 0,5V vanaf de voeding snel meer vervorming op.

Is mijn verhaal hierboven misschien ontmoedigent in jouw ogen... dat is niet mijn bedoeling,
ik wil je alleen wat inzicht geven waar je allemaal tegenaan gaat lopen
en ik hoop je lijdens weg wat korter te maken door wat handige info te spuien

Groet,
Blackdog

27-4-2017
Vele taalfouten verwijderd, was zeker moe

Een heel verhaal.
Maar het klopt wel.

Er zijn wel oplossingen. Zie afbeelding.
O.a. ingangsimpedantie en R_s zijn nog niet aangepast.

[Bericht gewijzigd door rbeckers op donderdag 27 april 2017 11:40:42 (32%)

rbeckers, hoe wil jij 9V top-top daaruit krijgen? Dat is (met wat omwegen) wat de TS specificeert....

Door +12V en -5V als voeding te gebruiken.
Dat is een van de aanpassingen die de TS nog moet doen.

Oh, wacht schoolvraag. Sorry... Ik zit weer door te vragen zodat het voorgezegd wordt.... Dom van me.

Het ingangs circuit kan in de onderhavige situatie denk ik ook beter/eenvoudiger.

Goedemorgen,

Dat is inderdaad een heel verhaal, maar daar heb ik dan ook echt wat aan. Meestal voel ik me een beetje overladen na zoon lijst aan zaken waar je allemaal rekening mee moet houden. Vaak vind ik ook een component waarvan het op het eerste gezicht bruikbaar lijkt, maar na een uur spitten in de ds kom je erachter dat het toch niet helemaal geschikt is. Om zo vervolgens naar een andere te moeten zoeken. Dit kost mij altijd erg veel tijd.

Hoe dan ook, de 3Vtt in mijn start post is een gemeten waarde. Maar ik heb het nog eens rustig na gemeten. Ik heb 3 metingen gedaan. Allemaal met een 10:1 probe (1145A agilent) en uiteraard rekening houdend met korte draden ect.

De test opstelling ziet er als volgt uit,
Eerst de antenne welke via een een SMA kabel naar een stukje print gaat. (De antenne en kabel zijn vaste gegevens). De meetprobe heb ik aangesloten op de uitgang van de kabel. Met deze opstelling heb ik 2 metingen gedaan. In de eerste meting heb ik de antenne recht op de mifare lezer gelegd en in de tweede meting heb ik hem 9mm boven de lezer gehangen. (Zie bijlage 0mm.png en 9mm.png)

Vervolgens heb ik een 3e meting gedaan waarbij de antenne recht op de lezer light, maar nu heb ik een offset schakeling toegevoegd. (Offset.png) Links van C1 zit de sma kabel, rechts de probe.(0mm50K.png)

Volgens mij is er een instelling in de scope niet correct, want ik meet 2x de daadwerkelijke spanning.

Een summary van de spanningen,
0mm afstand = 2.4Vtt
0mm + offset = 2.4Vtt
9mm afstand = 1.4Vtt

[Dit is het startpunt, het schema komt straks.]

Ik heb iets ontworpen en gesimuleerd in LTspice. Ik heb de THS3061 gebruikt, die blackdog ook voorstelt. Het schema heeft geen ontkoppeling, dit komt er in de praktijk natuurlijk wel bij. De kleuren tussen haken zijn de kleuren van de waveforms in het gesimuleerde scoop beeld.

Als eerste zie je een AD835, deze gebruik ik om het signaal wat ik meet op de antenne te simuleren (Rood). Vervolgens wordt dit signaal 3x versterkt (Donkerblauw). Daarna komt de envelope detector (Groen) gevolgd door een 2e orde filter (Lichtblauw). Als laatste is er een schmitt trigger die het signaal digitaal maakt (Roze).

In de datasheet van de THS3061 wordt aangegeven dat de Rf 560ohm moet zijn voor een gain van 2. Dit kwam het dichts in de buurt van de 3x dus die heb ik gekozen, Rg wordt dan automatisch 280ohm.

Het filter is een 2e orde sallen-key filter. Ook deze staat beschreven in de datasheet van de THS3061. Hier heb ik een Rf van 750 ohm gekozen, en de Rg is uit te rekenen en komt op 1k2 uit.

Ik denk dat dit gaat werken zo, uiteraard moet er nog wel rekening worden gehouden met de PCB layout en ontkoppeling ect. Maar gelukkig heeft de datasheet ook daar een uitgebreide beschrijving over.

[Kleine aanpassing]
R9 wordt 680K en R8 wordt 330K, hiermee slingert de uitgang van de eerste opamp tussen de -1.6 en de 6.4V dit zit wat verder van de voedingsspanning af. Ook wordt de 50ohm een 100 ohm, daarmee wordt de opamp minder zwaar belast.

Wat of me ook nog is opgevallen, In de datasheet bij het kopje "MAXIMUM SLEW RATE FOR REPETITIVE SIGNALS"

The THS3061 and THS3062 are not recommended
for applications with repetitive signals (sine, square,
sawtooth, or other types) that exceed 900 V/μs. Using
this device in these types of applications results in an
excessive current draw from the power supply and
possible device damage. For applications with a high
slew rate and repetitive signals, the THS3091 and
THS3095 (singles) or the THS3092 and THS3096
duals) are recommended instead.

Mijn uitgangspanning is zoon 9Vtt bij 13MHz, dus een slewrate van 117V/uS. In princiepe zou dit kunnen, maar is het misschien niet beter om een van de andere te kiezen?

[Bericht gewijzigd door hardbass op vrijdag 28 april 2017 14:05:44 (20%)

Hogere slewrate is mogelijk. Betekent ongeveer snellere opamp en dat is moeilijker stabiel te houden.
Blackdog waarschuwt terecht.

Edit:
R7 zit aan GND. Moet daar niet een elco tussen?

[Bericht gewijzigd door rbeckers op vrijdag 28 april 2017 14:47:23 (18%)

Hallo,

Zoals ik al berekend had, moet het lukken met 900V/us. Als geeft de datasheet aan om bij herhaaldelijke signalen eerder een THS3091 te kiezen. Hoe dan ook, de footprint is hetzelfde dus ik kan achteraf nog wisselen mocht dat echt nodig zijn.

Die R7 zit nu inderdaad aan ground, hierdoor wordt de DC ook versterkt. Dit hoeft geen probleem te zijn, maar een condensator ertussen is wel makkelijk. De weerstanden in de offset worden nu gelijk aan elkaar.

Ik heb inmiddels ook heel de datasheet doorgelezen, en geen dingen gevonden waardoor het niet zou kunnen werken.

[Edit]
Aah, De slewrate wordt niet hoger, maar de THS3091 zou beter zijn bij herhaaldelijke signalen als een sinus.

Misschien de dissipatie in de THS3602?

Hallo,

Ik dacht ik laat nog even weten hoe het is afgelopen. De print is inmiddels bestuckt en ik heb wat kunnen testen. In de foto's is de hele demodulator te zien.

Groen = ingang signaal
Geel = versterkt signaal
Roze = gedemoduleerd en gefilterd
Paars = digitaal gedemoduleerd

Zoals jullie kunnen zien werkt het perfect.
Bedankt voor de hulp.