Oszillator 100MHz

Richard Knispel schrieb:

Shunt, Opamp und Kapazitätsdiode?

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann
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Hallo!

Ich bin auf der Suche nach einem Bauteil, dass seine Kapazität ändert wenn man einen Strom hindurch schickt. Der zu untersuchende Strom ist ein Gleichstrom bis 9A dem winzige Störungen überlagert sind. Die Kapazität (einige pF) soll das frequenzbestimmende Bauteil eines Oszillators werden, der bei ca. 100MHz schwingt.

Momentan denke ich darüber nach, ob ein Leistungs MOSFET sich eignen würde. Der könnte den Strom vertragen und besitzt eine Gate-Kanal Kapazität.

Hintergrund: Laserdioden werden durch Stromschwankungen in ihrer Wellenlänge (und Intensität) moduliert. Dieses Prinzip möchte ich elektronisch nachbilden.

Hat jemand eine Idee wie man ein geeignetes Bauteil findet? Kriterien wären eine deutliche Kapazitätsänderung durch die Stromänderung und ein möglichst linearer Zusammenhang.

Richard

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Richard Knispel

Wenn es auch vier Bauteile sein dürfen, dann nimm eine

*Kapazitätsdiode* und einen Koppelkondensator für diese sowie einen Widerstand zur HF-Isolation der Steuerspannung und einen Strom-Spannungswandler. Letztere gibt es in verschiedenen Varianten, zumeist folgen sie einer linearen Beziehung zwischen Strom und Spannung (U = x I, x findet sich i.a. inklusive Toleranz- angabe im Datenblatt dieses Zweipols ;-)

Viel schöner geht das natürlich mit einem Instrumentenverstärker etc., damit fällt am Strom-Spannungswandler ;-) nicht soviel Verlustleistung ab, denn 9A könnten ansonsten schon eine Wasserkühlung rechtfertigen, wenn direkt die Steuerspannung der Kapazitätsdiode direkt abfallen soll ...

Das macht man im GHz-Bereich innerhalb von integrierten VCO's manchmal so, aber gewiss nicht bei 100MHz.

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels
[...]

Am besten aber die Zweipolvariante mit vier verschiedenen Anschluessen benutzen!

--
Dr. Juergen Hannappel          http://lisa2.physik.uni-bonn.de/~hannappemailto:hannappel@physik.uni-bonn.de  Phone: +49 228 73 2447 FAX ... 7869
Physikalisches Institut der Uni Bonn Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany     
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Juergen Hannappel

Bei 9A ist das sicher genauer ...

Ciao Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Dieter Wiedmann schrieb:

Antwort noch vor dem OP! Herzlichen Glückwunsch, dass es so schnell geht hätte ich nicht gedacht.

Ja natürlich: Shunt - Opamp - Kapazitätsdiode, fast zu schön um wahr zu sein.

Ich hab jetzt mal ein wenig gerechnet:

1) Leistung der Störung 1µA, wenn eine Laserdiode betrieben wird. P=Uf*(I+dI)+R*(I+dI)^2 mit I=9A, Uf=3V und R=0,1Ohm P=(Uf*I+R*I^2) + (Uf+2*R*I)*dI P=35,1W + 4,8V*dI P=35,1W + 4,8µW Störpegel a=-23dBm SNR=68,6dB

2) Shunt 0,1Ohm P=R*(I+dI)^2 P=R*I^2 + 2*R*I*dI P=8,1W + 1,8V*dI P=8,1W + 1,8µW Störpegel a=-27dBm

3) Verstärker, AC gekoppelt, Frequenzbereich 10Hz-10MHz, verfügbare Leistung Pe am 50 Ohm Eingang Pe=P(Shunt)0,1/50 Pe=3,6nW Pegel a=-54dBm

Nun ist es also so:

- Bei 1) habe ich noch einen problemlos nachweisbaren Störpegel von 3,9µW, aber der Shunt inclusive Fehlanpassung bringt das Signal in die Größenordnung des Eigenrauschens des Verstärkers.

- Einen Shunt von 1 Ohm kann ich nicht nehmen, weil die Stromquelle nur wenig mehr als die Flußspannung der Laserdiode liefern kann. Dies wird als "Compliance Voltage" von 7V bezeichnet.

- Ein 60dB Verstärker würde helfen.

Kann man es besser machen? Wie kann man Leistungsanpassung bei 0,1 Ohm erreichen? Immerhin bin ich jetzt wieder optimistisch, dass es so klappen könnte.

Richard

--
Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht, dass man nicht 
wirklich verfolgt wird.
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Richard Knispel

Oliver Bartels schrieb:

Interessant. Kann man das irgendwo nachlesen?

Richard

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Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht,
daß man nicht wirklich verfolgt wird.
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Richard Knispel

Richard Knispel schrieb:

*g*

Ein 0,1R Widerstand hat bei 10MHz Bandbreite schon einen Rauschstrom von ca. 1uA.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Dieter Wiedmann schrieb:

Aha! Wird ja immer besser. Kram .. Blätter .. Such: Zinke/Brunswig

Si(w) = 4kTG = 4 x 1,38e-23J/K x 300K x 10A/V = 1,6e-19 A^2/Hz Ir = sqrt{Si x B} = 1,3µA

Hätte ich nicht gedacht. Was bedeutet das jetzt konkret? Lohnt es sich weiter zu suchen? (Meine Aufgabe lautet Störungen mit einer Auflösung von 1µA, die 9A DC überlagert sind, nachzuweisen.)

Richard

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Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht,
daß man nicht wirklich verfolgt wird.
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Richard Knispel

Hallo Dieter,

jetzt bin ich echt geschockt!

Schade dass man den Strom nicht für Geräte mit kleiner Stromaufnahme verwenden kann wie z.B. Digitaluhr o.Ä.. Der Innenwiderstand ist ja dann wohl geringer als bei den meisten Batterien.

Grüsse

Bernd Mayer

--
MR. MCBRIDE: Yes, Your Honor. ... I want to walk the Court through
enough of our complaint to help the Court understand that IBM clearly
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Bernd Mayer

Hi!

Uni?

Dann solltest Du Deinem Professor/Chef/wemauchimmer schonmal den Kauf eines großen Kühlschranks nahelegen :-) Flüssiger Stickstoff tuts natürlich auch, aber der ist immer so schnell alle....

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Michael Eggert schrieb:

Fürs Frustbier!

Damit kommt er auf etwa 100nA Rauschstrom, Helium wäre besser.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Richard Knispel schrieb:

Gekühlten Stromwandler nehmen, deine Bandbreitenanforderung ist da allerdings heftig.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hi!

Gute Idee, nur fragt sich, für wen (das Bier) :-)

Und noch mehr Bier :-)

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Wenn es nur um die Umsetzung Strom in Frequenz geht hier zwei spontane Ideen:

1) YIG-Oszillator zerlegen und Erregerspule für 9A neu wickeln, Ausgangsfequenz runterteilen oder runtermischen. Linear aber teuer. (Oliver Bartels weiß bestimmt ob sowas geht) 2) 100MHz LC-Oszillator, L als Spule mit Kern ausführen die im Magnetfeld einer 9A Luftspule liegt. Ungenau aber billig.

mfG Wolfgang Martens

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Wolfgang Martens

Warum soll man einen YIG nicht mit 9A ansteuern können, im Prinzip geht das schon. Es könnte Probleme mit der Homogenität des Magnetfeldes geben, wenn nur noch wenige Wicklungen da sind.

ABER: Prinzipbedingt laufen YIG Oszillatoren erst ab ca.

1,6 GHz (praktisch: 2 GHz) wirklich gut, darunter schaut es zumindest mit einem kugelförmigen YIG-Resonator eher mau aus.

Nun kann man natürlich mit einem zweiten Festfrequenz- Oszillator mischen.

ABER: *Bumm* Und hin ist der Spatz, auf den wir gerade mit der Kanone geschossen haben ;-)

Klar, geht auch wegen der Hysteresekurve, allerdings ist die *sehr* nichtlinear.

Hehe, ich habs, ich wußte doch schon immer, dass

100MHz nur zitriger Gleichstrom ist:

Wir schicken den Strom durch einen Elektromotor, an dessen Achse erst ein Getriebe zur Drehzahlerhöhung und dann eine leitfähige Scheibe mit einer geätzten Isolationslackschicht untergebracht ist, die mit einem Schleifkontakt abgetastet wird. Die Lackschicht erzeugt möglichst viele Unterbrechungen pro Umdrehung. Per Vervielfacher wird die Frequenz hochgesetzt ;-)

Ciao Oliver

P.s.: Der OP möge einmal "100 MHz VCO" in Google eingeben, wenn er die Varicap nicht selbst eingepasst bekommt ...

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Es lassen grüßen maschinensender von: "Alexanderson", "Goldschmidt" Lorenz, Telefunken. Für höhere frequenzen: funkensender. lichtbogensender

Lehrbuch der Hochfrequenztechnik II F.Vilbig Akademische Verlagsgesellschaft Ffm. 1958 S.184-199

Als frequenzvervielfacher zu empfehlen: Gesättigte (gleichstrom) eisenkerntrafos nach "Epstein"(1902), DRP 149 711. Frequenfvervielfachung ohne gleichstromvormagnetisierung: "Alexsanderson" (1916). Deutsche Patente der RCA 377527 und 388774.

Hilfsbuch für ELEKTROTECHNIK Dr.Karl Strecker Verlag von Julius Spinger Berlin. 1928

Man könnte dir permeabilität des eisenkerns(ferrit) der schwingkreisspule durch ein magnetfeld steuern. Das steuernde magnetfeld direkt durch die 9A erzeugen lassen. Eisenkern ein EI oder U kern. Oder die gesteuerte spule an den schwingkreis ankoppeln.

Aber, bevor man diese möglichkeiten in angriff nimmt, ist dringend anzuraten, eine zünftige diskussion bei bier(brotzeit) in der kneipe seines vertrauens abzuhalten ;-))

--
mfg horst-dieter
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Horst-D. Winzler

"Horst-D. Winzler" schrieb:

Klar, warum bin ich da nicht selber drauf gekommen! F'up2p

Richard

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Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht,
daß man nicht wirklich verfolgt wird.
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Richard Knispel

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