Masse(?) Problem

Hallo,

Es geht um folgende Schaltung. Stellt einen HV Pulser dar. Die Boards habe ich vor kurzem machen lassen und wollte mich heute mal ransetzen und sehen wie sie arbeiten.

Hier erstmal der Schaltplan:

formatting link
In der Schaltung habe ich die Messpunkte mal eingezeichnet und im Folgenden die Oscilloscope Screenshots hochgeladen.

Diese beiden Pulse kommen von einem FPGA, in 10ns einstellbar, gemessen mit offenen Ausgaengen:

formatting link
Das ist der Ausgangspuls:
formatting link
Das ist an Punkt 3: 
formatting link
Das ist an Punkt 5:
formatting link
Hier nochmal der Ausgangsimpuls, aber mit anderer Aufloesung.
formatting link

Man kann schoen sehen, wie der Augangspuls sein muesste. Ungefaehr knapp 30ns sehen gut aus, danach kommt nur Misst. Ich habe das noch nicht genau untersucht, werde mich am Montag da mal ransetzen. Ich tippe ganz stark auf ein Masseproblem. Das Problem ist, die Signale kommen vom FPGA board gegen Masse. Das Analogsignal muss auch da wieder hin, ebenfalls gegen die gleiche Masse gemessen. Diese ungewollten "Signale" messe ich quasi auf dem kompletten Signalphat, sofern ich das Pulserboard mit dem FPGAboard verbinde. Am Ausgang haengt ein vorwiegend kapazitiver Piezo dran. Zu mehr bin ich noch nicht gekommen heute. Ich habe mich in den Bildern etwas verhauen, sind nicht alle eingezeichneten Nummern vorhanden, kann ggf. info nachreichen. Uebrigens hat die nahezu gleiche Schaltung prima auf dem Steckbrett funktioniert, was ich aus Mangel an Steckbrettern nicht mehr aufebaut rumliegen habe. :-(

Auf aufschlussreiche Tips hoffend...

--
Gruss
Mark
Reply to
Mark
Loading thread data ...

Am 27.1.2012 14:02, schrieb Mark:

Wie sehen denn die Versorgungsspannungen aus, wenn gepulst wird? (möglichst direkt am IC messen) Wie sieht deine Tastkopfmasse aus? Im Zweifelsfalle mit Massefeder direkt am Tastkopf messen. Q3 erstmal abklemmen und an R7 messen. Sieht es dann gut aus?

Die Schaltung verstehe ich noch nicht ganz: Wofür sind die Optokoppler, wenn ohnehin auf beiden Seiten die gleiche Masse ist?

Reply to
Mathias Weierganz

Hi,

Und wo kommt die Spannung her? Irgendwas fehlt da im Schaltplan.

Gru=DF Michael

Reply to
Michael Koch

Wenn nicht gepulst wird, gut. Muss ich mir dann mal noch naeher ansehen.

Hab erstmal nur mit der Krokoklemme gemessen. Diese Nachschwinger spiegeln sich auch im zu messenden Signal wieder, wenn das Oszi abgekemmt ist.

Fuer Montag vorgemerkt.

Die Schaltung habe ich aus dem Demoboard fuer die beiden kleinen Mosfets etwas abgewandelt uebernommen. Die info mit der gemeinsamen Masse kam erst ziemlich zum Schluss, dann hab ich sie quasi als Pegelwandler dringelassen.

3.3V -> 5V.
--
Gruss, Mark
Reply to
Mark

Kommt von einem galvanisch getrentem EMCO. Oder besser gesagt soll mal davon kommen. Den bekomme ich erst noch. Kann man auch an +HV und -HV extern zufuehren, was ich auch solange fuer Testzwecke mache.

Kann aber auch den anderen Teil noch nachladen.

--
Gruss, Mark
Reply to
Mark

Hi,

Das erscheint mir aber sehr ung=FCnstig, wenn die komplette HV- Versorgung in der heissen Leitung liegt. Die HV-Versorgung hat eine Kapazit=E4t gegen Masse.

Gru=DF Michael

Reply to
Michael Koch

Also bei den Spannungen und den kleinen Schaltzeiten und dann ohne Tastkopf und ohne definierte Last (Abschluß) gemessen, da kann meines Erachtens nicht viel schöneres an Oszi-Bildern herauskommen ...

Ein Masseproblem ist das definitiv nicht.

mfG Leo

Reply to
Leo Baumann

Am 27.01.2012 14:02, schrieb Mark:

Ich finde Bild 6 sieht garnicht nach Mist aus aber nach zwei überlagerten, gedämpften Schwingungsvorgängen. Nach Sperren von Q3 ist ein starker Einschwinger zu sehen. Dieser Einschingvorgang wiederholt sich im Scheitel der langsameren Schwingung. Diese langsame Schwingung von etwa 6MHz klingt offensichtlich nach einer e-Funktion ab. Dein Problem dürfte darin bestehen, die gespeicherte Energie nach Abschaltens von Q3 umgehend gegen 0 zu reduzieren. Schonmal mit einem passenden RC-Glied versucht?

--
mfg hdw
Reply to
horst-d.winzler

Hi,

zu mehr als einem einmaligen Puls taugt die Schaltung aber nicht. Wenn der Piezo einmal auf volle Spannung aufgeladen wurde, wie soll denn dann jemals wieder entladen werden?

Gru=DF Michael

Reply to
Michael Koch

Aber toll ist das mit der Masse auch nicht. Man beachte den ground bounce an den FPGA-Ausgängen, wie die blaue Spur wackelt wenn die gelbe sich bewegt.

Gruß, Gerhard

Reply to
Gerhard Hoffmann

jaja, aber ein Problem der Messung, ich weiß nicht was der Mark da noch mit Krokoklemmen macht --> Tastkopf!

mfG Leo

Reply to
Leo Baumann

Ok, ein Tip: Warum treibst Du das Gate DE275-501 nicht direkt mit einem Gate Driver? Die Gate Kapzitaet liegt unter 2nF und millern tut er auch nur mit 40pF oder so.

formatting link

Ausserdem braucht man bei solchen Sachen eine volle und je nach Last auch ziemlich fette Masseflaeche. Das uebliche 1/2oz Kupfer reicht da nicht immer.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/
Reply to
Joerg

Diese Kapazitaet waere dann parallel zu der zu schaltenden Kapazitaet. Der Piezo hat einen Innenwiderstand von 2-4 Ohm. Ca 50 Ohm kommen dann noch parallel an J4. Sollte also nicht sooo viel ausmachen. Im Schaltzeitpunkt liefern haptsaechlich die Kondensatoren den Impulsstrom. Die HV Spannungsversorgung laed sie dann nur "langsam" wieder auf.

Hier dann noch der zweite Teil der Schaltung:

formatting link

--
Gruss
Mark
Reply to
Mark

Ich denke wenn ich nicht die Tastkopf-Masse mit der Krokoklemme(10cm) nehme, sonder direkt den Ring neben der Spitze, siehts aehnlich aus.

Das Problem ist, dass sich diese "Nachschwinger" wieder auf den Ausgang auswirken. Wenn kein Oszi dran haengt, sehe ich zwar diese Spannungen nicht, sehe aber am Ausgangssignal, dass sie da sind. Das "eigentliche" Signal kommt mit steilen Anstieg und klingt wieder ab. Jedes "Zuppeln" danach sehe ich auch im Signal.

--
Gruss
Mark
Reply to
Mark

Naja, ich muss je nach Piezo einen Widerstand 20-100 Ohm parallel dazu schalten. Reduziert es aber nur gering. Gehe ich zu tief mit dem Widerstand runter wirkt es sich auch auf die Amplitude aus.

RC-Glied vor J4? Ich muss eigentlich ziemlich niederohmig bleiben, da die zu uebertragende Leistung ja im Schaltzeitpunkt hoch sein soll.

--
Gruss
Mark
Reply to
Mark

Parallel zu J4 ist ein Widerstand kleiner 100 Ohm. Damit gehe ich soweit runter wie es nur geht. Ist fuer jeden Piezo verschieden. Ausserdem haben die Dinger so 2-4 Ohm. Schalthaeufigkeit ist so bis

6kHz, normal so um 1kHz. Also alle Welt Zeit zum Entladen des Piezos und nachladen der Kondensatoren.
--
Gruss
Mark
Reply to
Mark

Ich habe verschiedene Treiber probiert. Zu den Winzlingen von EPC bin ich gekommen, weil die halt Pfeilschnell sind und extrem klein. Drueckt man denen 5A rein, machen sie 1ns. Die Treiber IXYS RF sind auch gut, aber nehmen auch Platz weg. Ich wollte unter 80x50 bleiben.

Ich habe eine Ground Plane drin. Alle Layer haben 2.8mil. Was glaube ich 2 oz. entsprechen muesste. Daran wirds wohl nicht liegen.

BTW: Ich habe nie so richtig verstanden warum man die Dicke in Gewicht angeben muss. :-)

--
Gruss
Mark
Reply to
Mark

Wenn daß das Ausgangssignal am Punk 1 von Q3 ist,

formatting link
würde ich die Blindleistung durch eine Reihenschaltung von schneller Diode und einem Widerstand von etwa 10_Ohm versuchen in Wärme umzuwandeln. Also Anode der Diodenschaltung an Drain von Q3 und Katode an + der Betriebsspannung. Diese Diodenschaltung soll die Spitzen, die über der Betriebsspannung liegen, kappen.

--
mfg hdw
Reply to
Horst-D.Winzler

Am 28.01.2012 03:11, schrieb Mark:

D6 und D7 sind suspekt. An R18 liegen also +/- 0.7V max. an. erklär mal was diese Schaltung zum Ziel hat. R18 muss kein 200V-Typ sein. Wie gross wird der Pulsstrom durch den Längskondensator des Pi-Filters? der Strom wird so ziemlich komlett durch eine irgendeine Diode fliessen.

Ein funktionelle Prinzipskizze der Gesamtschaltung wäre irgendwie hilfreich, da Du dir bestimmt einiges dabei gedacht hast..

Gruss Udo

Reply to
Newdo

Hi,

Unter EMV-Gesichtspunkten ist das aber ung=FCnstig, wenn die komplette HV-Stromversorgung die schnellen Pulse mitmachen muss. Ich w=FCrde mit dem EMCO-Modul eine negative Spannung gegen Masse erzeugen. Der Schalttransistor liegt an der negativen Spannung, der Piezo liegt weiterhin an Masse. In der Verbindungsleitung vom Transistor zum Piezo sind keine weiteren Bauteile notwendig. Also kapazit=E4tsarm. Die Optokopper hast du sowieso schon in der Schaltung drin. Wenn du sie verwendet um die Steuersignale auf das negative Potential herunterzubrignen, dann erf=FCllen sie wenigstens einen sinnvollen Zweck.

Gru=DF Michael

Reply to
Michael Koch

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.