Nochmals Videoverstärker

May 18, 2007 91 Replies

Hallo liebe d.s.elektroniker,



Vor ein paar Wochen habe ich eine Diskussion zum Thema N1700 mit S-Video Buchse gestartet, und eine Schaltung für einen Videoverstärker vorgeschlagen.



Nun war ich in der Zwischenzeit nicht untätig, und habe eine neue Schaltung entworfen. Weil ich nun ein anderes Videorekordermodell umbauen musste, ist der Wunsch entstanden, eine Schaltung mit einfach einstellbarer Verstärkung zu haben, meine alte Schaltung hätte jeweils eine Neuberechnung der Widerstände benötigt.



Also habe ich die Ratschläge von Rolf Bombach befolgt und:


  1. LTSpice installiert. Es läuft auch wunderbar unter Linux mit Wine, und ich möchte es nicht mehr missen
  2. Einen Operationsverstärker verwendet

OK, Rolf hat wohl nicht gemeint den OP-Amp diskret aufzubauen, aber ich konnte es mir nicht verkneifen. Ich habe ja noch nie mit einem Norton-Operationsverstärker gearbeitet, aber am besten lernt man die Dinge doch kennen, wenn man sie diskret aufbaut.



Genug der Worte, hier ist das Resultat:



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Stefan


Stefan Heimers schrieb:

OK, Nerven hast du. Ob das diskret funktioniert, wage ich zu bezweifeln. Die Eingangstransistoren sind weder gepaart noch thermisch gleichlaufend. Eventuell könnte es mit einem Transistorarray gehen.

mfg Rolf Bombach

Gibt es bei Euch nicht dieses tolle UHU-Plus?

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Die Schaltung ist schon aufgebaut und funktioniert. Die Stromspiegel-Transistoren habe ich aus einer Auswahl von 10 Stück von Hand selektiert. Thermisch gekoppelt sind sie nicht direkt, stehen aber sehr dicht beieinander und wegen prinzipbedingt gleichem Strom und gleicher Spannung sollten sie sich auch in etwa gleich stark erwärmen.

Im Gegensatz zu anderen Schaltungen, wo die Stromspiegel mit sehr unterschiedlichen Potentialen an den Kollektoren arbeiten und somit unterschiedliche Leistung anfällt.

Stefan

Stefan Heimers http://www.heimers.ch/

Stefan Heimers schrieb:

OK, ohne Selektion hätte ich es auch gar nicht versucht.

Da hatte ich nur schlechte Erfahrung, Doppeltransistoren sind da eine echte Erlösung. Interessant ist, dass du recht schnell die Erfahrung mit der Kaskodenschaltung gemacht hast. Die wurde beim ersten Anlauf für einen integrierten Norton-Verstärker nämlich vergessen, was zu recht bescheidenen Daten geführt hat (LM3900). Erst der Nachfolger (LM359) hatte dann einigermassen videotaugliche Bandbreite. Mit andern Worten, National brauchte

5 Jahre um auf den Trick zu kommen :-)
mfg Rolf Bombach

...wobei Unterschiede der Transistoren vermutlich nur einen DC-Offset und einen geringfügig veränderten Verstärkungsfaktor bedeuten würden.

Bei monolithischen Transistorpaaren ist logischerweise die thermische Kopplung gut. Aber wie bekommt man da die restlichen Parameter (z.B: hfe) identisch hin? Wird auch selektiert? Oder nach der Herstellung noch irgendwie getrimmt?

Ich gebe ja zu, dass ich die LM359 Innenbeschaltung schon gesehen habe, bevor ich meine Schaltung entwickelt habe.

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Die Kaskodeschaltung ist im Gegensatz zu Darlington recht wenig bekannt. Ich habe Jahrelang gebastelt ohne ihr zu begegnen. Ich habe zwei Jahre lang Elektrotechnik studiert ohne ihr zu begegnen. Doch irgendwann bin ich darauf gestossen, habe irgendwo gerüchteweise davon gelesen. Das grosse AHA-Erlebnis: Seither verstehe ich auch die Funktionsweise von Tetroden/Pentoden und von Dualgate-MOSFETs, im Prinzip sind doch beide mit der Kaskode verwandt.

Stefan

Hallo Stefan,

Jetzt hast Du neben der Kaskode auch herausgefunden, warum Paare teuer sind und so gut wie nie verwendet werden, wenn man auch nur irgendwie drum herum kommt. Meist kommt man drum herum, durch Klemmung etc.

Da sollte mal jemand mit Eurem Prof ein Huehnchen rupfen. So langsam daemmert mir, warum wir bei einem Kunden vier frische Ingenieure hintereinander wieder gehen lassen mussten :-(

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

|> Da sollte mal jemand mit Eurem Prof ein Huehnchen rupfen. So langsam |> daemmert mir, warum wir bei einem Kunden vier frische Ingenieure |> hintereinander wieder gehen lassen mussten :-(

So schlimm kann's nicht sein, Google liefert mit dem deutschen Begriff als erstes:

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Dummerweise sind das aber Physiker ;-)

Georg Acher, acher@in.tum.de http://www.lrr.in.tum.de/~acher "Oh no, not again !" The bowl of petunias

Nicht nur mit den Professoren.

Man schaue sich die ganze Literatur für Elektronik-Anfänger an. Emiterschaltung, Kollektorschaltung und Darlington bis zum Gehtnichtmehr. Basisschaltung nur kurz erwähnt. Stromspiegel, Kaskode, Sziklai-Paar fehlen meist.

Stefan Heimers http://www.heimers.ch/

Hallo Georg,

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Jetzt waere es noch schoen, wenn die da wie unsereins beim Seminar-Halten richtige praktische Werte dranschreiben wuerden. 10V,

2.49K, BC558 und so weiter. Aber ist ja schon mal schoen, dass wenigstens die Kaskode erwaehnt ist. Bei der Common Gate Schaltung ist aber i.d.R. Schluss. Da habe ich mal erlebt, wie ein gestandener Prof sagte, eine solche Schaltung mache man nicht und sie sei voellig unsinnig. Meinen spontanen Pruster bekam er mit, konnte ich einfach nicht unterdruecken. Die Wasserflasche konnte ich so gerade noch auffangen. Spaeter schickte ich ihm das Schaltbild eines Transceivers mit haufenweise solcher FET Stufen.

Ach so, mein erstes Industriedesign mit noch feuchtem Diplomlappen war ein Hybrid. Fing mit der Eingangsstufe an, ein 2N7002 bzw. BSS123 in Common Gate Schaltung.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Hallo Stefan,

Deshalb sorge man alsbald fuer gute Englischkenntnisse und besorge sich gescheite Literatur. In Art of Electronics fehlt Sziklai natuerlich nicht. Was mir auch viel half, war das fruehzeitige Beschaffen von Buechern wie Geiger, Allen, Strader "VLSI Design Techniques". Da stehen so gut wie alle Analogtricks mit Halbleitern drin.

Das einzige Problem war dann bei Klausuren, dass wir in manche keine Zettel mitnehmen durften, auf denen die deutschen Uebersetzungen fuer all die Fachwoerter standen. Musste also auswendig gepaukt werden. Slip=Schlupf, mho=Siemens, usw.

Die ganz hohen Weihen sind angezapfte Spulen und Richtkoppler. In der Uni wird es nur angerissen, man kann eine Menge mehr damit anstellen. Durfte sich unsereins gleich nach dem Studium reinziehen, da mein erster Arbeitgeber ein Ultraschallgeraetehersteller war. So eine angezapfte Delay Line war mir die ersten Tage ein ziemliches Raetsel.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Hallo Joerg,

Man will ja schnelle Erfolgserlebnisse verkaufen. Mit diskreten Stromspiegelschaltungen macht man den Leuten keine Freude.. =20

Hm, B=FCcher sind nicht mehr bezahlbar heute.=20 =20

Darunter verstehe ich nur ein bischen l=E4stige Rechnerei. Bin v.a. im Zusammenhang mit Schaltnetzteilen darauf gesto=DFen.

War dem Prof 2-3 Doppelstunden wert. Keine Ahnung ob das reicht.

Gru=DF Michael

Ach ich hab' durchaus meinen Spass mit dem diskret aufgebauten OTA auf dem Steckbrett, auch wenn er mir noch davondriftet :-) (Schaltung folgt demnächst, ein wahres Transistorengrab!)

Stefan

Stefan Heimers schrieb:

Durch den Herstellungsprozess. Die Transistoren sind bei der Herstellung "geographisch" nah zusammen. Bei super- low-noise NF-Doppeltransistoren, welche man naheliegender- weise sehr gross machen muss, werden vier Transistoren genommen, die über Kreuz parallel geschaltet werden, um selbst lineare Änderungen der Eigenschaften über die Chipgrösse auszumitteln. Beim MAT02 ist ein Bild drin. (BTW, bis zu Philip Roth war ich der Überzeugung, im amerikanischen Englisch gäbe es prinzipiell keine langen und verschachtelten Sätze :-]).

Naja, du hast die Schaltung nicht nur gesehen sondern auch verstanden und dann noch funktionierend aufgebaut. Nur nicht das Licht unter den Scheffel stellen.

Ist mir auch wenig verständlich. Offenbar ist die Kapazitätsgrenze der Ausbilder doch recht rasch erreicht ;-). Auch interessant ist die "invertierte" Kaskode (z.B. mit NPN+PNP), insbesondere bei Übersteuerungsgefahr.

mfg Rolf Bombach

Georg Acher schrieb:

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Und dementsprechend trocken fällt der Text aus. Schaltungstechnik ist immer noch irgendwie bäh und hat nichts mit Elektronik zu tun. Es hat zum Beispiel keinen Hinweis, wieviel GBP Gewinn die Kaskode jetzt in der Praxis bringt. Theoretisch gibt es ja auch keine Millerkapazität, die kommt auch von den praktisch existierenden Bauteilen. In ICs wird die Kaskode häufig aus ganz anderem Grund verwendet: Für konstante und vorallem kleine Betriebsspannung der Eingangs- transistoren, welche oft Superbetatransistoren mit äusserst kleiner Spannungsfestigkeit sind (4 V oder dergleichen).

mfg Rolf Bombach

Ist das die Schaltung mit Stromspiegel anstatt dem zweiten Kaskodentransistor?

Stefan

Hallo Michael,

Huh? Kaufe sie doch ueber IEEE oder eine andere Quelle in den USA. Hatte ich frueher von Europa aus fast immer so gemacht. A of E hatte mich $50 gekostet, eine der besten Investitionen.

Mehr Experimentieren als Rechnen :-)

Das ist doch schon wenigstens etwas. Wir bekamen darueber nur graue Theorie, aber ich hatte dann nebenbei etliche gebaut. Nur machen das heute kaum noch Studenten.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Hallo Rolf,

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Ahem! Wie meinen? Also bitte...

Ist auch bei diskreten HF Transistoren so. Die ganz heissen mit zig GHZ sind bei 4V oft schon verbrutzelt.

Gruesse, Joerg http://www.analogconsultants.com

Hallo Rolf,

Wir koennen sogar die dreifache Verneinung, da kommen selbst die Suedafrikaner nicht mit: I ain't gonna do no laundry no more.

[...]
Greetings from the West, Joerg http://www.analogconsultants.com

Hallo Joerg,

Kannst du mir sagen wie da die beste Vorgehensweise ist? Muss man IEEE-Mitglied sein?

Ja, fest geplant :)

Mir fehlts noch ein bischen an Messtechnik um in diesen Bereich einzusteigen. Aber mal sehen, was nicht ist kann ja noch werden. Und die Motivation h=E4lt nun doch schon recht lange an, k=F6nnte also klappen ;-) Leider basteln immer weniger Studenten und was noch viel trauriger ist, einige in meinem Umfeld haben sich gar im Laufe des Studiums von ihrem Hobby verabschiedet.

Gru=DF Michael

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