Hallo NG,
ich habe Probleme mit einer OP-Schaltung, die ich in der Ausgangsstufe eines Mittelwellen Signalgenerators einsetzen will.
Mit der Schaltung soll f=FCr ein Sinussignal von 50kHz ... 30MHz ein Spannungshub von ca. 20Vpp erzeugt werden. Dazu habe ich einen Current Feedback OP vom Typ AD811 als invertierenden Verst=E4rker (Au =3D 5) beschaltet. Die Versorgungsspannug des OP betr=E4gt +/- 11V. Der Ausgang des OP geht in der eigentlichen Schaltung auf den hochohmigen Eingang eines Buffers, wurde jedoch zum Testen im Leerlauf betrieben bzw. =FCber
18k nach Masse geschaltet.Bei 1MHz funktioniert die Schaltung im Prinzip gut. Das Signal ist bei maximaler Aussteuerung nur geringf=FCgig verzerrt, was ich auf den geringen Abstand zur Versorgungsspannung zur=FCckf=FChre. Bei weiterer Erh=F6hung des Eingangssignalpegels beginnt das Ausgangssignal zu clippen, es tritt jedoch keine erh=F6hte Stromaufnahme auf. Kurz gesagt: der OP verh=E4lt sich so, wie ich es erwarte. Die Probleme beginnen bei h=F6heren Frequenzen (>10MHz). Bei 30MHz ist es nicht mehr m=F6glich, den gew=FCnschten Spannungshub zu erzeugen. Ab einer Ausgangsspannung von ca. 17Vpp beginnt der OP Strom zu ziehen und wird hei=DF. Bei weiterer Erh=F6hung der Eingangsspannung nimmt die Ausgangsspannung nicht mehr linear zu. Die Stromaufnahme nimmt jedoch =FCberproportional zu und mit dem Oszilloskop ist ein langsames - offenbar temperaturbedingtes - unsymmetrisches "Schrumpfen" des Ausgangssignals zu erkennen. Das Ausgangssignal ist nun leicht verzerrt, jedoch clippt es nicht. =C4hnliche Probleme treten auch auf, wenn ich anstelle des AD811 einen THS3061 verwende. Auch dieser arbeitet bei 1MHz zufriedenstellend. Bei
30MHz ist das Ausgangssignal bis zu einem Spannungshub von ca. 9,5Vpp unverzerrt. Bei weiterer Erh=F6hung der Eingangsspannung bricht die Ausgangsspannung schlagartig zusammen und die Stromaufnahme steigt noch extremer an, als die des AD811.Hier einige Ans=E4tze, die ich bereits untersucht und (u.U. f=E4lschlicherweise?) verworfen habe:
- OP hat zu geringe Slew Rate: Der AD811 hat eine Slew Rate von ca.
2500V/us, was gerade so reichen sollte. der THS3061 hat eine Slew Rate von ca. 7000V/us - das sollte aber wirklich gen=FCgen.- OP wird zu dicht an den Grenzen der Versorgungsspannung betrieben: Um dies zu untersuchen habe ich den THS3061 testweise mit +/- 15V Versorgungsspannung betrieben. Das Ergebnis war im Prinzip das gleiche, wie oben beschrieben. Au=DFerdem gab der OP nach Erh=F6hung des Ausgangspegels =FCber 9,5Vpp in kleines Rauchzeichen von sich - der ist dann wohl hin :-(
- OP ist am Ausgang zu stark belastet: Die Probleme treten selbst dann auf, wenn der Ausgang des OP nicht beschaltet ist.
Ich begreife einfach nicht, was da im OP passiert. Was ist die Ursache des Problems? Kann mir da jemand auf die Spr=FCnge helfen? Habe ich =FCberhaupt eine Chance, einen OP zu finden, der das mitmacht?
Paradoxerweise werfe ich etwa die H=E4lfte der Spannung, die ich mit oben beschriebener Schaltung erzeuge hinter dem Buffer wieder in den Spannungsabfalleimer. Der Buffer hat eine sehr niedrige Ausgangsimpedanz, der Ausgang meines Signalgenerators mu=DF jedoch auf
50 Ohm angepasst sein. Um das zu erreichen, habe ich zwischen den Bufferausgang und den eigentlichen Ausgang meines Generators noch ca. 39R in Reihe geschaltet. =DCber dem 50 Ohm Lastwiderstand f=E4llt somit nur noch die h=E4lfte der Spannung ab, die ich in der OP-Stufe m=FChsam erzeugt habe - Leistungsanpassung eben. Um diese "Verschwendung" zu vermeiden, =FCberlege ich auch, ob eine Schaltung, die von Hause aus mit 50 Ohm Ausgangsimpedanz daherkommt eine bessere L=F6sung w=E4re. Ich denke da in Richtung Transistor Push/Pull-Stufe. Gibt's sowas eigentlich auch integriert? Wie auch immer die L=F6sung aussieht - irgendwie mu=DF ich 23dBm an 50 Ohm (50kHz ... 30MHz) aus meinem Generator rausbringen.Bin dankbar f=FCr jegliche Erkl=E4rungsans=E4tze f=FCr mein oben beschriebenes Problem, wie auch f=FCr alternative L=F6sungsvorschl=E4ge.
Gru=DF
Ilka