rauscharme Transistoren - Empfehlungen?

Tach Elektroniker,

nachdem ich auf dem Weg zur Arbeit wieder viel Zeit zum nachdenken und rumspinnen habe, wollte ich mal wieder an einem lange ruhenden Projekt weiterarbeiten: ein paar rauscharme Referenzfrequenzen. Also das übliche: 10 MHz, evtl. 1 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, oder was mir sonst so im Laufe der Zeit einfallen will. Später werden dann sicher auch krummere Frequenzen dazukommen, 10,245 MHz zum Beispiel (wofür man das wohl braucht... ;-) ). Lange Rede garkein Sinn: Ich suche nach Transistoren die wenig rauschen. Hohe Transitfrequenzen sind da nach meinem Verständnis eher nicht so wichtig, die Schleifenverstärkung muß ja nur hoch genug sein, daß das Ding vernünftig anschwingt. Die 100+ MHz fT, die die gängigen Standard-Transen da mitbringen, sollten also ausreichen.

Damit nicht alles mehrfach genannt werden muß: auf der Liste stehen bereits ein paar Transistoren: BCX70K, BCW60FF, 2SC732, 2SC1815, 2SC1959, 2SC2240, 2SC2458, 2SC2713,

2SC3324, 2SC3378, 2SC4117 und MPSA18. Vielleicht auch BC550/560, MMBT5088/2484. Da es sich hier nicht um Stückzahlen handelt, ist mir der Preis eigentlich nicht sooo wichtig, teurer als der dazugehörige Quarz im SC-Schnitt muß allerdings auch nicht sein ;-) Mehr Wert lege ich da tatsächlich auf die Rauscheigenschaften, da die sich auch auf die Oszillatorperformance auswirken. Stichwort Phasenrauschen, Rauschflur etc.

Ach ja: wenn jemand weiß, wo man SC-Quarze herbekommt ohne ne Hypothek aufnehmen zu müssen, wäre ich da auch nicht traurig ;-) auch wenn ich es für den Anfang wohl mit Standardquarzen testen werde...

Gruß, Florian

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Florian Teply
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Wichtiger als der Transistor ist die Schaltung. Driscoll hat seinen Oszillator mit 2N2222 veröffentlicht, ist trotzdem Spitze.

Oder Brückenoszillatoren à la Rick Karlquist:

Bernd Neubig hat das Wichtigste in seinen Artikeln zusammengefasst; zu finden unter P8000 / P8002 sind zwischenzeitig ausgestorben, 3 BF862 parallel sollten ein guter Ersatz sein.

Nimm nicht die DISTAW-Schaltung, die zur Zeit ziemlich propagiert wird. Das liest sich alles ganz gut, schwingt aber wie jeder Emitterfolger mit einem Mikrowellentransistor, dem man die Basis mit 82 nH in Serie mit 2n2 abblockt. Der Ne688xx ist viel zu schnell.

Der Ne68819 hat den Ruf, besonders rauscharm zu sein. Das gründet sich wohl hauptsächlich darauf, dass sein 1/f-Rauschen überhaupt spezifiziert ist. Die Eckfrequenz ist mit 100 oder 200 Hz auch nicht soo toll. Mat02/Mat03/SSM2210/SSM2220 können das deutlich besser.

Ist schwierig. Ich habe das vor ein paar Jahren schon mal versucht und hatte den Eindruck, dass schon das Ansinnen nicht willkommen war, unabhängig vom Preis.

Ich hab' mir erst mal mit ein paar MTI-260 für 5 und 10 MHz geholfen.

Ich brauch jetzt einen Kaffee.

Gruß, Gerhard

ps Suche nach "Enrico Rubiola", sowohl Buch als auch Website. und die Time Nuts -Liste auf

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Gerhard Hoffmann

Wenn man an die Grenzen will gibt es natuerlich Geschosse wie diese:

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Aber schwer beschaffbar, wie ein rohes Ei zu behandeln, ft liegt m.W. jenseits der 100GHz, usw.

Auch ganz edel:

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Ist der BFP740, das mit den Hyperlinks kriegt Infineon kaum noch gebacken. Den gibt es, oh Wunder, sogar auf unserer Teichseite von der Stange.

Das Sahnehaeubchen:

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Der Quarz ist bei dieser Sache wichtiger als der Transistor, aber ich bin zu lange aus Europa weg. Frueher haben wir normale Quarze bei einem Schleifer in Daun (Eifel) bestellt. Ganz edle Sachen bei KVG in Neckarbischoffsheim. Vielleicht kennt jemand aus der NG eine gute Adresse. Deine Frequenzen gibt es i.d.R. von der Stange.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Die sind für diese Anwendung allesamt unbrauchbar.

Wegen der hohen Transitfrequenz entwickeln sie Interesse für nebenberufliche Tätigkeiten aka wildes Schwingen und die ebenfalls hohe 1/f-Eckfrequenz erzeugt ein NF-Rauschen, das dann auf den Träger moduliert wird.

Gruß, Gerhard

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Gerhard Hoffmann

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Aehnliche Transistoren haben sich in solchen Bereichen schon etabliert. Ultraschall, spielt sich in meinem Fall fast immer zwischen 3MHz und

50MHz ab.

Bei mir waren es so gut wie immer Verstaerkerschaltungen und wir haben manches "Shoot-Out" gegen den Erlkoenig der Konkurrenz gewonnen. Einmal auch gegen den der Muttergesellschaft, was natuerlich nicht so angenehm ausging ...

Die nebenberuflichen Taetigkeiten erfordern gutes Layout und hie und da einen "Spoiler". Ferritperle/Widerstand vor dem Gate usw.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Ultraschall ist kein solcher Bereich wie rauscharme Oszillatoren. Das Ziel beim Oszillator ist Phasenrauschen = -174 dBc, wenn's geht ein paar Hertz neben dem Träger.

Deine Ultraschallechos sind dazu die absolute Gegenposition. Alles driftet und wabert, nach ein paar Mikrosekunden ist sowieso alles vorbei und ohne TimeGainControl ist der Dynamikbereich einfach nur albern. Das ist nicht mal halbwegs stationär, geschweige denn stabil.

Wenn ich schon dabei bin:

Ich habe in s.e.d. gesehen, dass Du dich immer noch über die fehlenden Spice-Modelle für LD-MOS-Transistoren beschwerst. Hatten wir hier ja auch schon.

Lies mal die letzten Kapitel von Norman Dye & Helge Granbergs Buch über HF-Leistungstransistoren. Die lassen sich dort darüber aus, warum Spice die Driftzone von LDMOS-Transistoren nicht halbwegs realitätsnah modellieren kann.

Gutes Buch, sollte man sowieso haben wenn man mit RF-Power zu tun hat. Granberg hat > 20 Jahre die Applikationsschaltungen für alle neuen Motorola-Powertransistoren gemacht. Leute von Ericsson haben auch Text beigesteuert.

Gruß, Gerhard

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Gerhard Hoffmann

Beim normalen Echobetrieb hast Du recht, aber bei Doppler und Color-Flow ist es ganz anders und dabei trennt sich die Spreu vom Weizen. Jedes Fitzchen Phasenrauschen macht SNR kaputt. Das faengt bei der Genenierung des Pulszuges an, der durchaus 30 oder mehr Taktzyklen umfassen kann (lange Range Gate Einstellung). Nach dem Motto "Wie man in den Wald ruft, so kommt es zurueck", ein schlechtes SNR auf dem Takt ist praktisch nicht mehr auszubuegeln. Der I/Q demodulierte Signalbereich geht von einigen zig Hertz bis 10kHz, in der Pediatrie auch hoeher. Akustischer Doppler wird manchmal auch im CW Betrieb gemacht und dann muss das so richtig phasenrauscharm sein.

Die Kroenung war, als wir das Flagschiff von Acuson (jetzt Siemens) nassgemacht hatten. Das war so in etwa wie VW Passat gegen S-Klasse. Eine unglaublich korpulente Patientin, wo ich echt Bedenken hatte ob die Krankenliege haelt (bog sich ganz gut). Der Arzt rieb sich die Haende und fragte "So, jetzt ist die Stunde der Wahrheit, wer bekommt denn hier aus der Aorta ein einigermassen akzeptables Doppler-Signal?"

Auch der Dynamikbereich ist alles andere als klein. Klar hatten wir immer so um die 70dB TGC-Bereich. Aber bei einem Patienten mit schlimm verkalkten Gefaesswaenden bekommst Du unter 40dB verbliebenem Dynamikbereich nichts gescheites aus dem Doppler, wuerde von den Wand-Echos alles plattgemacht. Und genau das sind die Jungs die irgendwann per Krankenwagen in der Kardiologie landen. Es muss deutlich darueber gehen, wenn man eine Diagnose darauf aufbauen will und vielleicht noch eine halbwegs lesbare FFT fuer spaeter ausdrucken moechte, z.B. um das einem Kollegen zu zeigen.

Nicht beschwert, nur erwaehnt weil es mir gerade bei ECL auch wieder untergekommen ist, und schon laengst Konkurrenz gefunden die SPICE Modelle fuer ihre LDMOS Devices bereithaelt. Bei ECL gibt es immerhin App Notes mit wichtigen brauchbaren Elementen drin, bei NXP gab's fuer deren LDMOS nix, nueschte.

Ich (und Firmen wie PolyFet) sehen das ein wenig anders :-)

In meinem Fall geht es um harte Pulserzeugung, nicht um lineare HF-Verstaerkung. Da ist es sehr sinnvoll, wenn man mit SPICE modellieren kann. Z.B. wieviel Stress andere Bauteile in der Schaltung ausgesetzt sein werden, wie schlimm Spikes sind, ob genug Puls da-und-da ankommt, und so weiter. Wie auch immer, das duerfte dieser Firma Umsatz bringen. Grosse Firmen muessen lernen, dass eine Platzhirschposition nicht garantiert, dass Kunden einfach alles hinnehmen. So etwas kann am Ende handfest Arbeitsplaetze kosten und gerade NXP wird sich das derzeit nicht leisten koennen.

Danke fuer den Tip. Ist es dieses?

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Das von 1993 gibt es nicht mehr. Leider laesst Barnes&Noble nur Leute mit Account reingucken. Ich muss mal sehen ob unser Laden in Folsom das ohne Kaufzwang besorgen kann, dass man wenigstens vorher mal reingucken kann.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Florian, noch ein Nachtrag:

Der wichtigste Aspekt duerfte in Deinem Fall eine lupenreine Stromversorgung sein. Also so in der Art LM317 plus RC oder LC Filter. Und natuerlich eine vollflaechige Ground Plane.

Uffbasse: Der LM317 will am liebsten 10mA Grundlast sehen, sonst kann er hochlaufen. Also Teiler u.U. entsprechend niederohmig auslegen.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Moin!

Ich würd auch gern mal unter SPICE mit dem BFP740 spielen, aber als seltener Nutzer hab ich überhaupt keinen Plan, wie ich den Datensatz von Siemens da reinbekommen soll. Du hast nicht zufällig von ner Simulation was liegen, aus dem Du ein Mini-Projekt mit nur dem Transistor extrahieren und irgendwo zum download deponieren könntest?

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Das gilt auch für manche Festspannungsregler. Vor etwa zwei Monaten kam bei mir jemand an mit dem Bedürfnis nach einem 9 Volt Regler, weil die Regler in der Schublade der Experimentarenwerkstatt alle defekt seien. Er hatte ohne Last getestet und die Spannung hochohmig mit dem Multimeter gemessen.

------

--
Kai-Martin Knaak
Öffentlicher PGP-Schlüssel:
http://pgp.mit.edu:11371/pks/lookup?op=get&search=0x6C0B9F53
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Kai-Martin Knaak

M.W. ruecken sie zu dem nur S-Parameter-Saetze raus, allerdings einige Dutzend fuer alle moeglichen Arbeitspunkte. Vom BFP620 hatte ich dagegen was ergattert (muss aber noch getestet werden), in dem Fall allerdings das Model in die LTSpice Library eingepflanzt. Normalerweise benutze ich separate Lib Files, doch den BFP620 werde ich wohl oefter brauchen und so kann man ihn schnell anklicken.

Fuer den BFP620 musst Du im Prinzip nur folgendes in den LTSpice File "standard.bjt" (der ist in der cmp Directory) einfuegen:

.MODEL M_BFP620 NPN( IS=2.200E-16 NF=1.025E+00 BF=4.250E+02 NE=2.000E+00 ISE=2.100E-14 NR=1.000E+00 BR=5.000E+01 NC=2.000E+00 ISC=1.800E-11 VAF=1.000E+03 VAR=2.000E+00 IKF=2.500E-01 IKR=1.000E-02 RB=3.129E+00 RBM=2.707E+00 IRB=1.522E-03 RE=6.000E-01 RC=2.364E+00 XTB=-1.420E+00 EG=1.078E+00 XTI=3.000E+00 TF=1.430E-12 VTF=1.500E+00 XTF=1.000E+01 ITF=2.400E+00 CJE=2.507E-13 VJE=7.500E-01 MJE=3.000E-01 CJC=1.249E-13 VJC=6.000E-01 MJC=5.000E-01 XCJC=1.000E+00 CJS=1.281E-13 VJS=5.200E-01 MJS=5.000E-01 FC=8.000E-01 TR=2.000E-10 PTF=0.000E+00 AF=2.000E+00 KF=7.291E-11 TNOM=25)

Geht z.B. mit Notepad. Am besten an einer Stelle wo es alphabetisch passt, damit Du ihn auch nach Monaten schnell wiederfindest. Jetzt kannst Du einen normalen "npn" setzen, dann Rechtsklick darauf, nun die Liste runter bis zum neu hinzugefuegten BFP620 und dann "OK" druecken.

Falls das nichts wird, melde Dich, dann schicke ich Dir meine standard.bjt und mache eine kleine Musterschaltung als *.asc File und schicke sie Dir mit. Geht aber heute nicht mehr weil ich in ein paar Minuten zu einem Job los muss (nicht technischer Art, Laienseelsorge).

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Schau mal zu, ob du den aktuellen "Funkamateur" noch irgendwo bekommst. Der Artikel über das IQ-DDS

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Seite 974ff) behandelt ausführlich das Thema "Quarzoszillator mit geringem Phasenrauschen"

XL

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Axel Schwenke

Die spice-Parameter des BFP740F sind im Datenblatt, die ganze Seite 4.

Das war schwer.

Gruß, Gerhard

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Gerhard Hoffmann

Moin!

Eben.

Jau, das scheint zu klappen, danke!

Ich hatte das - ich glaube sogar mit dem 620 - vor längerer Zeit schonmal versucht, nach irgendeiner Anleitung und deutlich komplizierter, und dabei kam nichts heraus, was sich auch nur annähernd wie ein Transistor verhalten hätte.

LTSpice bringt sogar einen eigenen Editor mit highlighting dafür mit, wie ich nach Doppelklick auf die .bjt festgestellt hab! Ansonsten ziehe ich für sowas programmer's notepad

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vor.

Dankeschön!

Michael.

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Michael Eggert

Moin!

Die hast Du da gerade hingemalt!

:-) Und wie schaut das mit der Simulation des Package aus? Ist das ein Standard-Ersatzschaltbild, so daß man LTSpice nur mit den benannten Werten füttern müsste, oder muss man das selbst zusammenbasteln? (Kanns gerade nicht ausprobieren)

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Das ist eh geplant, evtl. auch mit ner Bandgap-Referenz und Laengstransistor. Waermeentwicklung stoert mich da eher nicht, dann brauch ich weniger Heizleistung ;-) Und anschliessend ein LC-Filter, so Groessenordnung 5. Ordnung, Grenzfrequenz 0,1Hz oder weniger. Platz ist auch kein Problem, ist ja Hobby...

Die wollen doch alle Grundlast sehen... Aber die bekomme ich hin, Temperaturregelung braucht ja auch 'n bischen Strom.

Aber trotzdem gut, nochmal dran erinnert zu werden.

Gruss, Florian

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Florian Teply

Guter Tipp. Gesehen habe ich das Heft schon, aber aus mir unerklaerlichen Gruenden nicht gekauft. Da sollte ich vielleicht doch mal ueber ein Abo nachdenken...

Gruss, Florian

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Florian Teply

Das haengt natuerlich davon ab, welche Grenzen man knacken will. Genausowenig, wie man mit ausgelatschten Turnschuhen den Mount Everest hochlatscht, so wenig nuetzlich ist die 8000er-Ausruestung fuer die Treppenstufe vor dem Haus.

Und wenn ich die Sache richtig verstanden habe, dann sind Mikrowellentransistoren mit abnorm hohen fts f??r nen 10MHz-Oszillator erstens unnoetig und sind zweitens mit ihrem meist eher hohen 1/f-Knie fuer gutes Phasenrauschverhalten eher hinderlich. Klar, bei nem Oszillator fuer 90GHz geht's kaum anders, aber um solche Frequenzen mache ich mir grad keinen Kopp...

Gruss, Florian

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Florian Teply

Die Links muss ich erstmal langsam verdauen. Driscoll scheint beim IEEE n bischen Papier produziert zu haben, mal sehen ob ich in der Arbeit an die Artikel rankomme. Und beim Rest muss ich erstmal draufschauen. Macht aber nix, der Fahrtweg zur Arbeit will ja auch genutzt werden. ;-)

Hmm, sieht aus wie ein fertiger OCXO. Genau da solls hingehen. Aber kaufen ist ja langweilig, und evtl. liefert der Kram ja auch ein wenig Stoff fuer ne Dissertation ;-)

Ist beides bereits in den Bookmarks, das Buch sollte inzwischen auf dem Weg zu mir sein, und die Liste wird mitgelesen. Sehr interessant und aufschlussreich, nur an der Suche im Archiv arbeite ich noch...

Gruss, Florian

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Florian Teply

Da hat sich jemand sehr viel Nicht-Standard-Mühe gegeben, den halben Millimeter vom Chip zur Platine zu modellieren. Das hilft natürlich nur, wenn man sich mit seiner Platine genauso viel Mühe gibt.

Man malt das Gehäuse am besten als eigenes Sheet mit 3+3 Anschlüssen, dann kann man es recyclen und DC/NF-Effekte auch mal ohne simulieren.

Gruß, Gerhard.

Reply to
Gerhard Hoffmann

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