Hallo, möchte einen Rechteck-Pulsgenerator basteln, der Impulse von 10-100 ns mit einer Amplitude von 50-100 V generiert. Das ganze sollte möglichst einfach und effizient sein, ohne uC. Nun möchte ich gerne wissen, wie man sowas mal prinzipiell angeht, welche Bauteile ich brauche, wie so eine Schaltung ungefähr aussieht usw. weil ich noch ziemlich wenig Erfahrung im Basteln hab. Super wäre auch wenn mir jemand Links für weiterführende Literatur posten könnte.
Vielen Dank im Voraus, Manni
Manfred Westreicher schrieb:
Oha.
Einen uC kann man da eh nicht gebrauchen, und Flankensteilheiten von >>1000V/us sind bei solchen Spannungen nicht so einfach zu realisieren. Was soll denn überhaupt für eine Last dran?
Das hat auch mit Basteln nichts mehr zu tun.
Schau dir mal die Ausgangsstufen von Oszilloskopen an, bei Hameg kann man sich ein paar Schaltpläne runterladen.
Gruß Dieter
ungeprüfter Ideenansatz:
-Rechteckoszillator für Pulswiederholfrequenz f1
-Puffer mit schnellem TTL Gatter zur Flankenschärfung von f1
-Zweig A: Schnelles Gatter leitet steiles f1A weiter
-Zweig B: einstellbares RC-Glied macht Flanke weich, dann wieder schnelles Gatter zur Flankenschärfung (erzeugt steiles f1B das jetzt
10-100ns gegen f1A verschoben ist) Zweig A und B mit schnellem EXOR kombinieren, Ergebnis ist 10-100ns Puls mit 2xf1 Wiederholfrequenz, evt muss man noch jeden zweiten Puls unterdrücken weil RC + Gatter bei pos. und neg. Flanken ungleiche Pulslängen ergeben könnte. Im idealfall braucht man also einen 555 und 4 schnelle EXOR.Jetzt die von Dieter Wiedmann vorgeschlagene Oszilloskopendstufe. Je nach benötigter Flankensteilheit ist eine Banbreite im GHz Bereich nötig! Ich sehe das Problem hauptsächlich in der Endstufe.
mfG Wolfgang Martens
Hallo Wolfgang,
Die Endstufe muss kein Problem sein, denn der gewuenschte Bereich von
10-100nsec ist nicht besonders schwierig. Eine elegante Moeglichkeit waere, auf Logikpegel, 12V oder wo immer sonst es einfach ist einen niederohmigen Treiber hinzulegen. Dieser speist einen multi-filar gewickelten Ringkerntransformator. Das Uebersetzungsverhaeltnis wird dann passend gewaehlt. Kapazitive Kopplung haelt gegebenenfalls den Gleichstromanteil im Zaum.Auf diese Art habe ich die meisten Pulser entworfen, wenn es auf niedrige Kosten ankam.
Gruesse, Joerg
Hehe. Und morgen fliegen wir damit zum Mond. Möglichst effizient, ohne uC ...
Prinzipiell kann man z.B. Delay Lines mit 10ns Abstufung und einem XOR Gatter einsetzen, oder FPGA's, oder z.B. einen/mehrere DDS mit geeignet engeschalteten sauschnellen Comparatoren.
Oder man nimmt gleich wie bei den Sampling Oszis Laufzeitleitungen und schnelle Dioden.
Damit hat man erstmal einen schnellen Puls mit ganz wenigen Volt Amplitude.
Das Thema sind nur die 100V, bei 10ns sollte der Puls schon eine erkennbare Flanke (1ns) haben, ergo unterhalten wir uns um den GHz Bereich. Das ganze bei 100V ist sehr aufwendig und ebenso sehr teuer, die meisten schnellen Halbleiter machen derartige Spannungen nicht mehr ohne weiteres mit.
Was u.U. geht: Avalanche Fotodioden und einmal elektrisch/optisch/ elektrisch wandeln, oder eine Kaskade von schnellen SiGe oder GaAs Transistoren oder Thyratron-Röhren könnten auch noch gehen.
Noch als Nebenanmerkung: Wenn uns einer so einen Entwicklungsauftrag geben wollte, würden wir den Auftraggeber
*sehr* genau ansehen und uns den Verwendungszweck genau erläutern lassen.Derart schnelle synchrone Leistungsschalter sind nämlich bei Diktatoren mit spontan kernspalterischen Ambitionen in aller Welt sehr beliebt und stehen deswegen auf der Länderliste ...
Gruß Oliver
-- Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
Manfred Westreicher schrieb:
Schnelle Flanken mit hoher Spannung lassen sich erzeugen, wenn Du einen Transistor im Lawinendurchbruch betreibst. Durch Zusammenschaltung mehrere Transistoren lassen sich da auch Spannungssprünge von mehreren kV erreichen. Stichworte für Google: avalanche, marx bank
Dazu gibt es jede Menge Literaturstellen, meist von vor 10-30 Jahren, wo beschrieben wird wie man durch Zusammenschalten mit einer Verzögerungsleitung einen Pulsgenerator mit gewünschter Pulsbreite fabrizieren kann.
Siehe z.B.
...Jürgen
Am Sun, 03 Apr 2005 09:34:21 +0200 schrieb Oliver Bartels :
Da war ja einmal die Sache mit den Schaltröhren im Nierensteinzertrümmerer, die auf dem Index waren, dort aber für die schnelle Entladung zur Erzeugung der Stoßwelle nötig. Ansonsten wollte in alt.lasers neulich jemand die Polarisation eines Pulslasers für jeden Puls mittels einer Kerr-Zelle (o.ä.) steuern, das waren auch kV pro ganz-wenige-ns. Würde ich aber als eher friedlich Anwendung betrachten.
-- Martin
Es gibt genügend friedliche Anwendungen für solche Pulse, trotzdem stehen superschnelle Schalter für hohe Leistungen auf gewissen Länderlisten, einfach weil es in gewissen Ländern gewissenlose Leute gibt, die damit explosive Ladungen rund um so eine Hohlkugel synchron zünden wollen, oder zumindest damit drohen wollen, es zu tun.
Deshalb heißt es ja auch nicht "nein, überhaupt nicht erhältlich", sondern nur "bitte genau hinschauen".
Gruß Oliver
-- Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
Am Mon, 04 Apr 2005 14:33:20 +0200 schrieb Oliver Bartels :
Und dann ev. die Umwelt verschmutzen, weil sie diese Kugel aus einem giftigen Schwermetall machen - bäeh... Mögen sie doch auch von RoHS etc. gequält werden. :-) Aber es hat da ja sogar mal einen recht abenteuerlichen Spielfilm gegeben (Name leider vergessen), wo es ein Student (aus und in den USA) geschafft hat, so ein Ding zu bauen. Ein klitzekleines bisschen an der Realität vorbei, damit es mehr Science fiction ist, zB der Laser mit dem er auf ca.
10m Distanz die Blechwand aufgeschnitten hat - natürlich unfokussiert aber strahlend blau, oder das Haarschampoo mit dem er die gestohlene grün leuchtende "Suppe" ersetzt hat. Aber ansonsten nicht schlecht.-- Martin
Oliver Bartels schrieb:
Hallo,
ohne Halbleiter, vermutlich mit R=F6hren hat man dieses Problem ja beim=20 Manhattan Projekt 1945 l=F6sen k=F6nnen.
Bye
Uwe Hercksen schrieb:
Vielleicht ähnlich einem Bombenzünder. Mit der in einem Kondensator gespeicherten Energie wurde ein Wolframdraht verdampft. Als Schalter hätte ein Quecksilberschalter dienen können.
zB sollen die Japaner enorme Beschaffungsprobleme für Quecksilber gehabt haben. Eben für ihre Bombenzünder
-- gruss horst-dieter
Das Zauberwort heißt Thyratron - Röhren teilweise mit sehr spezieller Gasfüllung, die mittels Puls am Gate ionisiert und ähnlich einem Thyristor dauerleitfähig bleibt, solange Strom fließt -.
Die ursprüngliche Anwendung war ganz klar Radar, halt der Puls für die Magnetron-Röhre (Kondensator- Entladung)
Daneben gibt es wohl Sondervarianten, die aufgrund spezieller Bauweise nicht so schnell ionisieren, wenn die Umgebung ansonsten ionisierend wirkt.
Solche Röhren waren es wohl, die wegen obskurer Einkäufe gewisser Herrschaften - deren Auftraggeber gerne arabische Gewänder tragen oder in gewissen fernöstlichen Hungerschurkenländern leben, mehrfach zu einem erhöhten Rauschpegel im Presse-Blätterwald und zu starkem Interesse von Leuten mit Schlapphut oder grüner Tracht geführt haben.
Ciao Oliver
-- Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
Hi!
...und wahrscheinlich von der Größe eines Laserpointers und der Strahl hat sich mit unter 1m/s ausgebreitet? :-)
Gruß, Michael.
Am Thu, 07 Apr 2005 00:01:54 +0200 schrieb Michael Eggert :
Nein, das nicht gerade. Die Maschine war schon mehrere Meter groß und in der Werkshalle günstig montiert, sodaß man sie mit ihren Servomotoren (möglicherweise unter Überbrückung von ein paar Sicherheitsschaltern, oder nach dem hacken des Steuerprogramm es) auf die Wand richten konnte. Die mußte aufgeschnitten werden, weil das zu entwendene Material nicht an einem Detektor bei der Eingangstür vorbei geschmugelt werden konnte - es schien aber zumindest kurzzeitig weitgehend gefahrlos handhabbar gewesen zu sein.
-- Martin
Also, erstmal vielen Dank für eure Bemühungen!
Hab ein cooles Teil gefunden
Vielen Dank im Voraus! Manfred
Manfred Westreicher schrieb:
Hallo,
das sieht so aus als hat nur der MD1210 die n=F6tige kleine output rise=20 time, welche Zeit noch durch den TC6320 dazukommt steht da nicht.
teils=20
len=20
ch=20
,=20
Mit Verlaub, aber das ist dann leider doch einige Gr=F6ssenordnungen zu=20 schwierig f=FCr einen Anf=E4nger.
Bye
Oliver Bartels schrieb:
Auf Alliierter (WK II) mit dem Wasserstoff gefüllten Thyratron
5C22 ein leistungsfähiges Stromtor zur Verfügung.Umax: 16kV, Impuls: 325A, Heizleistung: 65W
Deutsches Thyratron aus dieser Zeit. AEG S15/40i
Umax: 1kV, Iimpuls: >20A, Uh=8V, Ih ca. 5,5A Zündeinsatz: 0,1µs u. besser.
Eine andere Möglichkeit waren feste, gasgefüllte Funkenstrecken:
Impulsspitzenstrom: 10...100A, Spitzenspannung bis etwa 30kV Ausgeführte Anordnungen: LG 200, LG 201 Zündeinsatz mit Vorionisation: 0,2µs
Gegen Ende WKII ist auf Deutscher Seite von Dr.Erwin Marx an der TH Braunschweig-Hannover mit einem Funkenstrecken-Tastgeräte eine Impulsleistung von 10MW bei 60kV erreicht worden.
Brauchte man damals kurze Rechteckimpulse wurde das mit Funkenstrecke, Laufzeitkette und Impulsformer verwirklicht-
-- gruss horst-dieter
"horst-d.winzler" schrieb:
War das der mit dem Marx-Generator? (Kondensatoren parallel aufladen und über Funkenstrecken in Serie entladen)
Fragt (am Rande und nun schon bald OT) Jens
Jens Carstens schrieb:
Jau, das war er. Sog. Marx Schaltung nach dem Stoßgeneratorprinzip. Grundlegend die parallele Aufladung und seriengeschaltete Entladung der Impulsspeicherkondensatoren. Bei drei Stufen und einer Speisespannung von 6kV sind folgende Werte erreicht worden: Impulsamplitude 30kV, Impulsspitzenleistung 1,5MW. Die "Jungs" hattens damals schon drauf ;-)
-- gruss horst-dieter
Naja an diesem Punkt sollte ich wohl mit offenen Karten spielen: Bin Elektrotechnik Student, komme aus einem Gymnasium, und wollte unbedingt mal was basteln, da hab ich mir eine praktische Arbeit an der Uni ausgesucht mit gehabter Aufgabenstellung... Nun bin ich keineswegs zu faul mir das Nötige beizubringen, natürlich hätte ich Kollegen die mir weiterhelfen können aber möchts mal selber versuchen, deshalb nochmal meine dringliche Bitte:
KANN MIR JEMAND LITERATURVORSCHLÄGE, LINKS, ETC. zu dem Thema bzw. speziell zu Impulsgeneratoren (samt Netzteil usw.) empfehlen????
Meine Suche im Internet war nicht besonders erfolgreich, vor allem weil die meisten Paper auf IEEE etc. fast ausschliesslich den Stand der Technik (sprich kV Impulse im ps-Bereich) beschreiben. Aber womöglich fehlen mir nur die richtigen Keywords für die Suche....
Allenfalls besten Dank, ciao
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