Opengeiger PMT-Adapter

[Radioquant98]

Hallo Andreas,

die MCP sollten ausreichen, da Du ja schon vorher passiv integrierst. Bei geringer Verstärkung und nicht allzugroßer Ausgangsamplitute sollte er es auch tuen. Für den Filter-OPV geht jeder Lahmere.

Der Einbau in ein Metallgehäuse reicht.

Genau die beiden kurzgeschlossenen Cs.

Richtig - von +UB und -UB ein C nach Masse - das ist bei zwei Betriebsspannungen. Du betreibst die aber nur mit einer Betriebsspannung - die virtuelle Masse ist keine richtige Masse, eben nur virtuell. Du hast also +UB 5V und Masse 0V. Die Virtuelle Masse brauchst Du nur zur Arbeitspunkteinstellung der OPV. Und diese wird wechselspannungsmäßig mit einem oder zwei Kondensatoren nach Masse verbunden. Da 0V am niederohmigsten ist legt man üblicherweise das Eingangssignal masseseitig an 0V und nicht an die Virtuelle - ausgangsseitig genauso.
Das ist schirmugsmäßig besser, da die Masse gleich- und wechselspannungsmäßig gleich sind. Das ist von Vorteil, wenn aus der Betriebsspannung weitere Baugruppen versorgt werden sollen - sonst hast Du unerschiedliche Gleichspannungspotentiale auf der Schirmung und es gibt eine Kurzschlußgefahr bei ungewollter Verbindung beider Schirmungen.

HF-gemäß werden Bauteile nicht nach gut dünken platziert, sondern Stufenweise ganz nah am aktiven Element mit kürzesten Leiterzügen und massiver Masse. Du mußt bedenken, daß Leiterzüge eine Induktivität und un Benachbarte eine Kapazität haben. Und was hast Du dann - einen Schwingkreis. Auch wenn Du denkst, meine verarbeitete Frequenz ist doch noch im NF-Gebiet. Das interessiert den Halbleiter, der eine höhere Grenzfrequenz , als wirklich gebraucht, nicht. Der schwingt dann auf einer Frequenz, die dein Oszi nicht mehr darstellen kann, und Du verzweifelst.
Bestes Beispiel; eine alte NF-Endstufe mit dem 2N3055 ist kaputt. Ersetzt du den Kaputten durch Einen aus damaliger Produktion, funktioniert er sofort wieder, vorausgesetzt alles Andere ist in Ordnung.
Nimmst Du aber einen aus neuer Produktion kann das schief gehen. Modernere transistoren haben eine größere Grenzfrequenz und wenn Schaltung und Platine es hergeben schwingt das Ganze.

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

das mit dem MCP601 gestaltet sich für mich schwierig.

Zunächst will er - nach Datenblatt - VSS=GND haben. VDD soll zwar +2,7V bis +5,5V, aber |VDD-VSS| darf max. 7V haben. Dann darf ich da doch auch mit 6V ran? Oder muss ich mit nem Regler VDD begrenzen?

Meinen Schaltplan hab ich mir aus den Beispielen des Datenblattes zusammen "gekupfert". Dabei bekomme ich an IN+ des MCP601 zum Signal einen Offset von 6V, wo doch über VDD/2 nur 3V dazukommen sollten? Außerdem scheint da was mit den Kondensatoren nicht zu stimmen (siehe Anlage).

Was mach ich falsch?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Nur eine Anmerkung.
Je nach Innenwiderstand der Quelle wird die Schaltung funktionieren oder auch nicht. Bei Ri ~ 0 Ohm ist R5 ansolut funktionslos.
Ri > 0 Ohm , kämpfen Ri gegen R5. 

[ABel]

Hallo,

in meinem vorherigen Beitrag war leider die MCP601b.asy falsch. Ich hatte die Zuordnung Pin-Nummer - Funktion aus dem Datenblatt verwendet, in der MCP601.LIB wird aber eine andere Zuordnung verwendet. Achtung: die falsche MCP601b.asy heißt neu nun MCP601.asy

Was aus der ersten Stufe rauskommt sieht nun schon Mal vernünftig aus. Die Amplitude von V1 hab ich extra so hoch gewählt, damit man an Ausgang von U1 den Effekt von Rail-to-Rail sieht.

Was aus der 2ten Stufe rauskommt, sieht leider noch nicht vernünftig aus. Wo liegt der Fehler?

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Der wird eventuell übersteuert. Teste die beiden Stufen mal getrennt . Oder verwende für jede Stufe eine getrennte virtuelle Masse und spiele mal mit deren Spannung.

Ach so, bis 7V würde ich nicht ausreitzen. Dann schalte einfach eine Si-Diode in Reihe zur Batterie.

Viele Grüße
Bernd

[Peter-1]

Ich gebe auch mal meinen Senf dazu.
Mein Vorschlag entkoppelt die Nulllinie von der Verstärkereinstellung. Die Nulllinie wird durch R7 - R8 bestimmt und kann so gewählt werden dass in weitem Bereich keine Clippung stattfindet. Der Verstärker ist leicht und günstig zu bekommen und erfüllt nach meinem Verständnis alle Aufgaben. Da der Eingang schon passiv gefiltert ist gibt es keine Anstiegsprobleme. Eine 2. Stufe kann leicht angepaßt werden. Soundkarte verträgt sicher nicht mehr als 1 Volt. Wozu dann mehr verstärken?
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Peter

[Radioquant98]

Genau wie Peter es zeigt, habe ich es gemacht - siehe https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,2251.msg32285.html#new

Aber andreas will unbedingt die Opengeigerschaltung zum laufen bringen.

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo Peter,

zu deinem Beitrag von Gestern um 11:30:
R5 ist doch der Widerstand, der dem Input einen DC-Offset bringen soll; meins du den R7, der vor dem IN+ für den U1 sitzt?

Gruß Andreas

[Peter-1]

Hallo Andreas,

mit R7 - R8 stellst du den Pegel der virtuellen Masse ein.

[ABel]

Hallo,

hab nun mit dem MCP60x und LTspice weitergespielt. Was aus der ersten Stufe rauskommt (out1) sieht schon ganz gut aus. Das geht zu einer Verstärkung bis 10. Wenn die Verstärkung der 2ten Stufe zu groß ist, dann schwingt es am Ausgang ungedämpft (...Diagram out2 VU2=3.jpg). Mit etwas kleinerer Verstärkung schwingt es zwar gedämpft (...Diagram out2.jpg), aber es schwingt, was wohl für einen PMT-Adapter nicht gut kommt.

Kann ich mit der Beschaltung der 2ten Stufe als Sallen-Key Filter (R4=R6=1,5k und C4=C5=15n) daran etwas verbessern? Mit so etwas kenn ich mich nicht aus.

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

hier Mal eine open loop Stabilitätsuntersuchung. Aus R4=R6=1,5k und C4=C5=15n hab ich R4=R6=30 und C4=C5=10p gemacht und damit das Minimum bei 0dB nach rechts hinter GBW 2.8MHz verschoben.

Aber: Ist das praktikabel?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

da es mir selbst an Erfahrungen beim Schaltungsdesign fehlt, habe ich mich für mein LTspice-Schema im Datenblatt des MCP60x bedient.

Aus FIGURE 1-3 habe ich mir die beiden Kondensatoren an VDD und VSS mit 1 und 0,1uF geholt.

Aus den Anmerkungen zu den Diagrammen ,,RL = 100 kΩ, CL = 50 pF".

Aus FIGURE 4-2 stammt die Diode am Eingang zu U1. Bei U2 habe ich sie weggelassen.

Für den Wert des dortigen R1 hatte ich als ,,minimum expected V1"=VDD/4096 angesetzt, aber – wie ich gerade erst feststelle, fälschlicherweise – nicht mit VSS=0V sondern VSS=6V gerechnet. So war ich für meinen R7 auf 3k gekommen. Ich denke ich lass meinen R7 einfach weg?!

Aus FIGURE 4-8 hatte ich mir zunächst die Werte für die Sallen-Key-Beschaltung von U2 geholt, habe aber dann selbst festgestellt, das diese Werte Unsinn sind.

Beim Experimentieren mit meinem Schema bin ich darauf gekommen, das ich mit den Werten für R4 und R6 durchaus höher gehen kann, mit den Werten für C4 und C5 muss ich aber unter 1nF gehen, damit das Ganze nicht Schwingt.

Bei der open loop Stabilität erschließt sich mir dieser Unterschied nicht wirklich. Auch mit 100pF erreicht die Amplitude 0dB, zwar etwas weiter links und mit 1nF geht die Amplitude etwas unter 0dB. Sollte das den Unterschied zwischen Stabil und Unstabil schon ausmachen?

Gruß Andreas

[Radioquant98]

Hallo Andreas,

hier etwas Lehrmaterial, leider in englisch.
https://www.ti.com/lit/an/sloa030a/sloa030a.pdf

Die Werte der Abblock-Cs sind unkritisch, Hauptsache sie werden dicht am IC platziert und nicht , wie so oft bei dir "1km" entfernt

Ja, R7 ist bei dir nutzlos, da der Strom schon durch R2 und R3 begrenzt wird.

Die Last würde ich meinen ist die Maximallast, wo bei bei zuviel CL die OPV meist schneller anfangen zu schwingen - das hängt immer vom Typ ab, halt Datenblatt lesen.

Die Dioden sind nur Schutzdioden gegen zu hohe positive Spannung am Eingang - die Widerstände davor begrenzen den maximalen Strom. Also nur für Eingänge notwendig, die nach außen führen.

Viele Grüße
Bernd

Viele Grüße
Bernd

[ABel]

Hallo,

was nehme ich da für eine Diode? Hab hier noch liegen: RGP30M, 1N4007 und 1N4148?

Was mir noch Kopfzerbrechen bereitet:
Wenn ich in der Simulation eine gerade eben noch stabile Beschaltung ermittelt habe, ist die dann auch in Hardware stabil? Oder muss ich von dem Umschlagpunkt stabil-instabil weiter weg um auf der sicheren Seite zu sein? Und wie bring ich meine Schaltung weiter weg?

Konkret: Es sieht ja so aus, das meine Schaltung stabiler wird, wenn die beiden Kondensatoren und die beiden Widerstände für den Sallen-Key-Filter kleiner werden. Wie klein kann ich sie aber vernünftigerweise machen? Beim Kondensator ist bei der Beschaffung wohl bei 1 pF Schluss. Sind für die Widerstände 0 Ohm zulässig?

Gruß Andreas

[ABel]

Hallo,

in der Simulation klapp das mit 0 Ohm und 1 pF im Sallen-Key.

Gruß Andreas