Diferencijalne sonde

[Ebe]

Pogurao bih ovu temu u jos jednom pravcu, ako ima interesovanja. Da li bi mogli, zajednickim snagama, osmisliti jedan low noise diferencijalni pojacavac koji bi se mogao koristiti za diferencijalno merenje osciloskopom? Ciljam na merenje suma napajanja, dakle niski mikrovoltni opseg. Koliko sam citao, sum se obicno meri sa BW limitom od 20MHz, sve sto moze da se ostvari preko toga je bonus.

[Khadgar2007]

Zato ja imam Teka 5103 sa diferencijalnim pluginom.

Ali definitivno se slažem sa idejom.

[branko tod]

Pogurao bih ovu temu u jos jednom pravcu, ako ima interesovanja. Da li bi mogli, zajednickim snagama, osmisliti jedan low noise diferencijalni pojacavac koji bi se mogao koristiti za diferencijalno merenje osciloskopom? Ciljam na merenje suma napajanja, dakle niski mikrovoltni opseg. Koliko sam citao, sum se obicno meri sa BW limitom od 20MHz, sve sto moze da se ostvari preko toga je bonus.

Podržavam takvu temu, sa ti da se odradi tako da može da se gura i do 400-500V.

[Macola]

Može za relativno mali novac da se napravi pristojna diferencijalna sonda.
Trenutno je najpovoljnija opcija za to pravljenje instrumentacionog pojačavača sa operacionim pojačavačem iz klase OPA189.
Dva dualna bi završila masivan posao za sitan novac (uzeti u obzir da je iole pristojna diff sonda za skop od 1K evra pa na više).

https://gr.mouser.com/Texas-Instruments/...90Z1z0zls6

Sonda sa tim op-amps bi mogla da odradi BW reda do nekoliko MHz, zavisno od pojačanja.

Sada nisam u mogućnosti, ali večeras ili sutra uveče bih nacrtao predlog.

[Ebe]

https://xellers.wordpress.com/electronic...ial-probe/

Ovo sam uspeo naci kao DIY projekat ali je nedovrseno. Lik je pravio za hackaton, razocarao se izgleda sto nije pobedio i batalio. Mozda posluzi za neku polaznu ideju ili za izbor delova. On je gadjao BW od 1GHz a mislim da je dostigao 300MHz.

[Dragan100]

Pogurao bih ovu temu u jos jednom pravcu, ako ima interesovanja. Da li bi mogli, zajednickim snagama, osmisliti jedan low noise diferencijalni pojacavac koji bi se mogao koristiti za diferencijalno merenje osciloskopom? Ciljam na merenje suma napajanja, dakle niski mikrovoltni opseg. Koliko sam citao, sum se obicno meri sa BW limitom od 20MHz, sve sto moze da se ostvari preko toga je bonus.

?Specifikacija premise? Šta bi očekivali...itd (realno naravno!   :-))
Ulazna impedanca, naročito ulazna capacitivnost ?
Common Voltage range, Differential Voltage range?
Ulazni atenuator da/ne
BW 20MHz+
Ultra nizak sopstveni šum (Ulazni šum i visok SNR, mali THD, SR???)
Niski mikrovoltni opseg (merenje šuma = AC od par Hz, desetine Hz... pa do gornjrg opsega BW), znači bez ulaznog atenuatora
Ulazna kompenzacija diff.probe
Diff-to-SE
Sveukupno pojačanja za te miniskule signale (LNA ultra low THD), da bi jih osciloskop mogao vidjeti

Samo-podrazumeva se napajanje takvog sklopa , baterija i Virtual GND, ili dve baterije, ili vanjski PSU...
Izlazna terminacija-kompenzacija ako zatreba
Probe, Kučište i kablovi

Zato ja imam Teka 5103 sa diferencijalnim pluginom.

Ali definitivno se slažem sa idejom.

Nek te dugio i dobro služi!!!   :-)

Podržavam takvu temu, sa ti da se odradi tako da može da se gura i do 400-500V.

Može i 700V+  DC-AC, 1:10, 1:100 ... precizan atenuator, kompenzacijski ulazni diff.sklop
Kasnije slično kao u gornjem slučaju i dodatna specifikacija premise:
BW,
DC da/ne,
ako samo AC : Low freq cut? 10Hz, 10KHZ, 1MHZ

Može za relativno mali novac da se napravi pristojna diferencijalna sonda.
Trenutno je najpovoljnija opcija za to pravljenje instrumentacionog pojačavača sa operacionim pojačavačem iz klase OPA189.
Dva dualna bi završila masivan posao za sitan novac (uzeti u obzir da je iole pristojna diff sonda za skop od 1K evra pa na više).

https://gr.mouser.com/Texas-Instruments/...90Z1z0zls6

Sonda sa tim op-amps bi mogla da odradi BW reda do nekoliko MHz, zavisno od pojačanja.

Sada nisam u mogućnosti, ali večeras ili sutra uveče bih nacrtao predlog.

Sasvim se slažem, u zavisnosti željenog BW, šuma, pojačanja, SR, SNR... odabralo bi se i opamp/dual/specifičan/fully diff...

https://xellers.wordpress.com/electronic...ial-probe/

Ovo sam uspeo naci kao DIY projekat ali je nedovrseno. Lik je pravio za hackaton, razocarao se izgleda sto nije pobedio i batalio. Mozda posluzi za neku polaznu ideju ili za izbor delova. On je gadjao BW od 1GHz a mislim da je dostigao 300MHz.

Zapravo je projekat završio, odradio merenja, dao zaključke za poboljšanja...itd

Ti si izrazio želju po diff.merenju sičušnih AC signala do 20MHz+ (vidi gore prvi odgovor)
Tu bi plasirao LMH6629 za ulazni dio (Buffer impedancije, mala ulazna kapacitivnost, pojačanje ako zatreba)
kao instrumentacioni sklop, kasnije nastavio sa fully diff THS4508, takodjer sa nešto gaina ako zatreba.
Izlaza bi imao dva  ili čak trečeg kao fully diff.OUT ako zatreba.

Nego, nevidim šta ima to veze sa kompozitnim pojačivačima?
Slobodno novu temu, i priključit čemo se po potrebi...

[Dragan100]

LowNoise LowVoltage Differential-na sonda

-LMH6629, upotrebljen i kao diff-to-SE
i kao virtual GND, ako se ide samo jednom baterijicom.
-Gain je oko +45dB, po potrebi se ga koriguje
-ubačeni C_parasit, vidi se po kondovima, sada ranga nekoliko stotina femptoF
-U zavisnosti PCBja, pažnjom routiranja HF ili RF, gdje staviti GroundPlane, gdje ga absolutno maknuti zbog dodatka parazita,
onda koji tip pločice PCBja nabaviti...itd
-simulacijski odzivi izgledaju OK, četvrtka je sa 10MHz

Ulazni atenuator, zaštite ulaza, kompenzacija ulaza i još po koja sitnica (decoupling recimo) nisam stavljao.
Verzija sa fully diff izlaznim opampom malo če pričekati...ne stignem sada!
:-)

[Ebe]

Pogurao bih ovu temu u jos jednom pravcu, ako ima interesovanja. Da li bi mogli, zajednickim snagama, osmisliti jedan low noise diferencijalni pojacavac koji bi se mogao koristiti za diferencijalno merenje osciloskopom? Ciljam na merenje suma napajanja, dakle niski mikrovoltni opseg. Koliko sam citao, sum se obicno meri sa BW limitom od 20MHz, sve sto moze da se ostvari preko toga je bonus.

?Specifikacija premise? Šta bi očekivali...itd (realno naravno!   :-))
Ulazna impedanca, naročito ulazna capacitivnost ?
Common Voltage range, Differential Voltage range?
Ulazni atenuator da/ne
BW 20MHz+
Ultra nizak sopstveni šum (Ulazni šum i visok SNR, mali THD, SR???)
Niski mikrovoltni opseg (merenje šuma = AC od par Hz, desetine Hz... pa do gornjrg opsega BW), znači bez ulaznog atenuatora
Ulazna kompenzacija diff.probe
Diff-to-SE
Sveukupno pojačanja za te miniskule signale (LNA ultra low THD), da bi jih osciloskop mogao vidjeti

Kada bih sve ovo znao specificirati, verovatno bih znao isprojektovati i samo kolo. 
Salu na stranu, naveo sam koja primena mene interesuje. Zakaciti na izlaz napajanja, do 50-60V DC, ignosrisati DC i posmatrati ripple i sum.
Univerzalnosti radi, i ako ne komplikuje stvari previse, ugraditi mogucnost izbora AC/DC couplinga ulaza. 
Nekoliko nivoa izbora pojacanja ne bi bili na odmet. Recimo 1x, 10x, 100x i 1000x. Za ovo poslednje ne znam da li je realno. To je samo moja zamisao za rezoluciju od 1uV. Na osciloskopu bi to bilo 1mV, sto je bez hakovanja ovih nasih rigola minimalni podeok.
Izlaz iz sonde SE, 50oma, nista specijalno.

[branko tod]

Dragane, u taj diferencijalni pojačavaš uđe 5-10V i on je mrtav ladan zauvek.
Sa obzirom da ima pojačanje 200, 20 mV na ulazu mu je radni maksimum.

[Dragan100]

Dragane, u taj diferencijalni pojačavaš uđe 5-10V i on je mrtav ladan zauvek.
Sa obzirom da ima pojačanje 200, 20 mV  na ulazu mu je radni maksimum.

:-)
Istina, 5...10V na ulazu je več odlično ako izdrži!
Pojačanje Ao na konceptualnoj shemi je ranga cca 180V/V
tako da 10mV je max za taj sklop, onda idu izlazi u naponsku saturaciju,
ili strujnu ako imamo neko teže opterečenje , a predvidjeno za ulaz osciloskopa 1M//1pF,
nekoliko mA jasno da če izlaz tog opampa izdržati... (po DS)

A ako se pročita:

Ulazni atenuator, zaštite ulaza, kompenzacija ulaza i još po koja sitnica (decoupling recimo) nisam stavljao.
Verzija sa fully diff izlaznim opampom malo če pričekati...ne stignem sada!
:-)

sa atenuatorom 1:100 mogli bismo lagano do nekoliko stotina Vpp
postavi se i 1:10 i 1:1
onda, zašto da ne, prekidač Ao=1 i Ao=koje smo si odabrali
tako da se pokriva 1 : (100, 10, 1, prekidačem attenuatora, a dodatno imamo i prekidač pojačanja x 1 ili x Ao_odabran, kombinacija da poželiš)

Pa ulazna kompenzacija sondi (vrlo slična kompenzaciji osnovne oscilo sonde 1:10)
DC izlazni offset diff.sonde utrimovanje
itd

Ali to je ulazni attenuator i ništa drugo! :-) čista pasiva!
Jeste dio sklopa diff.probs

@ebe želi sub-mV osetljivost, ti želiš do recimo 1KVpp
razlike tih "drugih dimenzija" jedino ulaznim attenuatorom, ...i nedaj slučajno pogrešno to doterati pre merenja na visokim naponima...
onda neko bi HF merenje od 1MHz pa do 100MHz, drugi DC pa do 20MHz, neko do 100KHz, neko uopšte ne treba DC...
kad specificiramo šta uopšte želimo, onda se ide tek napred u detalje.

[branko tod]

Slažem se sa tobom da je osnovno postaviti realne zahteve koji su
prihvatljivi za većinu merenja u svakodnevnom radu. Normalno da
na ulaze mora da idu atenuatori, AC DC prekidači, kompenzacije ...
Svaki dvokanalni osciloskop može da radi u diferencijalnom modu
i može da se koristi do koju desetinu volti.
Uvek su problematična merenja na nekim skalamocijama koje rade
direktno na 220V, gde treba da se vide kojekakvi signali, a da ulazi
budu sigurno razdvojeni od mase osciloskopa i korisnika.

[Ebe]

High voltage varijanta ima da se kupi za relativno male pare (link) pa mi zato nije zanimljiva za razmatranje ovde. LV kosta mnogostruko vise i isplatio bi se DIY. Najpribliznija i najjeftinija komercijalna sprava koju sam nasao je ova: http://www.pintek.com.tw/product_detail/...y_SN=17072

[Dragan100]

High voltage varijanta ima da se kupi za relativno male pare
(link) 
pa mi zato nije zanimljiva za razmatranje ovde. LV kosta mnogostruko vise i isplatio bi se DIY. Najpribliznija i najjeftinija komercijalna sprava koju sam nasao je ova: 
http://www.pintek.com.tw/product_detail/...y_SN=17072

Da, ... i ova ti će teško pokazivati mali ripple napajanja na 7Vpp najnižoj ili najmanje attenuiranoj poziciji x1
a BW tada DC...15MHz,
.... pa i vidjeti tih 15MHz? :-)

-----------------------------------------------------------------

Da se dotaknemo i napajanja sonde!
Idemo redom:
Tu su/je odabran opampLMH6629  sa max U_tot od 6.0VDC_tot, upotrebljivih 5,25VDC
tako da striktno treba voditi računa oko toga,
dobro bi bilo barem sa  max +/-2,6V, tako se dobije max izlazni swing od negdje +/- 1,7Vpeak sa vrlo lakim opterečenjem
u DS na 100R opterečenje tim naponom PSUja ima se cca +1,5Vpeak i -1,6Vpeak izlaznog Swinga

Ulazni naponski šum mu je ultra nizak, što je prvi odabir
onda šta tražimo je ulazni minimalan naponski offset,
onda treba gledati da je input bias current što manji
tu se odmah vidi i ulazna kapacitivnost, što treba da bude što manja (kasnije čemo razraditi zašto i kako je kontrolirati - iskompenzirati)
takodjer i visoka da bude ulazna impedanca
PSRR dobro je da je visok ali tu smo na napajanju baterije, pa nam ne smeta ako je malo niži!
CMRR što viši, iako imamo ulaz instrumentacijske topologije, može malo niži
OLG barem oko 60dB+, tu imamo pojačnje x1 ili x10max
izlaz neka ima mogučnost barem nekih 25mA kontinualno @ PSU_tot = 5V

Znači, zatrebamo neku bateriju/e, koje se pune nekim lako dobavljivim napajačem
predlažem da ne upotrebljavamo SMPSje da iz baterijskog napajanja dobijemo +/-2,5VDC
i imamo kasnije u RAILovima u samoj sondi i te smetnje, pa koliko male bile!
Nego niz baterija, pa na punjač, i striktno napajanje samo iz baterija, baterije mogučnost zamjene, radni sati-par sati upotrebe non-stop!
Zatrebamo nešto više od 5VDC, onda ide kvalitetan LDO na 5VDC, VirtualGND
Naravno, kontrolni IC punjenja odabrane baterije u sklopu sonde

Ako se setim još čega, pišem....
:-)

[Dragan100]

Ovako bi izgledao jedan attenuator



C13/C16 bili bi promenljivi, Tina nema takve da se stavi...

[Ebe]

Potpuno se slazem sto se tice napajanja. Bez switchera. Cetiri AA celije nece biti dovoljne, onda ostaje 9V kockica ili jos bolje dve 18650 ili slicne. Ni sa punjenjem se ne bih opterecivao. Jeste profi kad je integrisana baterija i punjac, ali meni licno ne predstavlja problem da povadim baterije i stavim u punjac.
Prvo sam hteo predloziti kao na HV sondi, napajanje preko usb porta. Osciloskop ga vec ima, pa je s te strane zgodno. S druge strane, samo bi se borili sa sumom iz njega.

[branko tod]

Ovako bi izgledao jedan attenuator

Pa to ti je atenuator do 1000V, gde nestade koncepcija iz prethodne priče 

Ebe, tebi bi odgovaralo nešto poput ovoga, samo šireg frekventnog opsega

[Dragan100]

Ovako bi izgledao jedan attenuator

Pa to ti je atenuator do 1000V, gde nestade koncepcija iz prethodne priče 

Ebe, tebi bi odgovaralo nešto poput ovoga, samo šireg frekventnog opsega

:-)
A kojim to ulaznim Common mode ili Diff.mode naponom ubiješ ovog "zeca"?

[branko tod]

A kojim to ulaznim Common mode ili Diff.mode naponom ubiješ ovog "zeca"?

Da unesemo malo ozbiljnosti u celu priču. Kako ja shvatam Ebe hoće da gleda
baš male signale koji nisu superponirani sa nekim velikim naponima, pa bi mu
odgovarala sprava koja bi imala neko pojačanje, recimo do 100 puta. Ulazi bi
se korisili uz standardne sonde sa atenuaciom 10:1, pa bi tako pojačanje ustvari
bilo 10 puta. Ako se koriste OP koji se napajaju sa + - 10-15V, ulaz bi bio "safe"
do 100V. Pojačanje bi trebalo da se ostvaruje posle diferencijalnog ulaza koji bi
imao jedinično pojačanje.
E, sad ovo je moje viđenje Ebeovog problema. Tačne zahteve zna samo on, pa
dok ih ne definiše lično mi mošemo samo da nagađamo.
Ja vidim da bi ova tema trebala da obradi dve, tri različite sonde za različite
namene. Sigurno bi neki delovi bili univerzalni. Malo ću da preturim po digitalnoj
arhivi, možda ima nečeg interensantnog.

[Dragan100]

Da unesemo malo ozbiljnosti u celu priču. 

Izgleda da sam se ja dosad samo šalio!??

[branko tod]

Ja sam problematičan