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Thema: Funktionsgenerator mit FET-Endstufe - Belastungsproblem

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Funktionsgenerator mit FET-Endstufe - Belastungsproblem

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    Hi,

    ich bin gerade dabei, mir einen µC-gesteuerten Funktionsgenerator zu bauen.
    Dazu steuere ich mit einem Mega128 einen DDS-Baustein (AD9833) an, der mir am Ausgang einen Sinus im positiven Bereich mit einer Spitzenspannung von 0,6V liefert.
    Dieses Signal möchte ich nun so verstärken, dass ich einen stellbaren Ausgang von 0...20Vss bekomme, der mit 200-300mA belastbar ist.
    Dazu habe ich mir eine Endstufe mit FETs aufgebaut (siehe pdf im Angang).
    Funktioniert soweit auch ganz gut - nur das Verhalten bei Belastung und hohen Frequenzen macht mir Sorgen. Ich habe mal einige Scope-Bildchen angehangen.
    Das erste zeigt den Ausgang bei 500kHz unbelastet. Sieht soweit ok aus.
    Das zweite zeigt das gleiche mit Belastung von ca. 100mA - und da sieht man schon das Übel...
    Zum Vergleich zeigt das dritte Bild den Nulldurchgang des belasteten Signals bei ca. 100kHz. Das ist etwa der Punkt, wo die Verzerrung anfängt, aufzutreten.

    Ich gehe davon aus, dass das Problem die Gate-Kapazität der FETs ist.
    Aber wie bekomme ich den Effekt weg?
    Hat jemand ne Idee?

    Gruß,
    askazo
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Fets als Ausgangstreiber sind Problematisch. Zum Umschalten zwischen positvem und nagativem Strom muß der OP ziehmlich viel Viel Spannungshub haben. Ein wenig besser könnte es werden, wenn man für etwas Vorspannung zwischen den Gates sorgt. Die Fets sind auch reichlich groß für nur 300 mA, da ist die Gate Kapazität einfach zu groß. Wenn schon Fets dann eher 1-3 A Typen.

    Da kann es dann natütlich zu überschwingern kommen. Normalerweise nimmt man da lieber Bipolare Transistoren für mehr Strom am Ausgang. Hier sollten z.B. BD135 / BD136 wohl gerade noch ausreichen.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Würde ich auch sagen. Ich habe in einem Projekt mal eine Endstufe aus einem EL2045 eingesetzt, in dessen V+/V- 75R-Widerstände lagen, die wiederum parallel zur B-E-Strecke der Endtransen lagen. Dadurch bilden die Ausgangstransistoren des OPV praktisch Darlingtonschaltungen mit den externen Transis. Mit BD135/136 habe ich einen Hub von 4Vss in 2 Ohm erreicht, mehr Hub geht zu Lasten der Bandbreite, ich hatte bis 1MHz keine Sorgen. THD war mit dem Specci geschätzt <-50dB.

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Danke für Eure Antworten.
    Ich hab's jetzt mal mit BD139/140 versucht - Die Verzerrungen sind weg.
    Allerdings werden mir die Dinger zu heiß - bei 100mA Belastung liegen die (ohne Kühlkörper) schon bei >50°C.
    Ich werde mir mal ein Transistorpärchen im TO-220 Gehäuse raussuchen.

    Gruß,
    askazo

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Verlustleistung ist im Verstärkerbetrieb ziehmlich unabhängig vom Transistor Typ. Wenn es ohne Kühlkörper zu heiß wird, dann hilft als erstes mal ein Kühlkörper. Größere Transsitoren helfen da nur ein ganz klein wenig durch das größere Gehäuse.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Kühlörper ist sowieso vorgesehen. Die Verlustleistung bleibt logischerweise immer die selbe, aber die Wärmeabfuhr vom TO220-Gehäuse ist wesentlich besser als die vom TO126.

    Gruß,
    askazo

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Bis etwa 5 W gehen die BD139/BD140 noch, darüber wäre eine anderer Typ schon nicht schlecht. Die BD139/BD140 sind allerdings nicht nur gängig und billig, sondern auch ziehmlich schnell für die Leistung. Die meisten größeren Transistoren sind merklich langsamer, da muß man schon etwas suchen was schnelles zu finden.

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Das du bei deinem ersten Entwurf FETs genommen hast, kann ich auch nicht ganz nachvollziehen.
    Du solltest ein komplementaere Paerchen mit rel. hohen GBW heraussuchen, moeglichst keine Darlington. Gehaueseform ist fast egal, sie sollten aber die angegebene Leistung gut abfuehren.

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    GBW passt hier nicht so ganz, aber was Du meintest ist richtig - auch was Besserwessi schrieb - kleine Transistoren, keine Darlingtons, das ergibt rein physikalisch bedingt schon eine recht ordentliche Geschwindigkeit, auch mit solchen Fossilien wie BD135/6 aufwärts. Ein BD242/3 Pärchen ist VIEL langsamer!
    Allerdings sollte man es auch nicht übertreiben, ich habe mir damals die grunzschnellen BUP41/2 kommen lassen - die Chose schwang wie Ferkelschwanz

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ups---- Transition Frequency war gemeint ..........
    Sorry

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