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Thema: Verstärker für Hochspannungstastkopf?

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Verstärker für Hochspannungstastkopf?

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    Hallo!

    Ich beschäftige mich oft mit HF Schaltungen und habe bisher damit Probleme, dass ein Tastkopf vom Oszilloskop zu große Eigangskapazität hat (ca. 12 pF) um Signale in der Schaltung (fast) unbeinflüsst zu beobachten.

    Es gibt aktive FET Tastköpfe 10:1 mit Eingangskapazität um 1 pF. Sie sind aber sehr teuer und leicht zerstörbar durch unversehentliches Überschreiten der ziemlich niedriger max. zulässiger Eingangsspannung.

    Der Manf hat mich auf Hochspannungstastköpfe mit Teilungsfaktor 100:1 aufmerksam gemacht, die vergleichbare Bandbreite, Kapazität um 2 pF haben und halten Eingangspannungen um 2 kV aus. So einen habe ich mir bereits gekauft und er funktioniert mit meinem Oszilloskop (1M/15pF) sehr gut.

    Leider durch den Teilungsfaktor 100:1 ist Beobachtung kleinen Signalen im mV Bereich nicht möglich, da mein 150 MHz Oszilloskop höchstens 5mV/DIV hat.

    Deswegen müsste zwischen den Hochspannungstaskopf und den Oszilloskop ein breitbändiger Verstärker mit hocher Eingangsimpedanz (1M, 15pF) geschaltet werden. Die TV Antennenverstärker (um 10 €) haben genügende Bandbreite (z.B. 47 bis 862 MHz) und Verstärkung (20 db = 10x), aber leider zu nedrige Eingangsimpedanz (75 Ohm).

    Jedoch bevor ich mir etwas selber adaptiere bzw. baue, wollte ich hier fragen, ob sowas fertiges schon gibt und wo es günstig zu kriegen wäre.

    Ich bedanke mich herzlich für Eure Beteiligung und freue mich auf jede Antwort.

    MfG

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Eine weitere Verstärkung wird nicht viel helfen, denn das Einganssignal wird einfach zu stark rauschen. Wenn die Begrenzung druchdas Rauschennicht wäre, würde man auch mehr Verstärkung am Oszilloskop haben. Realistischer wäre da schon der Eigenbau eines FET Tastkopfens. Dann wäre zumindestens eine Reperatur relativ einfach möglich.
    Wenn man unbedingt einen besseren Schutz und mehr Eingangsspannungsbereich haben will, dann auch mit vorgeschaltetem Teiler 1:10 oder so.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo Besserwessi!

    Das mit dem Rauschen stimmt. Wachrscheinlich deswegen gibt es solche Verstärker nicht. Die von mir genannten Antennenverstärker haben angegebenen Rauschmaß < 6dB, aber ich weiß es nicht genau, was das eigentlich bedeutet.

    Mit der Eingangsspannung sehe ich das nicht so schlimm, da ich fast immer mit Spannungen unter 10V arbeite. Ich weiß, dass jeder Teiler am Eingang das Verhältnis Signal/Rauschen verslechtert.

    Ich werde es doch mit einem Antennenverstärker+FET Eigangsstufe versuchen, da im schlimmsten Fall wird er zwischen selbstgebauten FET Tastkopf und Oszilloskop geschaltet. Ausserdem der Hochspannungstastkopf 100:1 besteht nur aus pasiven Bauteilen, die nicht so viel Rauschen, wie aktive generieren.

    Ich habe mich schon auf eigenbau eines aktiven FET Tastkopfes vorbereitet und wenn es seien muß... vielleicht wird sich noch jemand beteiligen?

    MfG

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hallo,

    ein Verstärken nach einem 100:1 Hochspannungstastkopf halte ich für relativ sinnlos. Die meisten Oszilloskope haben schon einen relativ guten breitbandigen Verstärker integriert. Ohne viel Erfahrung in dem Gebiet wird es sehr schwer sein, etwas zu bauen, was besser ist als der Eingangsverstärker des Oszilloskops.

    Eine Möglichkeit zum Selbstbau eines Tastkopfs ist, einfach ein 50 Ohm Koaxkabel mit BNC Stecker auf einer Seite zu verwenden und auf der anderen Seite das Signal über einen Widerstand (z.B. 470 Ohm) an den Innenleiter des Koaxkabels anzuschliessen. Natürlich muss man auch die Masse des Koaxkabels mit der Schaltung verbinden. Das Oszilloskop muss dafür auf 50 Ohm Eingangsimpedanz umgeschaltet werden (bei den meisten Geräten problemlos möglich). Auf diese Weise kann man eine Leitungsanpassung für das Koaxkabel erreichen und somit Reflektionen vermeiden. Die Eingangskapazität eines solchen Tastkopfs ist sehr gering. Allerdings wird die Schaltung mit einer ohmschen Last von einigen hundert Ohm belastet.

    Gruss
    Jakob

  5. #5
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    Ich denke, dass ich genügend Erfahrung habe, da ich mir schon vor zig Jahren einen voltransistorierten Oszilloskop selber gebaut habe.

    Belastung der Schaltung mit niedriger Impedanz/Resistanz ist für mich nicht annehmbar, deswegen habe ich mir einen 100:1 Tastkopf mit 20 M/ 2pF gekauft und diesen Tread gestartet.

    Ich habe gerade einen Antennenverstärker (BVS 10-00) mit nötigen BNC/F Adapter beim Reichelt bestellt und werde noch später weiter berichten.

    MfG

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die 6 dB Rauchmaß heißen, das der Verstärker um 6 dB mehr rauscht als ein Widerstand der der Eingangsimpedanz entspricht, also vermulich 50 Ohm. Das sollte also 1,4 nV/srtq(Hz) sein. Das ist von der Spannung schon besser als ein typischen Oszilloskop, aber halt bei den viel zu kleinen Impedanz.
    Beim Oszilloskop hat man eher ein Rauschen von etwa 20 nV/Sqrt(Hz) aber bei 1 MOhm was einer deutlich besseren Rauchzahl entspricht.

    Wenn man ohnehin einen externen Verstärker haben will, sollte man den wirklich direkt an der Probe habe, da kann man dann auch ohne Vorteiler eine Impedanz von 20 M/2pF am Eingang haben. Das komplizierte und teure an so einem tastkopf ist vor allem das Kabel um ein Signal ohne viele reflexionen an den 1 Mohm Eingang zu schicken.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    So wie gesagt, ich werde gerne den Verstärker ausprobieren und über Ergebnisse berichten.

    Der Verstärker wird direkt, ohne Kabel, an Oszilloskopeingang angeschlossen und um einen Impedanzwandler (SMD) mit einem FET erweitert. Am Eingang des Impedanzwandlers wird mit 1 M und 15 pF der Oszilloskop und am Ausgang mit 75 Ohm das TV Kabel simuliert.

    Für den Verstärker ist Ausgangspegel mit 104 dBµV angegeben, dann sollte er am Augang ca. 200 mV ausgeben können.

    Ich bin selber gespannt wie das funktionieren wird.

    Edit:

    Der verstärker ist heute angekommen und nach dem Zerlegen habe ich festgestellt, dass er sich doch nicht eignet und angefangen einen aktiven FET Tastkopf zu bauen.

    http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=44240

    MfG

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