Oszillator 100MHz

R

Richard Knispel

Guest
Hallo!

Ich bin auf der Suche nach einem Bauteil, dass seine Kapazität ändert
wenn man einen Strom hindurch schickt. Der zu untersuchende Strom ist
ein Gleichstrom bis 9A dem winzige Störungen überlagert sind. Die
Kapazität (einige pF) soll das frequenzbestimmende Bauteil eines
Oszillators werden, der bei ca. 100MHz schwingt.

Momentan denke ich darüber nach, ob ein Leistungs MOSFET sich eignen
würde. Der könnte den Strom vertragen und besitzt eine Gate-Kanal
Kapazität.

Hintergrund: Laserdioden werden durch Stromschwankungen in ihrer
Wellenlänge (und Intensität) moduliert. Dieses Prinzip möchte ich
elektronisch nachbilden.

Hat jemand eine Idee wie man ein geeignetes Bauteil findet? Kriterien
wären eine deutliche Kapazitätsänderung durch die Stromänderung und ein
möglichst linearer Zusammenhang.

Richard
 
Richard Knispel schrieb:

Ich bin auf der Suche nach einem Bauteil, dass seine Kapazität ändert
wenn man einen Strom hindurch schickt. Der zu untersuchende Strom ist
ein Gleichstrom bis 9A dem winzige Störungen überlagert sind. Die
Kapazität (einige pF) soll das frequenzbestimmende Bauteil eines
Oszillators werden, der bei ca. 100MHz schwingt.
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Shunt, Opamp und Kapazitätsdiode?


Gruß Dieter
 
On 13 Dec 2003 10:46:54 GMT, "Richard Knispel" <muddyfoxx@12move.de>
wrote:
Ich bin auf der Suche nach einem Bauteil, dass seine Kapazität ändert
wenn man einen Strom hindurch schickt. Der zu untersuchende Strom ist
ein Gleichstrom bis 9A dem winzige Störungen überlagert sind. Die
Kapazität (einige pF) soll das frequenzbestimmende Bauteil eines
Oszillators werden, der bei ca. 100MHz schwingt.
Wenn es auch vier Bauteile sein dürfen, dann nimm eine
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*Kapazitätsdiode* und einen Koppelkondensator für diese sowie
einen Widerstand zur HF-Isolation der Steuerspannung und
einen Strom-Spannungswandler. Letztere gibt es in verschiedenen
Varianten, zumeist folgen sie einer linearen Beziehung zwischen
Strom und Spannung (U = x I, x findet sich i.a. inklusive Toleranz-
angabe im Datenblatt dieses Zweipols ;-)

Viel schöner geht das natürlich mit einem Instrumentenverstärker
etc., damit fällt am Strom-Spannungswandler ;-) nicht soviel
Verlustleistung ab, denn 9A könnten ansonsten schon eine
Wasserkühlung rechtfertigen, wenn direkt die Steuerspannung
der Kapazitätsdiode direkt abfallen soll ...

Momentan denke ich darüber nach, ob ein Leistungs MOSFET sich eignen
würde. Der könnte den Strom vertragen und besitzt eine Gate-Kanal
Kapazität.
Das macht man im GHz-Bereich innerhalb von integrierten VCO's
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manchmal so, aber gewiss nicht bei 100MHz.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
 
Oliver Bartels <spamtrap@bartels.de> writes:


[...]

einen Strom-Spannungswandler. Letztere gibt es in verschiedenen
Varianten, zumeist folgen sie einer linearen Beziehung zwischen
Strom und Spannung (U = x I, x findet sich i.a. inklusive Toleranz-
angabe im Datenblatt dieses Zweipols ;-)
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Am besten aber die Zweipolvariante mit vier verschiedenen Anschluessen
benutzen!

--
Dr. Juergen Hannappel http://lisa2.physik.uni-bonn.de/~hannappe
mailto:hannappel@physik.uni-bonn.de Phone: +49 228 73 2447 FAX ... 7869
Physikalisches Institut der Uni Bonn Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany
CERN: Phone: +412276 76461 Fax: ..77930 Bat. 892-R-A13 CH-1211 Geneve 23
 
On Sat, 13 Dec 2003 13:08:19 +0100, Juergen Hannappel
<hannappe@lisa2.physik.uni-bonn.de> wrote:
Am besten aber die Zweipolvariante mit vier verschiedenen Anschluessen
benutzen!
Bei 9A ist das sicher genauer ...
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Ciao Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
 
Dieter Wiedmann schrieb:
Shunt, Opamp und Kapazitätsdiode?
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<grins>
Antwort noch vor dem OP! Herzlichen Glückwunsch, dass es so schnell geht
hätte ich nicht gedacht.
</grins>

Ja natürlich: Shunt - Opamp - Kapazitätsdiode, fast zu schön um wahr zu
sein.

Ich hab jetzt mal ein wenig gerechnet:
1) Leistung der Störung 1ľA, wenn eine Laserdiode betrieben wird.
P=Uf*(I+dI)+R*(I+dI)^2 mit I=9A, Uf=3V und R=0,1Ohm
P=(Uf*I+R*I^2) + (Uf+2*R*I)*dI
P=35,1W + 4,8V*dI
P=35,1W + 4,8ľW
Störpegel a=-23dBm
SNR=68,6dB

2) Shunt 0,1Ohm
P=R*(I+dI)^2
P=R*I^2 + 2*R*I*dI
P=8,1W + 1,8V*dI
P=8,1W + 1,8ľW
Störpegel a=-27dBm

3) Verstärker, AC gekoppelt, Frequenzbereich 10Hz-10MHz, verfügbare
Leistung Pe am 50 Ohm Eingang
Pe=P(Shunt)0,1/50
Pe=3,6nW
Pegel a=-54dBm

Nun ist es also so:
- Bei 1) habe ich noch einen problemlos nachweisbaren Störpegel von
3,9ľW, aber der Shunt inclusive Fehlanpassung bringt das Signal in
die Größenordnung des Eigenrauschens des Verstärkers.
- Einen Shunt von 1 Ohm kann ich nicht nehmen, weil die Stromquelle nur
wenig mehr als die Flußspannung der Laserdiode liefern kann. Dies
wird als "Compliance Voltage" von 7V bezeichnet.
- Ein 60dB Verstärker würde helfen.

Kann man es besser machen? Wie kann man Leistungsanpassung bei 0,1 Ohm
erreichen? Immerhin bin ich jetzt wieder optimistisch, dass es so
klappen könnte.

Richard

--
Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht, dass man nicht
wirklich verfolgt wird.
 
Oliver Bartels schrieb:

On 13 Dec 2003 10:46:54 GMT, "Richard Knispel" <muddyfoxx@12move.de
wrote:
Momentan denke ich darüber nach, ob ein Leistungs MOSFET sich eignen
würde. Der könnte den Strom vertragen und besitzt eine Gate-Kanal
Kapazität.
Das macht man im GHz-Bereich innerhalb von integrierten VCO's
manchmal so, aber gewiss nicht bei 100MHz.
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Interessant. Kann man das irgendwo nachlesen?

Richard

--
Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht,
daß man nicht wirklich verfolgt wird.
 
Richard Knispel schrieb:

grins
Antwort noch vor dem OP! Herzlichen Glückwunsch, dass es so schnell geht
hätte ich nicht gedacht.
/grins
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*g* <Systemuhr nachgestellt>



1) Leistung der Störung 1ľA, wenn eine Laserdiode betrieben wird.
P=Uf*(I+dI)+R*(I+dI)^2 mit I=9A, Uf=3V und R=0,1Ohm
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Ein 0,1R Widerstand hat bei 10MHz Bandbreite schon einen Rauschstrom von
ca. 1uA.


Gruß Dieter
 
Dieter Wiedmann schrieb:

Richard Knispel schrieb:
1) Leistung der Störung 1ľA, wenn eine Laserdiode betrieben wird.
P=Uf*(I+dI)+R*(I+dI)^2 mit I=9A, Uf=3V und R=0,1Ohm

Ein 0,1R Widerstand hat bei 10MHz Bandbreite schon einen Rauschstrom
von ca. 1uA.
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Aha! Wird ja immer besser. Kram .. Blätter .. Such: Zinke/Brunswig

Si(w) = 4kTG
= 4 x 1,38e-23J/K x 300K x 10A/V
= 1,6e-19 A^2/Hz
Ir = sqrt{Si x B}
= 1,3ľA

Hätte ich nicht gedacht. Was bedeutet das jetzt konkret? Lohnt es sich
weiter zu suchen? (Meine Aufgabe lautet Störungen mit einer Auflösung
von 1ľA, die 9A DC überlagert sind, nachzuweisen.)

Richard

--
Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht,
daß man nicht wirklich verfolgt wird.
 
Dieter Wiedmann wrote:
Ein 0,1R Widerstand hat bei 10MHz Bandbreite schon einen Rauschstrom von
ca. 1uA.
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Hallo Dieter,

jetzt bin ich echt geschockt!

Schade dass man den Strom nicht für Geräte mit kleiner Stromaufnahme
verwenden kann wie z.B. Digitaluhr o.Ä.. Der Innenwiderstand ist ja dann
wohl geringer als bei den meisten Batterien.

Grüsse


Bernd Mayer
--
MR. MCBRIDE: Yes, Your Honor. ... I want to walk the Court through
enough of our complaint to help the Court understand that IBM clearly
did contribute a lot of the Unix-related information into Linux.
We just don't know what it is.
 
On 13 Dec 2003 20:41:43 GMT, "Richard Knispel" <muddyfoxx@12move.de>
wrote:

Hi!

(Meine Aufgabe
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Uni?

lautet Störungen mit einer Auflösung
von 1ľA, die 9A DC überlagert sind, nachzuweisen.)
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Dann solltest Du Deinem Professor/Chef/wemauchimmer schonmal den Kauf
eines großen Kühlschranks nahelegen :)
Flüssiger Stickstoff tuts natürlich auch, aber der ist immer so
schnell alle....

Gruß,
Michael.
 
Michael Eggert schrieb:

Dann solltest Du Deinem Professor/Chef/wemauchimmer schonmal den Kauf
eines großen Kühlschranks nahelegen :)
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Fürs Frustbier!


Flüssiger Stickstoff tuts natürlich auch, aber der ist immer so
schnell alle....
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Damit kommt er auf etwa 100nA Rauschstrom, Helium wäre besser.


Gruß Dieter
 
Richard Knispel schrieb:

Hätte ich nicht gedacht. Was bedeutet das jetzt konkret? Lohnt es sich
weiter zu suchen? (Meine Aufgabe lautet Störungen mit einer Auflösung
von 1ľA, die 9A DC überlagert sind, nachzuweisen.)
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Gekühlten Stromwandler nehmen, deine Bandbreitenanforderung ist da
allerdings heftig.


Gruß Dieter
 
On Sat, 13 Dec 2003 22:23:23 +0100, Dieter Wiedmann
<Dieter.Wiedmann@t-online.de> wrote:

Hi!

Dann solltest Du Deinem Professor/Chef/wemauchimmer schonmal den Kauf
eines großen Kühlschranks nahelegen :)

Fürs Frustbier!
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Gute Idee, nur fragt sich, für wen (das Bier) :)

Flüssiger Stickstoff tuts natürlich auch, aber der ist immer so
schnell alle....

Damit kommt er auf etwa 100nA Rauschstrom, Helium wäre besser.
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Und noch mehr Bier :)

Gruß,
Michael.
 
Ich bin auf der Suche nach einem Bauteil, dass seine Kapazität ändert
wenn man einen Strom hindurch schickt. Der zu untersuchende Strom ist
ein Gleichstrom bis 9A dem winzige Störungen überlagert sind. Die
Kapazität (einige pF) soll das frequenzbestimmende Bauteil eines
Oszillators werden, der bei ca. 100MHz schwingt.
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Wenn es nur um die Umsetzung Strom in Frequenz geht hier zwei spontane
Ideen:

1) YIG-Oszillator zerlegen und Erregerspule für 9A neu wickeln,
Ausgangsfequenz runterteilen oder runtermischen. Linear aber teuer.
(Oliver Bartels weiß bestimmt ob sowas geht)

2) 100MHz LC-Oszillator, L als Spule mit Kern ausführen die im
Magnetfeld einer 9A Luftspule liegt. Ungenau aber billig.

mfG
Wolfgang Martens
 
On 13 Dec 2003 14:21:10 -0800, na3506b@onlinehome.de (Wolfgang
Martens) wrote:
1) YIG-Oszillator zerlegen und Erregerspule für 9A neu wickeln,
Ausgangsfequenz runterteilen oder runtermischen. Linear aber teuer.
(Oliver Bartels weiß bestimmt ob sowas geht)
Warum soll man einen YIG nicht mit 9A ansteuern können,
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im Prinzip geht das schon. Es könnte Probleme mit der
Homogenität des Magnetfeldes geben, wenn nur noch
wenige Wicklungen da sind.

ABER: Prinzipbedingt laufen YIG Oszillatoren erst ab ca.
1,6 GHz (praktisch: 2 GHz) wirklich gut, darunter schaut
es zumindest mit einem kugelförmigen YIG-Resonator eher
mau aus.

Nun kann man natürlich mit einem zweiten Festfrequenz-
Oszillator mischen.

ABER: *Bumm* Und hin ist der Spatz, auf den wir gerade
mit der Kanone geschossen haben ;-)

2) 100MHz LC-Oszillator, L als Spule mit Kern ausführen die im
Magnetfeld einer 9A Luftspule liegt. Ungenau aber billig.
Klar, geht auch wegen der Hysteresekurve, allerdings ist
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die *sehr* nichtlinear.

Hehe, ich habs, ich wußte doch schon immer, dass
100MHz nur zitriger Gleichstrom ist:

Wir schicken den Strom durch einen Elektromotor, an
dessen Achse erst ein Getriebe zur Drehzahlerhöhung
und dann eine leitfähige Scheibe mit einer geätzten
Isolationslackschicht untergebracht ist, die mit einem
Schleifkontakt abgetastet wird. Die Lackschicht
erzeugt möglichst viele Unterbrechungen pro Umdrehung.
Per Vervielfacher wird die Frequenz hochgesetzt ;-)

Ciao Oliver

P.s.: Der OP möge einmal "100 MHz VCO" in Google
eingeben, wenn er die Varicap nicht selbst eingepasst
bekommt ...

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
 
Oliver Bartels wrote:

2) 100MHz LC-Oszillator, L als Spule mit Kern ausführen die im
Magnetfeld einer 9A Luftspule liegt. Ungenau aber billig.

Klar, geht auch wegen der Hysteresekurve, allerdings ist
die *sehr* nichtlinear.

Hehe, ich habs, ich wußte doch schon immer, dass
100MHz nur zitriger Gleichstrom ist:

Wir schicken den Strom durch einen Elektromotor, an
dessen Achse erst ein Getriebe zur Drehzahlerhöhung
und dann eine leitfähige Scheibe mit einer geätzten
Isolationslackschicht untergebracht ist, die mit einem
Schleifkontakt abgetastet wird. Die Lackschicht
erzeugt möglichst viele Unterbrechungen pro Umdrehung.
Per Vervielfacher wird die Frequenz hochgesetzt ;-)
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Es lassen grüßen maschinensender von: "Alexanderson", "Goldschmidt"
Lorenz, Telefunken.
Für höhere frequenzen: funkensender. lichtbogensender

Lehrbuch der Hochfrequenztechnik II
F.Vilbig
Akademische Verlagsgesellschaft
Ffm. 1958
S.184-199

Als frequenzvervielfacher zu empfehlen: Gesättigte (gleichstrom)
eisenkerntrafos nach "Epstein"(1902), DRP 149 711.
Frequenfvervielfachung ohne gleichstromvormagnetisierung:
"Alexsanderson" (1916). Deutsche Patente der RCA 377527 und 388774.

Hilfsbuch für ELEKTROTECHNIK
Dr.Karl Strecker
Verlag von Julius Spinger
Berlin. 1928

Man könnte dir permeabilität des eisenkerns(ferrit) der
schwingkreisspule durch ein magnetfeld steuern. Das steuernde magnetfeld
direkt durch die 9A erzeugen lassen. Eisenkern ein EI oder U kern.
Oder die gesteuerte spule an den schwingkreis ankoppeln.

Aber, bevor man diese möglichkeiten in angriff nimmt, ist dringend
anzuraten, eine zünftige diskussion bei bier(brotzeit) in der kneipe
seines vertrauens abzuhalten ;-))

--
mfg horst-dieter
 
"Horst-D. Winzler" schrieb:

Man könnte dir permeabilität des eisenkerns(ferrit) der
schwingkreisspule durch ein magnetfeld steuern. Das steuernde
magnetfeld direkt durch die 9A erzeugen lassen. Eisenkern ein EI
oder U kern. Oder die gesteuerte spule an den schwingkreis ankoppeln.

Aber, bevor man diese möglichkeiten in angriff nimmt, ist dringend
anzuraten, eine zünftige diskussion bei bier(brotzeit) in der kneipe
seines vertrauens abzuhalten ;-))

Klar, warum bin ich da nicht selber drauf gekommen!
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F'up2p

Richard
--
Nur weil man paranoid ist, heisst das noch lange nicht,
daß man nicht wirklich verfolgt wird.
 
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