Kristin Rinortner

Frage: Wie überprüft man die Erholungszeit von Wandlern mit hoher Abtastrate nach einer Bereichsüberschreitung („Overrange Recovery“)?

Frage: Was sollte ich tun, wenn ich keinen Analog-IC finde, der die erforderliche Funktion ausführt?

Frage: Für eine medizinische bildgebende Anwendung brauche ich einen Dynamikbereich von 100 dB. Können Sie mir bei der Wahl der Wandlerarchitektur – Sukzessive Approximation oder Sigma/Delta – helfen?

Frage: Welchen Vorteil bietet ein einstellbarer oder programmierbarer analoger Eingangsbereich?

Frage: In einer früheren Veröffentlichung von Analog Devices wird niederfrequentes Rauschen mit 100/120 Hz diskutiert, das von der Empfindlichkeit einer Glasdiode verursacht wird. Ich benötige einen preiswerten Fotodetektor, aber eine 1N4148-Diode funktioniert anscheinend nicht. Wie sollte ich sie anschließen?

Frage: Sie berichteten, man sollte bei der Wahl von diskreten Transistoren sorgfältig sein. Was ist mit Analog-ICs?

Frage: Ich bin verunsichert durch die Angabe der Einheit „MBit/s" in Datenblättern von Digitalisolatoren. Warum verwendet man nicht MHz?

Eingänge von A/D-Wandlern können möglicherweise „unfreundlich“ sein, doch man kann sie bändigen. Allerdings braucht man dazu einen guten Treiber.

Bei der Konstruktion von Netzteilen ist vom Steuerungs-IC nur ein begrenzter Strom verfügbar oder es geht aufgrund von Gatetreiber-Verlusten zu viel Leistung verloren.

Frage: Warum haben moderne A/D-Wandler eine Signalbandbreite, die viel größer als ihre maximale Abtastfrequenz ist? Verlangt die Abtasttheorie nicht, dass die Signalfrequenz auf die Hälfte der Abtastfrequenz begrenzt ist? Würde man nicht Energie sparen, wenn die Eingangsstufen niedrigere Bandbreiten hätten?

Im IBIS-Modell finden sich die Angaben zum Wellenwiderstand und zur Kapazität aller Pins – man muss lediglich wissen, wo man nach diesen Angaben zu suchen hat. Dieser Schaltungstipp erläutert die Vorgehensweise.

Mithilfe von 24-Bit-A/D-Wandler Verstärkerstufen und deren Offset-, Drift- und Rauschbeiträge eliminieren

Wir stellen eine Schaltung vor, die den echten Effektivwert eines Eingangssignals misst und ein entsprechendes Ausgangssignal liefert

Für unzählige AC-Analog-Applikationen ist ein Transformator die am besten geeignete Komponente. Sei es bei der AC-Gleichtaktunterdrückung oder als Phasensplitter.

Eine isolierte Stromversorgung für die Schaltung eines Gate Drives, einer isolierten Messung oder für eine Kommunikationsschaltung generieren mit minimaler Teileanzahl, Komplexität und minimalen Kosten.

Eine auf Geschwindigkeit, Stromverbrauch und eine Versorgungsspannung von 3,3 V optimierte Schaltung misst Crest-Faktor, Spitzen- und Effektivwert von HF-Signalen.

Frage: Am Eingang meines A/D-Wandlers liegt kein Signal an. Trotzdem schalten die Datenbits am Ausgang um. Warum?

Glühlampen sollen durch LEDs ersetzt werden. Normalerweise werden 5 bis 9 LEDs in Reihe geschaltet, ein Netzteil wandlet die Netzspannung in Niedrigspannung um.

Die vorgestellte Schaltung beschreibt den Anschluss des Breitbandsynthesizers ADF4350 mit integriertem VCO an die Breitband-I/Q-Demodulatoren ADL5380 und ADL5387.

In diesem Power-Tipp bestimmen wir die Anforderungen an die Streuinduktivität für die in einer SEPIC-Topologie verwendete gekoppelte Spule.

Die Abwägung der Leitungs-Verlustleistung in einer synchronen Abwärtsleistungsstufe als Funktion des Tastverhältnisses und das Verhältnis von FET-Widerständen liefern einen hilfreichen Einstiegspunkt für die Auswahl von FETs.

Eine eine einfache Schaltung, die eine hohe Eingangswechselspannung in eine wesentlich niedrigere Gleichspannung umwandelt, wie sie z.B. in Energiezählern verwendet werden kann.

Wir zeigen, wie man 24-Bit-A/D-Wandler dazu verwenden kann, um Verstärkerstufen zu eliminieren und damit auch deren Offset-, Drift- und Rauschbeiträge.

Das Buch „Simulation in LTspice IV “ von Gilles Brocard ist eine Art lebendige Bedienungsanleitung für die Simulationssoftware LTspice IV. Wir haben fünf Bücher verlost.

Wir zeigen ein einfaches Verfahren zum Abschätzen des Temperaturanstiegs eines Hot-Swap-MOSFETs. In diesem Modell wurde die Wärmequelle durch eine Stromquelle repräsentiert.

In diesem Schaltungstipp tipp stellen wir eine stromsparende, komplett differenziell aufgebaute Instrumentenverstärkerschaltung vor.

Würth Elektronik hat ein Benutzerhandbuch für die Software LTspice IV von Gilles Brocard veröffentlicht. Das Buch umfasst 766 Seiten und kostet 49 €.

Die Schaltung unterdrückt die hohe Gleichtaktspannung des Akkus, verstärkt den kleinen Spannungsabfall und liefert eine massebezogene, gepufferte Ausgangsspannung.

Parallelgeschaltete Stromversorgungen tendieren dazu, ihre Ausgangsströme untereinander auszugleichen. Diese Eigenschaft nutzt das Droop-Verfahren.

Wir stellen ein universelles analoges Eingangsboard mit vier- oder sechspoligen Anschlussblöcken vor, das für den Anschluss an SPSen und DCS-Module geeignet ist.

Was wäre, wenn Sie den Lade-IC in Ihrer Schaltung als Black-Box behandeln könnten, die erst zum Schluss mit dem IC befüllt wird? Das würde Ihnen zumindest das Durchforsten zahlreicher Datenblätter ersparen. Wir stellen Ihnen einen Laderegler vor, mit dem das möglich ist.

Die Induktivität der Leiterbahnen auf einer Leiterplatte kann unter Umständen darüber entscheiden, ob ein Netzteil die angestrebte Leistungsfähigkeit erreicht oder nicht.

Phasenregelschleifen, englisch PLL, kommen in vielen Hochfrequenz-Anwendungen vor: von einfachen Taktbereinigungs-Schaltungen über Lokaloszillatoren für die Funkkommunikation bis zu schnellen Frequenz-Synthesizern in Netzwerkanalysatoren. Der Artikel erläutert Aufbau und Funktion von PLL-Schaltungen für verschiedene Anwendungen.

Auch wenn es sich ziemlich griechisch anhört, Sigma/Delta-Wandler sind wirklich nicht schwer zu verstehen. Wie Sigma/Delta-Wandler funktionieren, möchte ich an dieser Stelle einfach und verständlich erklären.

Ideale Dioden führen oft ein Schattendasein, denn viele Entwickler sind sich der Vorteile dieser kleinen Bauteile nicht bewusst. Ideale Dioden verwenden einen MOSFET, um wie eine Diode zu funktionieren, allerdings haben sie einen viel niedrigen Spannungsabfall und kleinere Leckströme.

Analogschalter bieten heute bessere Schaltcharakteristiken, viele Betriebsspannungsbereiche, Leistungsmerkmale, Sonderfunktionen. Bei der Auswahl hat der Entwickler die Qual der Wahl.

Kommerzielle Verstärker mit einer Genauigkeit im ppm-Bereich sind – wenn überhaupt – nur schwierig zu finden. Es gibt zwar ppm-lineare Verstärker, jedoch müssen Sie dabei auf deren Eingangsströme achten, die mit den Impedanzen zu Verzerrungen führen usw. usf. Wir geben einige Hilfestellungen, wie Sie die Leistungsfähigkeit von Operationsverstärkern optimieren können.

Rauschen ist der Feind aller elektrischen Schaltungen und deshalb sollte jede Schaltung so wenig Rauschen wie möglich erzeugen. Es gibt allerdings Fälle, in denen eine gut charakterisierte Rauschquelle benötigt wird, die außer Rauschen kein anderes Signal abgibt. Wir stellen einen einfachen, batteriebetriebenen Rauschgenerator vor, mit dem sich Weißes Rauschen erzeugen lässt.

Bei komplizierten Schaltungen zur Stromversorgung neigt man dazu, die Auswahl des MOSFETs erst zum Schluss anzugehen – schließlich geht es hier ja nur um ein Bauelement mit nur drei Anschlüssen. Lassen Sie sich jedoch nicht von Äußerlichkeiten täuschen, denn die Wahl des richtigen MOSFETs kann sich komplizierter gestalten als man denkt.

Die Anfänge der Funktechnik sind eng verbunden mit dem Namen Marconi. Weniger bekannt sind John Ambrose Fleming, Lee de Forest, Edwin Armstrong und David Sarnoff.

Bei den meisten Methoden zur Strommessung ist das Strommesselement ein Messwiderstand. Andere Messtechniken nutzen den Spannungsabfall über einem MOSFET oder den DC-Widerstand (DCR) der Spule. Wo liegen die Unterschiede?

Der Transistor gilt als „die Erfindung des 20. Jahrhunderts“. Und er wurde zweimal unabhängig voneinander entwickelt: von Forschern in den USA mit dem „Transistor“ und in Frankreich mit dem „Transistron“. Letztere Entwicklung kennen heute wenige, obwohl das Bauelement bessere Werte bei Rauschen, Stabilität und Lebensdauer aufwies.

In Teil 3 unserer Serie zur Genauigkeit von Operationsverstärkern gehe ich der Frage nach, wie Sie die Performanz eines Operationsverstärkers steigern können. Dazu sehen wir uns die Eingangsfehler, Stromversorgung und Verzerrungen durch die Last an.

Spannungsteiler sind eine einfache und kostengünstige Methode, um Eingangs- und Ausgangsspannungen aneinander anzupassen. Unser heutiger Powertipp erläutert, wie Sie beim Entwurf einer Spannungsversorgung die Widerstände des Spannungsteilers berechnen und auf der Platine platzieren.

In diesem Analogtipp stelle ich ein Netzteil vor, mit dem sich eine Spannung bis 20 V mit einem tastgesteuerten Digital-Potentiometer einfach und effizient regeln lässt. Das regelbare Netzteil eignet sich besonders für Versuchszwecke im Labor.

Beim Einsatz von aktiven Bausteinen in einer Elektronikschaltung stellt sich oft die Frage, welche maximalen Belastungen für Komponenten zulässig sind und damit letztendlich, wie die einzelnen Schaltungsteile zu dimensionieren und zu schützen sind. Einige grundsätzliche Antworten zu diesen Themenumfeld zeigen wir am Beispiel eines Operationsverstärkers auf.

In MOSFET-Datenblättern muss man wissen, wonach man sucht. Während sich die Bedeutung einiger Angaben, beispielsweise Drain-Source-Spannung, Einwiderstand und Gate-Ladung, sofort erschließt, sind andere, etwa Drain-Strom und SOA-Diagramme, mehrdeutig oder nutzlos. In Teil 1 unserer Serie beschäftigen wir uns mit der UIS-Angabe und der Avalanche-Festigkeit.

Große Lasttransienten bringen die Regelung in einer Spannungsversorgung ins „Schwanken“. In der analogen Regelungstechnik versucht man diese Schwankungen möglichst zu minimieren. Sie wissen, wie aufwändig das ist. Wir stellen eine alternative digitale Technik vor.

In Teil 2 des Beitrags zeige ich Ihnen einfache Berechnungsbeispiele. Darüber hinaus betrachten wir Fehler im Verstärkungsknoten und Verzerrungen in der Ausgangsstufe.

In diesem Analogtipp zeigen wir, wie Sie die Bodenfeuchte und den pH-Wert messen und gezielt beispielsweise für ein effektives Pflanzenwachstum einsetzen können.

Das Sprichwort "Gleich und gleichgesellt sich gern" beschreibt die Vorliebe von Menschen, die ähnliche Eigenschaften oder Interessen haben, Zeit miteinander zu verbringen. Kann es sein, dass es sich bei Temperatursensoren ähnlich verhält?

Frage: Wie wähle ich eine Spannungsreferenz aus? Antwort: Es gibt bei Referenzen viele Parameter zu beachten, denn die Messgenauigkeit einer Schaltung hängt entscheidend von der Spannungsreferenz ab.

Die Herausforderung bei selbst gebauten Signalgeneratoren liegt im Design der Ausgangsstufe. In diesem Analogtipp stellen wir Ihnen eine kleine und preiswerte Ausgangsstufe mit VGA und CFA vor.

Die Leistungsfähigkeit einer Stromversorgungs-Schaltung auf der Basis von Datenblattangaben vorherzusagen, ist ein mühsamer Prozess. Ich stelle Ihnen ein nützliches Hilfsmittel vor, das die Auswahl von MOSFETs für synchrone Abwärtswandler recht einfach gestaltet.

Bei der Versorgung von rauschempfindlichen analogen oder HF-Schaltungen werden LDO-Regler gegenüber Schaltreglern oft bevorzugt. Diese Anwendungen haben inzwischen Empfindlichkeiten erreicht, die konventionelle LDO-Regler an ihre Grenzen bringen. Der Artikel beschreibt die Herausforderungen beim Design mit LDOs.

Der Trend bei Schaltreglern geht zu höheren Schaltfrequenzen, weil sich dadurch kompakte und günstige Schaltungen entwerfen lassen. Allerdings variiert die Schaltfrequenz von Baustein zu Baustein. Wir geben einen Überblick zu den Einflussfaktoren.

Willkommen zum nächsten Beitrag der Serie „MOSFET-Datenblätter richtig lesen“, in der wir versuchen, den Datenblättern von Leistungs-MOSFETs die Unklarheiten zu nehmen. In diesem Beitrag werfen wir einen Blick auf einige weitere Schaltparameter, die man in den Datenblättern von MOSFETs vorfindet. Wir untersuchen, welche Relevanz diese Angaben für die allgemeine Leistungsfähigkeit der Bausteine haben.

Ich begrüße alle FET-Fans zum zweiten Teil der Serie „MOSFET-Datenblätter richtig lesen“. Als Produktingenieur für Leistungs-MOSFETs erreichten mich zum SOA-Diagramm mehr Fragen als zu irgendeinem anderen Aspekt im Datenblatt eines FET. Und deshalb ist das SOA-Diagramm das Thema des nächsten Teils unserer MOSFET-Datenblatt-Reihe.

Im achten Teil unserer Serie zeige ich Ihnen, wie Sie die Auswirkungen des Rauschens von Spannungsreferenzen auf das Gesamtsystem verringern können. Gibt es eigentlich Unterschiede zwischen A/D-Wandlern mit hoher und geringer Auflösung?

Sperrwandler sind sehr beliebt – doch es gibt praktische Grenzen dieser Technik. Wir zeigen, worauf beim Einsatz zu achten ist und welche Alternative sich anbietet.

Dass es die MLCCs (Multi-Layer Ceramic Capacitors) in der Leistungselektronik zu äußerster Popularität gebracht haben, liegt an ihrer Kompaktheit, ihrem niedrigen effektiven Serienwiderstand, ihrem günstigen Preis, ihrer hohen Zuverlässigkeit und an ihrer hohen Beständigkeit gegen Welligkeitsströme. Häufig setzt man diese keramischen Vielschicht-Kondensatoren anstelle von Elektrolyt-Kondensatoren ein, um die Leistungsfähigkeit eines Systems zu verbessern.

Beim Testen des Anlaufverhaltens einer Spannungsversorgung beeinflusst die Art der elektronischen Last das gemessene Verhalten. Unser Power-Tipp beschreibt, was Sie dazu wissen müssen.

Den richtigen MOSFET für die Anwendung zu finden, ist nicht trivial. Im zweiten Teil unserer Serie geht es um die Auswahl von MOSFETs für DC-Motorsteuerungen wie Bürstenmotor, bürstenloser Motor und Schrittmotor.

Lithium-Ion-Akkus schützt man vor dem Explodieren, indem MOSFETs in den Lade- und Entladepfad geschaltet werden. Bei der Auswahl dieser MOSFETs müssen nur die Leitungsverluste betrachtet werden. Welche Kriterien darüber hinaus zu Fallstricken werden können, lesen Sie im sechsten Teil unserer Serie.

Mehr als alles andere werden MOSFETs als Lasttrennschalter eingesetzt – die Zahl geht in die Hundertmillionen. Ob der Preis oder die Größe im Einzelfall Priorität hat, bestimmt darüber, welchen MOSFET Sie für Ihre Schaltung wählen. Zwei Herangehensweisen.

Die Beschaltung des A/D-Wandlers beeinflusst die Präzision der Wandlungsergebnisse wesentlich. Besonderes Augenmerk sollten Sie auf eine stabile Spannungsversorgung, eine stabile und genaue Referenzspannung sowie auf einen präzisen Takt legen.

Im siebten Teil unserer Serie zum Rauschen betrachten wir, wie sich das Rauschen von Referenzen auf das A/D-Wandler-Rauschen auswirkt und wie die Verstärkung das Referenz-Rauschen beeinflusst.

Wie ist bei Schaltreglern mit analoger Masse (AGND) sowie mit Power-Masse (PGND) zu verfahren? Diese Frage stellen sich viele Entwickler, die ein Schaltnetzteil entwerfen.

Die vielleicht häufigste Anwendung für Leistungs-MOSFETs birgt auch die größte Herausforderung, wenn es um die Wahl des richtigen Bausteins geht. Nirgendwo sind Kompromisse zwischen Leistungsfähigkeit, Preis und Größe so diffizil wie bei den MOSFETs für Schaltnetzteile.

Zwischen der analogen und der digitalen Denkweise gibt es grundlegende Unterschiede. Wir geben einen kleinen Exkurs in die Unterschiede zwischen Analog- und Digitalentwicklung.

Liebe FET-Freunde, willkommen zum vierten Teil der Serie „MOSFET-Datenblätter richtig lesen. Heute geht es um die Impulsstrom-Angaben sowie darum, wie diese berechnet werden und wie sie im SOA-Diagramm des FET-Datenblatts erscheinen.

Die Spannungsbelastung für die primärseitigen Schalter eines massebezogenen Sperrwandlers zu kontrollieren, ist eine durchaus vielschichtige Aufgabe. Eine ganze Reihe technischer Probleme muss gelöst werden, ohne dass dabei die Kosten aus dem Blick geraten dürfen:

Die Leistungsfähigkeit von Datenerfassungssystemen bestimmen neben den A/D-Wandlern selbst vor allem die Eingangstreiber der ADCs. In diesem Tipp stellen wir eine aufeinander abgestimmte Kombination aus Eingangstreiber und ADC vor, mit der sich hoch genaue Wandlungsergebnisse erzielen lassen.

Schwingkreise gehören zu den wichtigsten Schaltungen in der Elektronik. In diesem Analogtipp wollen wir einige Grundlagen zur Resonanz in RLC-Schaltungen vermitteln.

Beim Eingangskondensator für Kleinleistungsnetzteile ist der Rippelstrom gegenüber dem Spannungsbereich, in dem die Stromversorgung arbeiten soll, abzuwägen.

Linearregler eignen sich zum Filtern von Versorgungsspannungen für störempfindliche Schaltungen, wenn man einige Punkte beachtet. Auch für negative Spannungen ist diese Art der Filterung sehr sinnvoll. Dieser Power-Tipp zeigt, wie es geht.

Synchrone Schaltregler bieten viele Vorteile, haben aber einen wesentlichen Nachteil: Sie verursachen höhere Störungen. In diesem Power-Tipp stellen wir eine Möglichkeit vor, wie man die Totzeit und Reverse Recovery minimiert.

Im vierten und letzten Teil unserer Serie zur Geschichte der Funktechnik vergleichen wir die historischen mit den modernen Empfängerarchitekturen. Hat sich die Architektur verändert? Welche Entwicklungen wird die Zukunft bringen?

Es gibt viele unterschiedliche Schaltregler-Topologien. Der klassische Buck-Regler, auch als Abwärtswandler (Step-Down-Regler) bekannt, ist weit verbreitet. Daneben gibt es auch weniger bekannte getaktete DC/DC-Wandler wie die „Zeta“-Topologie. Wir analysieren in diesem Power-Tipp das Störpotenzial der einzelnen Topologien.

Ćuk-Wandler sind aufgrund von Induktivitäten in den eingangs- und ausgangsseitigen Leistungspfaden sehr rauscharm. Mit einem geschickten Leiterplatten-Layout, das die ‚Hot Loops‘ minimiert, lässt sich die Störstrahlung nochmals verringern.