Kristin Rinortner

Dieser Tipp beschreibt eine hochgenaue Schaltung, die massebezogene in differenzielle Signale umsetzt und die Programmierung der Verstärkung über Widerstände ermöglicht.

Das richtige Ansteuern von LEDs ist keine ganz triviale Angelegenheit. Man kann entweder den LED-Strom verändern oder mit einer PWM arbeiten.

Ein Wandler in SEPIC-Topologie als Bias-Stromversorgung einzusetzen könnte durchaus sinnvoll sein, wennman auf eine galvanische Trennung verzichten kann.

Frage: Warum unterdrückt das Anti-Aliasing Filter meines A/D-Wandlers Störungen und Rauschen unzureichend?

Verlustquellen in einer Stromversorgung lassen sich mit einer Taylorreihe ausfindig machen. Auch den Wirkungsgrad kann man damit maximieren.

Instrumentenverstärker werden immer günstiger. Daher können sie jetzt auch in Anwendungenverwendet werden, in denen bisher „normale“ Operationsverstärker zu finden waren.

Preiswerte D/A-Wandler haben meist massebezogene Ausgänge. Dieser Tipp beschreibt eine Möglichkeit, Differenz-Ausgänge an einem D/A-Wandler mit Stromausgang zu realisieren.

Bei der Leistungsanalyse von Operationsverstärkern wird in der Regel der Versorgungsspannungsdurchgriff (PSRR) charakterisiert. Während hierfür normalerweise Analysatoren mit DC-Bias-Port verwendet werden, zeigt der folgende Tipp, wann es vorteilhaft ist, den PSRR-Wert mit Analysatoren ohne DC-Bias-Port zu ermitteln.

Das Transientenverhalten einer Stromversorgung lässt sich einfach abschätzen, wenn die Regelungsbandbreite und die Eigenschaften des Filterkondensators bekannt sind.

Die analoge Peripherie auf Mikrocontrollern wird immer komfortabler und umfangreicher. Sie sorgt für eine höhere Integration und kompaktere Schaltungslösungen. Was bieten die aktuellen 32Bit-MCUs von Renesas, STM, Infineon und Microchip?

Der hochauflösende Sigma-Delta A/D-Wandler mit integriertem Treiber für LCD-Panels, MAX1493, ist eine kompakte Lösung für industrielle Messanwendungen.

Wir stellen das von Bob Dobkin und Jim Williams herausgegebene Buch „Analog Circuit Design: Immersion in the Black Art of Analog Design“ vor.

Die hier vorgestellte Schaltung macht sich die Spannungsvervielfachung über eine Diodenkaskade zu Nutze. So wird aus einem einfachen Inverter ein Dreifachinverter.

Bei modernen Baugruppen werden Kühlkörper vermieden. Bei thermisch optimierten Gehäusen muss die Leiterplatte die Funktion des Kühlkörpers übernehmen.

Welche SAR- und Delta-Sigma-A/D-Wandler eigen sich für Sensoren, die Temperaturen, Füllstände, Drücke, Durchflussraten, mechanische Wege und optische Ereignisse erfassen.

Modulieren der Schaltfrequenz der Stromversorgung, um Störsignalenergie auf Seitenbänder zu verteilen und die Spitzenwerte der Oberschwingungen wirksam zu dämpfen.

Mit Überspannungsschutz-Controllern werden Schaltungen vor zu hohen Versorgungsspannungen geschützt. Auch kurze Unterbrechungen in der Spannungsversorgung können überbrückt werden.

Der Trend bei der Architekturbeleuchtung geht verstärkt zum Einsatz von LEDs, denn sie sind zuverlässig und bieten ein hohes Potential für Energieeinsparungen.

Höhere Boost-Faktoren kann man durch eine transformatorbasierte Topologie oder die Kombination einer Boost-Topologie mit einem kapazitiven Spannungsdoppler realisieren.

PIN-Dioden weisen nur geringe Serienverluste und Verzerrungen auf und verkraften hohe HF-Leistungen, die sich mit relativ geringen Steuerspannungen schalten lassen.

Bei High-Speed-Messungen im Zeitbereich sollten Oszilloskop und Tastkopf kompatibel sein. Wichtig ist die Auto- oder manuelle Kalibrierung des Tastkopfes.

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.

Warum bei Messaufgaben eine Stromrückkopplung mit CFB-Verstärker (CFB: Current-Feed-back) Vorteile bezüglich Stabilität und Glättung von Schaltspannungsspitzen bietet.

Wird an einem Abwärts-Schaltregler eine negative Ausgangsspannung benötigt, kann derselbe Abwärtsregler in einer Buck-Boost-Topologie konfiguriert werden.

Spannungsgesteuerte Präzisions-Stromquellen werden in Schaltungen mit variablen Lasten benötigt. Lösungen mit mehreren OPV und passiven Bauteilen weisen einige Fehler auf.

Älteren Spannungswandlern fehlen oft Funktionen, die in neueren standardmäßig verfügbar sind wie eine Spannungsüberwachung des Ausgangs oder Abschaltfunktionen.

Diffus oder schwach gebündeltes Infrarotlicht eignet sich nicht nur zur Übertragung von Informationen mit sehr geringen Datenraten. Mit geeigneten opto-elektronischen Komponenten können auch Übertragungen mit mittleren Datenraten realisiert werden.

Interessanterweise gibt es einen optimalen Dämpfungswiderstand, wenn die vier übrigen Bauelemente der Schaltung erst einmal dimensioniert sind.

In Anwendungen wie Prozesssteuerungen, regelbaren Stromversorgungen und Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssystemen übertragen serielle Busse Daten über physikalische Netzwerke wie RS232, RS485 und CAN. Da die Systeme oft über weite Entfernungen zusammenarbeiten, ist eine galvanische Isolation erforderlich, um Masseschleifen zu vermeiden und die Systeme vor hohen Spannungstransienten zu schützen. Außerdem lassen sich mithilfe der galvanischen Trennung Signalverzerrungen reduzieren und die physikalische Sicherheit gewährleisten.

Bei stabilen geschalteten Stromversorgungen muss die Quellimpedanz des Systems stets wesentlich kleiner sein als die Eingangsimpedanz der Stromversorgung.

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.

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

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.

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.

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

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?

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?

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.

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.

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

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.

Der Artikel beschreibt die Vorzüge der indirekten Stromgegenkopplung und zeigt Unterschiede zu den bisher bekannten Schaltungstechniken der Spannungs- und Stromrückkopplung auf.

Frage: Warum brauchen integrierte Schaltkreise ihre eigenen Entkopplungskondensatoren?

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.

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

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

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:

Analogschalter bieten heute bessere Schaltcharakteristiken, viele Betriebsspannungsbereiche, Leistungsmerkmale und Sonderfunktionen. Bei der Auswahl hat der Entwickler die Qual der Wahl, besonders, wenn es um anwendungsspezifische Typen geht, die heute unser Thema sind.

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.