Künstliche slewrate Begrenzung

Sun Feb 21, 2010 2:07 pm   

Wahrscheinlich bin ich nicht der erste der versucht
Anstiegs & Abfallzeit zu bremsen, leider tuts
simpel mit Miller-Kerko nicht richtig.

Weil mir push/pull zu aufwendig war hat
die Schaltung oben nur eine Stromquelle:
http://www.embeddedFORTH.de/temp/trap.pdf
Ohne 100pF sind wie man rechts sieht die
Flanken zu steil.

Mit 100pF ( linkes Bild ) ist die steigende Flanke
mit 1,5usec recht gut. Die fallende Flanke ist
aber erst zu steil, schwingt dann etwas und geht
dann wohl gebremst runter.

Die Schwingung kommt wohl hier durch die Last,
ohne Last ( mittleres Bild ) tritt sie nicht auf.
Wenn man die Stromquelle rauswirft und die 1,3kOhm
gegen 26V hängt auch keine Schwingung. In beiden
Fällen hat man aber weiterhin die deutlich
unterschiedliche Steilheit der fallenden und
steigenden Flanke. Ich vermute ohnehin daß die
Schwingung verschwindet wenn die fallende slew-rate
langsam genug ist.

Gibts irgendeine simple Beschaltung die für
symmetrische Steilheit bei beiden Flanken sorgt ?

MfG JRD

Sun Feb 21, 2010 3:17 pm   

|
D
--R1---+---G
| S
C1 |
| |
GND GND

Hatte ich auch probiert, war aber nicht üppig,
die Kennlinie des Fets ist sehr steil & nichtlinear.
Miller ist Integrator-ähnlicher

|
+-C1----+
| D
--R1---+------G
S
|
GND

und echter Integrator würde das gewünschte Verhalten
haben.
Varianten von Miller a la

|
+-C1-R2-+
| D
--R1---+------G
S
|
GND

waren leider keine Verbesserung.
Die verwendete Version mit 1k und 100pF Miller war
bisher die beste Variante die ich gefunden habe.

MfG JRD

Sun Feb 21, 2010 3:17 pm   

Am 21.02.2010 14:07, schrieb Rafael Deliano:

[symmetrische Spannungsimpule aus Logik]

Hallo,

eine symmetrische Ausgangsschaltung (z.B. Komplementäremitterfolger wie
in zahlreichen schnellen Bufferschaltungen) hat automatisch symmetrische
Slewrates.

In der Schaltung hat die Konstantstromquelle einen anderen
Ausgangswiderstand als der FET, ebenso ein anderes Frequenzverhalten,
das sind wohl die Ursachen. Vieleicht kann ergänzend eine Simulation
weiterhelfen.

Ein passendes RC-Glied am Ausgang, wäre meine erste Idee dazu.

Oder unten ebenfalls eine komplementäre, geschaltete Konstantstromquelle
zur Symmetrierung.

Oder ein kleiner Widerstand in Reihe zum BS170.


Bernd Mayer

Sun Feb 21, 2010 3:54 pm   

Ich wuerde den Kondensator nicht als Miller- sondern gegen Masse legen.
Natuerlich muss der Vorwiderstand zwischen Gatter und Gate entsprechend
angepasst werden.

--
Viel Erfolg Andreas

Sun Feb 21, 2010 4:21 pm   

Die Stromquelle war tatsächlich schlecht ausgelegt: mit den 82k zu
mager. Jetzt durch 10k ersetzt. Der Schwinger rutscht dann sehr
weit nach unten und wird klein.
Die Zeitkonstanten rise & fall liegen zwar dan immer noch weit
auseinander aber vielleicht so hinzubiegen:

|
Diode +--C1---+
+-KA--R1b--+ | D
---+ +--+------G
+-AK--R1a--+ S
|
GND


Ungünstig: das anziehende am Fet ist der lowpegel von ca. 0,1V.
Sollte hier <0,3V sein.

MfG JRD

Sun Feb 21, 2010 5:28 pm   

Am 21.02.2010 16:21, schrieb Rafael Deliano:

Hallo,

Das Frequenzverhalten der Stromquelle könnte man auch durch eine
Kaskodeschaltung verbessern. Oder Auch mit einer FET-Stromquelle.

Den kleinen Widerstand kann man beim FET ja auch an den Ausgang legen
zur Angleichung der Ausgangswiderstände.


Bernd Mayer

Sun Feb 21, 2010 5:43 pm   

Rafael Deliano wrote:

Warum setzt Du anstelle des BS170 nicht einfach auch so eine Stromquelle
rein? Nur dass die NPN Transistoren hat, an der Basis geschaltet wird
und auf den doppelten Strom wie die obere eingestellt ist. Also 9
Oehmscher fuer den Rsense.

--
Gruesse, Joerg

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Sun Feb 21, 2010 6:54 pm   

Den Schwinger in der Mitte auch mit veränderter Schaltung und
Kerko als Last am Ausgang leider auch nicht wegbekommen.

Die steigende Flanke ist immer hübsch: vermutlich
unabhängig davon wie Fet+Miller funktionieren macht
eine Stromquelle die einen Kondensator lädt relativ saubere Rampe.

In der fallenden Flanke aber ist prinzipieller Wurm: fällt
erstmal sehr steil ab. Tatsächlich drückt in der 20V Flanke
der Miller in diesem Augenblick das Gate deutlich unter 0V:

http://www.embeddedFORTH.de/temp/trap1.pdf

Irgendwann gehts dann wieder in linearere Betriebsart über.

Mal versuchen ob ein RC-Glied direkt vors Gate wie schonmal
vorgeschlagen wurde in diesem Fall der Miller-Kerko entschärfen
kann.

MfG JRD

Sun Feb 21, 2010 6:56 pm   

Wie andernorts schon geschrieben: die geht nicht bis auf <0,3V an Masse.

Die Schaltung ist die Vpp Erzeugung für antikes 2708 EPROM.
High ist 25 ... 27V mit Last 20mA max.
Low wäre hier zwar nominell 1,0V max. Praktisch muß man
den Sockel aber fürs Stecken des ICs spannungslos bekommen, d.h.
tristate oder GND.

Das Problem taucht dann auch bei PROM-Programmer wieder auf
wo PFets Last gegen Masse auch mit begrenzter slewrate
schalten sollen.

MfG JRD

Sun Feb 21, 2010 7:18 pm   

Rafael Deliano schrieb:

Du hast verschiedenen Impedanzen. Für die steigende Flanke ist die
Konstantstromquelle verantwortlich. Für die anfallende Flanke ist der ON
Widerstand - "verlangsamt" durch Produkt von Miller + Verstärkungsfaktor
- verantwortlich. Den Überschwinger dürftest du mit eine Diode parallel
zum Gate wegbekommen. Ev. noch einen kleinen Widerstand in Reihe zu
Miller-C.


Tatsächlich drückt in der 20V Flanke

mfg hdw

Sun Feb 21, 2010 8:17 pm   

Am 21.02.2010 18:54, schrieb Rafael Deliano:

Hallo,

Verkopplungen in der Stronmversorgung würde ich noch kontrollieren wegen
der Schwingung. Es sieht für mich aus als ob der Eingangsimpuls vom
Logikgatter über die FET-Kapazität direkt auf den Ausgang durchschlägt.

Ein weitere mögliche Abhilfe könnte sein, den Ausgangsimpuls des
Logig-ICs schon passend zu begrenzen z.B. über ein RC-Glied - in
Richtung 2µs. Langsameres Gatter?


Bernd Mayer

Sun Feb 21, 2010 8:45 pm   

|
+-C2--R2-+
| D
--R1---+-------G
S
|
GND

Formal begrenzt R2 die Verstärkung bei hohen
Frequenzen, aber die Variante hatte ich schon
anfangs versucht ohne sie wundertätig gewesen
wäre.
Muß morgen mal das etwas flottere 60MHz Hameg
aufbauen, habe so das Gefühl mit meinem 10MHz HM307
sehe ich den Murks nicht in seiner ganzen Pracht.

MfG JRD

Sun Feb 21, 2010 8:46 pm   

Muß es morgen nochmal übersichtlicher neu fädeln damit ich auch Platz
für mehr Bauteile habe.


Werds mit RC-Glied versuchen:

|
+---C2---+
| D
--R1--+---R2-+-------G
| S
C1 |
| GND
GND

MfG JRD

Sun Feb 21, 2010 9:18 pm   

Hallo Rafael,

Rafael Deliano schrieb:

evtl. würde ich direkt vor's Gate ca. 100 Ohm legen, weil der Miller-C
sonst zu hochfrequentem Schwingen führen würde. In der Simulation ist
ein leichter Ansatz zum Schwingen bei 250 MHz zu sehen, aber nicht so
heftig wie in Deiner Messung.

Der Miller-C ist zwar klein, aber unproblematischer wären IMHO 1 nF am
Ausgang gegen Masse. Das mit der Trennung der Anstiegs- und Abfallzeit
mit den 2 Dioden müßte auch gehen.

mfG. Winfried

Sun Feb 21, 2010 9:26 pm   

Winfried Salomon schrieb:

Der BS170 hat IMHO keine interne Schutzdiode, das Gate schlägt schon
fast beim Hinsehen durch, also nur mit kurzgeschlossenen Anschlüssen
anfassen. Ich erinnere mich an eine Ausfallrate um 50% ohne ESD-Schutz.

mfg Winfried