Wie viele Bauteile müssen noch in die Library eingepflegt werden?

Wie lange dauert es, ein Bauteil einzupflegen?

Siehe hier

Wie stabil soll die Sollspannung sein?

Wie stabil sind die Referenzen?

Wie stabil ist der INA(auch in Abhängigkeit der Widerstände zur Einstellung der Verstärkung)?

? Wie stabil müssen die Widerstände/Potentiometer sein?

? Welche Widerstände/Potentiometer erfüllen diese Eigenschaft?

Bezieht sich auf: R6, R7, R15, R16, R17 bzw. R60, R61, R63, R64, R65

Wie stabil müssen die Widerstände sein?

Wie groß müssen die Widerstände sein?

Welche Widerstände erüllen die Bedingungen?

Bezieht sich auf R18, R19; R2

Welche Widerstände sind dort am besten zu verwenden?

Bezieht sich auf R14, R27

Welche Widerstände sind dort am besten zu verwenden?

Hier sollte SMD 1206 ansatt 0805 benutzt werden. Da diese SMD-Widerstände leistungsstärker sind. Noch besser wäre es, wenn man 2x 1206 Widerstände mit doppelten Wert und parallel geschaltet sind.

Sind noch falsche Transistoren, sollten eigentlich IRML9301 bzw. IRML0060 sein (siehe Anmerkungen im Schaltplan)

Warum ausgerechnet IRML9301 bzw. IRML0060?

Woher kommt die Schaltung?

? Gibt es einen vorgefertigten Footprint oder muss dieser noch erstellt werden?

Bauteil durch richtiges ersetzen

Welcher Transistor soll das hier sein? (Kein Name)

Welcher Transistor sollte hier verwendet werden?

Warum BC848?

Welchen Transistor sollen wir hier verwenden?

Ist der Footprint/das Schaltsymbol richtig?

Warum IRF512?

? Welchen Transistor nehmen wir konkret??

Ist der Footprint/das Schaltsymbol richtig?

XLR in der ersten Testversion

Backpane in der finalen Version

Anschluss über den Steckverbinder für die Backpane in jeder Version. Erlaubt das Anschließen der PTB-Messgeräte oder so

Ja, da wir eine Vielzahl verschiedener Kombinationen Messwiderstand-OP-Transistor-Kondensator ausprobieren wollen und das Implementieren aller Kombinationen zu viel Platz auf der Platine einnehmen würde

Buchsen- bzw. Stiftleisten

Ziemlich sicher nicht so groß aber genaue Maße sind wichtig!!

! Zunächst Layout für die Steckplatine machen

A: 19 Zoll Rackeinschub, 1 HE. Maße: 25cm tief, ca. 4,1cm hoch, ca. 40cm breit

Wie stabil muss die Spannung sein, die wir durch die Spannungsregler erzeugen möchten?

Wie stabil müssen die Widerstände sein, um diese Stabilität zu erzeugen?

Wie verhält sich die Sache für den LT3045? (hier wird kein Spannungsteiler verwendet)

Wie wichtig ist es, dass die Werte der Widerstände exakt sind?

Welche Widerstände/Potentiometer erfüllen diese Anforderungen?

Bleibt die Frage: Exakt welche Potentiometer nehmen wir? (Siehe nächste Frage)

Bezieht sich auf: R1, R4; R10, R68; R20(Poti), R22; R39, R40(Poti).

Sollten relativ fein einstellbar sein und sich möglichst nicht von selbst verstellen, müssen allerdings nicht herausragend stabil sein

Damit verbunden, welche Potentiometer werden im Elektroniklabor verwendet, die an dieser Stelle sinnvoll eingesetzt werden könnten?

beste Lösung ist R20 = T93YA mit 12 Umdrehungen

Der Trimmer sollte so liegen, dass der Sollwert möglichst in der Mitte der Umdrehungen ist

zu klären: 10kOhm oder 100 kOhm → Welches Spannungsverhältnis ist nominell?

Q: Welche Leistung fällt daran ab?

Q: Wie beeinflusst die Stabilität von R5 die Stabilität der Referenzspannung(Sollspannung)?

Q: Welcher Widerstand ist demnach der beste?

Q: Rauschen? A: Sollte keinen Unterschied machen, da der INA sowieso dazwischen hängt

Q: Abhängigkeit von dem Wiederstand, der den Verstärkungsfaktor festlegt? A: Führt zu Drift, abhängig von der Drift des Widerstands, beeinflusst das Gesamtsystem aber in vergleichbarem Maße wie das Driften der Spannungsteiler(?). Sobald sich das System thermisch stabilisiert hat, sollte der Effekt verschwinden.

A: Nein. Nach dem Datenblatt Seite 15 ist $ V_{out} = G \cdot \left( V_{in+} - V_{in-} \right) - V_{ref} $, wobei G der Verstärkungsfaktor ist mit $ 1 \leq G \leq 10000 $. In unserem Fall ist $V_{in+}$ die Spannung von hinter den Spannungsreglern, $V_{in-}$ die Spannung der Referenzen hinter dem Spannungsteiler und $V_{out}$ die Sollspannung, die hinter dem Messwiderstand anliegen soll.$V_{ref}$ ist 0V. Die Spannung, die an dem Messwiderstand abfallen soll, ist dann $V_{in+} - V_{out} = V_{in+} - G \cdot (V_{in+} - V_{in-}) = (1 - G) \cdot V_{in+} + V_{in-} \leq V_{in-}$, da $G > 1$. Das heisst, die über dem Messwiederstand abfallen sollende Spannung ist immer kleiner als die Spannung der Referenz nach dem Spannungsteiler und damit als die Spannung der Referenz an sich. Damit ist G=1 die einzig sinnvolle Einstellung für den INA.

A: Diese Frage erübrigt sich, da G=1 die einzig sinnvolle Einstellung für den INA ist und demetsprechend keine Widerstände zur Einstellung der Verstärkung benötigt werden.

ALTE ANTWORT: U_Ref⇐R_mess*I_LD [U_Ref=5V, 10V, 6,95V]

Diese Frage erübrigt sich, da G=1 hier die einzig sinnvolle Einstellung für den INA ist

R18, R19

R14, R27

R2

Ja, siehe Schaltplan Libbrecht Hall

Es werden keine besonderen Anforderungen an den Kondensator gestellt (abgesehen von der Größe), also 1uF Folienkondensator aus dem Elektroniklabor. Footprint ist bereits in der Lasertreiber-Library

Um Spannungseinbrüche bei Lastschwankungen zu vermeiden. Siehe Datenblatt, Seite 12, Abschnitt zu IN: The LT3045 requires a bypass capacitor at the IN pin. […] While a 4.7μF input bypass capacitor generally suffices, applications with large load transients may require higher input capacitance to prevent input supply droop.“

Eine größere Kapazität sollte kein Problem sein

Es stellt sich die Frage nach seiner Notwendigkeit, da die Versorgungsspannung bereits durch (sehr vele) Kondensatoren geglättet wird

4.7uF werden im Datenblatt in o.g. Abschnitt empfohlen. 10uF ist die nächste gängige Größe.

Der Kondensator sollte die empfohlenen 4.7uF nicht unterschreiten. Abgesehen davon sehe ich keinen Grund, warum der Kondensator nicht auch deutlich größer gewählt werden könnte.

Eine mögliche Option wäre ein 100uF-Kondensator, mit dem Vorteil, dass dieser auch an vielen anderen Stellen verbaut wird und entsprechend kein extra Kondensator gewählt werden müsste für diesen einen Fall

2, an diese werden aber besondere Anforderungen gestellt → vermutlich anderer Footprint

100uF. Wahrscheinlich ist das Einplanen unnötig, da wir bereits viele Kondensatoren parallel zur Versorgung haben. Für den Fall, dass es einen Unterschied macht, ist es aber gut einen zu haben. 100uF, damit wir keinen neuen Footprint verwenden müssen und weniger Bauteile haben müssen.

Wie bei allen 100uF: der aus der Lasertreiber Library

Ja

Datenblatt des LT3045, S. 12: “Adding a capacitor from SET to GND improves noise, PSRR and transient response at the expense of increased start-up time.” Hier also einerseits zum langsamen rampen der Spannung beim Einschalten und zum Verringern des Rauschens.

Nach Datenblatt des Lt3045, S. 19 ist die Zeit nach Einschalten der Versorgungsspannung, die benötigt wird, damit die Ausgangsspannung 90% des Sollwertes erreicht, $t_{SS} \approx 2.3 \cdot R_{set} \cdot C_{set}$, wobei $R_{set}$ bzw. $C_{set}$ der von SET zu GND geschaltete Widerstand bzw. Kondensator ist.

für $R_{set} = 120k\Omega$ und $C_{set} = 1uF$ ergibt sich $t_{ss} \approx 0,28\,\mathrm{s}$

Für $C_{set} = 10uF$ ist also $t_{ss} \approx 2,8\,\mathrm{s}$

0,28s sind meines Erachtens etwas wenig. 28s sind andererseits wieder ziemlich viel. Ich denke 2,8s sind ein guter Mittelweg

Es gibt die Möglichkeit, über fest eingebaute Widerstände eine konstante Sollspannung vorzugeben. Da in diesem Fall die Stromstärke nicht per Hand langsam hocgeregelt werden kann, würde ich für diesen Fall eine Möglichkeit vorsehen, einen größeren Kondensator (100uF, also $t_{ss} \approx 28s$) einzubauen.

Also: 10uF (und 100uF optional)

Nein, nicht wirklich

10uF Folienkondensatoren aus der Elektronikwerstatt

100uF Elektrolytkondensatoren aus der Elektronikwerkstatt

? für 10uF unbekannt

für 100uF: siehe Tabelle

! 10uF: NEIN

100uF: Ja

1uF Folienkondensator wie im Elektroniklabor, siehe Tabelle

ist in Lasertreiber-Library

1uF wird auch bei C11 (Seite 6) und C19 (Seite 3) benötigt

Lässt sich bei beiden Stellen verwenden (wird er jetzt)

Datenblatt zum LT3045, S. 13: “For stability, use a minimum 10μF output capacitor with an ESR below 20mΩ and an ESL below 2nH”

Die Größe stimmt, 10uF werden empfohlen

ESR < 20mOhm, ESL < 2nH

Datenblatt zum Lt3045, S. 17: “Due to its good voltage coefficient in small case sizes, LTC recommends using Murata’s GJ8 series ceramic capacitors”

Datenblatt zum LT3045, S. 17: “X5R and X7R dielectrics” werden empfohlen

Suche bei Mouser nach den genannten Anforderungen

Bei vielen Kondensatoren im Datenblatt keine Informationen zu ESR

Bisher noch keine geeigneten Kondensatoren gefunden

? Wie weiter verfahren?

Soll die Ausgangsspannung glätten/bei Leistungsschwankungen stabil halten

Datenblatt zum LTC6655, S. 13: “An output capacitor with a value between 2.7μF and 100μF is also required.”

gängige Größe, relativ mittig in der empfohlenen Spanne

ebenda: “It is recommended to keep ESR less than or equal to 0.1Ω. Capacitance and ESR are both frequency dependent. At higher frequencies capacitance drops and ESR increases. To insure stable operation the output capacitor should have the required values at 100kHz.”

ebenda: “film capacitors should be considered for their low noise and lack of piezoelectric effects”

Also: Folienkondensator mit ESR@100kHz < 100mOhm, aus Polyester o.Ä.

ebenda, Table 1: Tabelle mit möglicherweise geeigneten Produkten

Es gibt den LTC6655 und den LTC6655LN. Der LTC6655 hat einen Sense-Pin für das Messen der an der Last anliegenden tatsächlichen Spannung, um die Spannung danach zu regeln, was am Ende bei der Last ankommt. Wir verwenden den LTC655LN, haben als Provisorium im Schaltbild das Symbol eines LTC6655 mit dem dazugehörigen Sense-Pin verwendet. Diesen Pin hat der LTC6655LN nicht, an der gleichen Stelle ist allerdings ein Noise Reduction Pin (NR), an den ein Konensator zur Rauschunterdrückung angeschlossen werden kann.

100uF - ist der größte erwähnte Wert im Datenblatt, hat aber auch den stärksten Effekt (Datenblatt, S. 22)

Den gleichen 100uF Elektrolytkondensator wie sonst auch überall in der Schaltung (aus dem Elektroniklabor, schon in Library eingearbeitet)

C70: MKS2 B051 001 N00KSSD von WIMA

5mm Abstand zwischen den Pins

Kasten drum für das Layout

! Einarbeiten in Eagle-Library

Erste Empfehlungen werden im Datenblatt des LT3045, S.17 ausgesprochen, davon viele aber nicht für neue Designs empfohlen

Empfohlene Eigenschaften: 10uF, ESR < 20mOhm, ESL < 2nH (Datenblatt des LT3045, S.13)

Nach KMK: ESR/ESL spielen bei Folienkondensatoren keine große Rolle. Also erstmal die vorgeschlagenen einbauen und schauen, ob es damit klappt. Sollte das ein Problem sein, so würde sich dies in Schwingungen bemerkbar machen.

C69 = C70

gesucht: 10uF (oder größer) Folienkondensator mit ESR@100kHz < 100mOhm, aus Polyester o.Ä. (Vgl. Datasheet des LTC6655, S. 13)

C65 = C70

Laut Anmerkung im Schaltplan falscher Transistor

Welchen Transistor werden in den bereits existierenden Lasertreibern verwendet?

Welcher Transistor sollte hier verwendet werden?

! In Schaltplan einarbeiten

Warum Zenerdiode 7,5V?

Ist das die richtige Größe?

Welche Diode sollen wir hier verwenden? (Am liebsten SMD)

! Bauteil in Library einpflegen

Welchen Schalter wollen wir hier verwenden?

Bauteil in Library/Schaltplan einfügen

S1 = Multicomp 1MD1T2B4M7QE

S3 = Multicomp 2AS1T2A1M7RE

IP1 = JAE-IL-G mit 5 Pin

Ein Pin wird einfach nicht benutzt

Pinbelegung sollte mit KMK übereinstimmen

? wie hat PTB die Pinbelegung?

! Footprint etc.

Ja, ist die gleiche wie dort

Direkt auf Platine oder an Gehäuse montiert und mit Kabeln verbunden?

Wie sieht das mit Schirmung aus?

siehe SMA für Modulation

! Footprint etc.

zwei SMA-Buchsen. In den jeweiligen Adern kommen LD+ sowie LD-. Die Massen/Schirmmungen von der SMA-Buchse wird mit dem Gehäuse verschraubt. Aber hat nicht die Masse des Stromtreibers!

Kleiner und gut festgeschraubt

SMA-Buchse (seitlich an Platine, nicht gewinkelt)

SMA-20 bei TEM

Loch im Gehäuse muss groß genug gemacht werden, damit der Konnektor/Masse nicht an das Gehäuse kommt

Die verschiedenen Varianten sind im Datenblatt, S. 3 aufgelistet

Wir wollen LM317-N oder LM317A im TO220-Gehäuse

Lohnt es sich hier einen Kühlkörper anzubringen?

Einfach auf Platine schrauben

Verwenden die Throughhole-Variante, da sie weniger warm wird.

siehe Schaltplan Ringdown-Box