Hochwertige PowerSupply für Oszillatoren, Mischer usw.

Hallo,
in UKW-Berichte 2/92 wurde zu dem Thema "Hochstabile, rauscharme Stromversorgung" von DF9PL ein lesenswerter Artikel veröffentlicht.
Der LM723 / µA723 erreicht die guten Werte nur, wenn die 7V-Referenzspannung mit einem RC-Glied gesiebt wird.
73

Hallo Christian,

ein sehr interessantes und leider sehr oft vernachlässigtes Thema hast Du da angesprochen. Die üblichen Festspannungsregler haben einen Fremdspannungsabstand von etwa -70 dB. Nimmt man statt dessen einen einstellbaren Spannungsregler und blockt dessen Stelleingang zusätzlich mit etwa 10 µF ab, so erreicht man etwa -80dB.

Wer besser werden muss, kann nur diskrete Regler mit rauscharmen Transistoren und OPV selber bauen. Wer einen 24 bit ADU ausreitzen will, muss mit erreichbaren Werten von -120dB rechnen, der Rest bis theoretisch -144dB geht im Rauschen unter. Auch -120dB wollen erst einmal erreicht und gemessen werden. Da bewundere ich immer die Angaben der SDR-Fans, die mit dB nur um sich schmeißen, obwohl die ADU im PC mit allem anderen als einer rauscharmen Spannungsquelle vorsorgt werden.

73 de Gerd, DM2CDB

Hallo Gerd,

ich möchte noch ergänzen, daß definitiv die wenigsten der 24Bit-AD-Wandler selbst mit einer perfekten Spannungsversorgung auch nur annähernd an die theoretische Grenze von 146dB kommen. Bei den meisten rauschen die letzten 6Bit...8Bit nur unkorreliert und die Dynamik liegt bei 90dB...110dB. Anhand der Leistungsaufnahme kann man es oft beurteilen; ein 30mW-Typ liegt eher bei 90dB, egal wie gut die Spannungsversorgung ist ;o).

Nur als Bemerkung am Rande...

vy 73 de Gerrit, DL9GFA

Hallo Gerrit,

besten Dank für Deinen Hinweis. Natürlich hängt das konkrete Rauschen von der Technologie, von der verfügbaren Stromversorgung und auch vom Messverfahren ab, da Festspannungsregler ein Breitbandrauschspektrum abgeben (bis 150 kHz und höher), Messung der Fremdspannung aber mit 22 kHz Filter und die Geräuschspannung sogar mit Ohrkurvenfilter gemessen werden, aber das brauche ich Dir ja nicht zu sagen. Christian, ich kenne keine rauscharmen Festspannungsregler. Ich würde einen Regler mit NE5534A und diskreten Transistoren, keine Z-Diode!, aufbauen.

73 de Gerd, DM2CDB

Hallo Christian,

der besagte Artikel aus den UKW-Berichten befindet sich im Anhang (4 Teile).

Gruß, peter01

Hallo,

und es gibt sie doch. Hier eine Applikationsschrift umd je ein Datenblatt der rauscharmen Festspannungsregler der Fa. LT und Fairchild.

http://www.linear.com/pc/downl…1,C1003,C1040,C1055,D4499

http://www.linear.com/pc/downl…1,C1003,C1040,C1055,D4434

http://www.fairchildsemi.com/ds/FA/FAN2559.pdf

73 Gerd, DM2CDB

Hallo Cristian und Mitleser,

auch ich habe den Eindruck, dass viele Schaltungsentwickler sich gerade über die Stromversorgung ihrer Oszillatoren recht wenig Gedanken machen.
Besonders das sehr niederfrequente Funkel- und Schrotrauschen der Halbleiter der gerne verwendeten "Dreibeiner" ist pures Gift und sorgt unweigerlich hauptsächlich für Amplitudenrauschen, aber auch für Phasenrauschen, in unseren Oszillatoren. Henning, DK5LV, hat in seinen Beiträgen (wie erst kürzlich in den UKW Berichten Heft 4/2008 S. 233 ff.) immer wieder darauf hingewiesen.
In meinem zwar betagten, aber vom Rauschen her immer noch sehr guten Signalgenerator 9087 von Racal-Dana hat man jeder Spannungzuführung kritischer Stufen gesonderte Rauschfilter mittels Darlingtonstufen und RC-Kombinationen spendiert. Im Dateianhang ist ein Auszug davon zu finden: Q3, Q6, Q9 und Q12 zeigen uns exemplarisch, wie das dort dimensioniert wurde.

Teilweise filterer ich die Betriebsspannung von VCO's ganz einfach über mehrgliedrige RC Kombinationen. Das ist zwar von der Energiebilanz etwas verschwenderisch, aber bei dem relativ geringen Leistungsbedarf mancher Oszillatoren durchaus vertretbar. Viele VCO's brauchen keine sehr genaue Spannung, stabil sollte sie natürlich sein! Der berechnete Vorwiderstand wird einfach in zwei bis drei etwa gleiche Teile zerstückelt und jeweils ein Elko (je nach Platz) von wenigstens 10µF (hier hilft viel wirklich viel =) und selbst 1000µF wären kein Luxus! nehmen aber leider etwas Platz weg ) eingesetzt. Der Nachteil ist die sich nur langsam aufbauende Spannung nach dem Einschalten.

Bei (aktiven) Mischern sehe ich weniger die Gefahr, das uns die Stromversorgung unnötiges Rauschen einschleift, eher würde ich den Vorstufen eine rauscharme Stromvrsorgung gönnen.

Viel Spaß beim Experimentieren. Eventuell hat ja jemand hier aus dem Kreis die Möglichkeit unsere Betrachtungen durch praktische Messungen zu untermauern :]

73 und ein erfolgreiches und gesundes Basteljahr de Dietmar, DL2BZE

edit:
Dateianhang war zu unhandlich, daher bitte die neue Datei von TXT in TIF umbenennen!
edit2: Tippfühler

Ich habe vor längerer Zeit mal diesen Artikel bei http://www.elektronik-kompendi…lic/schaerer/lnpowsup.htm gefunden: Spannungsregelschaltung mit elektronischer Brummsiebung (Brummunterdrückung) .
Vielleicht kann ihn jemand gebrauchen.

Hallo Christian,

http://pdf.eccn.com/pdf1/pdf.newpro2005/maxim/AN3656.pdf

das wäre eine sehr einfache Methode mit minimalem Aufwand eine rauscharme Stromversorgung zu realisieren. Die Schaltung ist nur geringfügig schlechter wie die von Dir genannten EDN Variante. Da das RC Filter in der Regelschleife liegt sind nur Verbraucher mit gleichbleibenden Stromverbrauch geeignet, sonst würden, durch die geringe Regelgeschwindigkeit, Spikes/Transienten am Ausgang enstehen.

http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN899.pdf

Das ist eine reine Filterschaltung, eine Stabilisierung muss, falls benötigt, vor der Schaltung erfolgen.

http://pdfserv.maxim-ic.com/en/an/AN3657.pdf

Die EDN Schaltung (bzw,. Maxim AppNote) ist ideal wenn mehrere sehr rauscharme Spannungen gebraucht werden, man würde für jede weitere Spannung nur einen zusätzlichen OP mit FET/Bipolartransistor benötigen, die Spannungsreferenz wäre nur 1x nötig. Das RC Filter befindet sich ausserhalb der Regelschleife, schnelle Laständerungen am Ausgang sind also kein Problem.

Der LT1761 ist in der Tat schon sehr sehr gut, ein einfaches aktives Filter mit Emitterfolger am Ausgang macht die Sache noch besser. Um den Ube Verlust am Ausgang zu kompensieren reicht eine Diode in der Masseleitung des LT1761, die Stabilität leidet jedoch etwas bei großer Temperaturänderung.

Weitere sehr rauscharme LDOR's, speziell für Deine gewünschten Applikationen, wären z.B. der TPS 78601, TPS79501 und TPS79601 für Ströme von 0,5 bis 1,5A von TI. Normale Spannungsregler sind bis zu 10x schlechter. Ein Filter am Ausgang schadet aber auch nicht um noch bessere Daten zu bekommen.

Hallo Chris,
es lohnt sich auch die Spannungsversorgung des FA-IQ-DDS-Generators genauer betrachten. Die Spannungsversorgung des 100MHz Oszillators ist mit viel Mühe beruhigt worden.
Grüße Jörn

Hallo Chris,

man kann auch für Oszillatoranwendungen durchaus Festspannungsregler verwenden, wenn man danach eine Siebstufe vorsieht. In meinem früheren qrl hat man am Ausgang des Spannungsreglers den Kollektor eines NPN-Transistors angeschlossen, dann die Basis über einen Vorwiderstand kontaktiert und gleichzeiteig mit einem Elko gegen Masse versehen. Der Ausgang am Emitter hat dann eine um die Stromverstärkung geringeres Rauschen als der Eingang an der Basis. Verbesserungen um 20 dB und mehr sind erreichbar. Lediglich den Spannungsabfall am Transistopr muss man mit einer höheren Spannung des Reglers kompensieren. Einfach aber sehr wirkungsvoll.

73, Uli, DK4SX

Hallo Uli,

könnest du vielleicht das Prinzipschaltbild dieser Rauschminderung bringen? Ich bin etwas begriffsstutzig
Ich brauche etwa 100 mA bei 12 V für einen Poweroszillator in meinem VLF Konverter (anderer thread).

Hallo,

er meint so eine Anordnung.