PG9 LE0051

Projekt: PG9 Rechteck/Puls Generator max. 230MHz

Lizenz: Creative Commons BY-NC-SA

Zielsetzung: Verbesserungen von PG9-LE0036
1. Eine Verbesserung des Rauschen in Niederfrequenz Bereich (kleiner 20Hz)
2. Ersetzen der meisten X7R/X5R Kondensatoren durch C0G Kondensatoren im Analogteil (Offset)
3. Verwenden von Rauschärmeren ICs wie OPs,DACs,Spannungsstabilisatoren,Referenzspannung, ...
Erreicht:
1. Das DC Rauschen 0.1-10Hz hat sich auf 30 µVpp halbiert (Offset HiZ)
2. Das Rechteckgenerator Rauschen 0.1-10Hz hat sich von 190 µVpp auf 68 µVpp gesenkt (bei max. Vpp HiZ)
3. Erreichen der Offsetspannung z.B.: +-2000mV an 50 Ohm, Endwert kleiner +-0.4mV nach 80ms (vorher wegen der X7R/X5R Kondensatoren über 1 sec)
4. Die absolute Genauigkeit hat sich nur minimal verbessert

PG9: Puls Generator 9Vpp

Frequenzbereich: DC oder 0.1Hz bis 230MHz
Anstiegszeit 10/90% : in 6 Stufen 1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.0, 2.3ns (Test Ausgang ca. 0.5ns)
Ausgangsspannung max.: +-4500 mV an 50 Ohm / +-9000 mV HiZ
DC Offset: +-4500.0 mV an 50 Ohm / +-9000 mV HiZ
Amplitude: 4.0 mVpp bis 4500 mVpp an 50 Ohm / 8.0 mVpp bis 9000 mVpp HiZ
Pulsbreite: 2.0ns bis 500ms
Kabel Frequenz Korrektur: 0 oder 60cm RG316/U
Impedanz Korrektur: 40 - 99900 Ohm / HiZ

Die Grundsätzlichen Funktonen in einen Bild
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PG9 Ausgang J15 SMA:
Amplitude = 600 mV Freq. = 230 MHz Average=20
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Amplitude = 600 mV Freq. = 11 MHz Average=20
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Amplitude = 600 mV Freq. = 11 MHz Zoom 10x (+300mV)
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Amplitude = 600 mV Freq. = 11 MHz Zoom 10x (-300mV)
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Generator Ausgang (J15 SMA):
Amplitude = 600 mV Freq. = 25 MHz Freq. = 75 MHz Average=20
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Generator Ausgang (J15 SMA):
Amplitude = 600 mV Freq. = 25 MHz R/F=2.0ns R/F=1.0ns Average=20
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TDR Messung: Ausgang (J2 SMA) + RG316 60cm (Oszilloskop an J1)
Referenz: RG316 60cm + R=50 Ohm Test: RG316 60cm + R=59.20 Ohm (11dB RF Attenuator)
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Generator Ausgang (J15 SMA):
Amplitude = 600 mV Freq. = 25 MHz Puls = 5ns Average=20
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Allgemein:

PARAMETER	CONDITIONS	MIN TYP MAX	UNIT
Frequenc	min. max.	0.1 230	Hz MHz
Pulse	min. max.	2.0 500	ns ms
Accuracy Frequenc	20°C - 30°C	2 <5	ppm
DMM ADC DC Voltage accuracy		<=0.02 or +-0.15	% mV
DMM ADC DC Voltage Resolution		18	Bit
Offset DAC Resolution		17 (2x16) + 12Bit 3uV/Digit	Bit .
Amplitude DAC Resolution	1.2 dB	13	Bit
Supply voltage Supply Current		18 24 28 1.5	V A

Generator Ausgang (J15 SMA):

PARAMETER	CONDITIONS	MIN TYP MAX	UNIT
Output voltage range	HiZ 50 Ohm	+-9000 +-4500	mV
Accuracy DC / Offset	HiZ +-8000.0 mV	<0.05 or +-0.3	% mV
Accuracy Amplitude	HiZ +-8000.0 mV	<0.15	%
Amplitude Flatness	50 Ohm 40 - 4000 mVpp 7.5ns - 10s	<=0.1	%
Settling time	0.1%	5.0 7.5	ns
VSWR	~ 500 MHz	<=1.09
NOISE LF DC FLUKE 8846A 10sec 460 Sample	HiZ DC +-9.0V HiZ 2000 mVpp HiZ 4500 mVpp HiZ 9000 mVpp	5.3 / 30 10 / 60 12 / 70 15 / 80	μVrms/ μVpp
NOISE LF 0.1 - 10 Hz	HiZ DC +-9.0V HiZ 2000 mVpp HiZ 4500 mVpp HiZ 9000 mVpp	5.1 / 30 5.5 / 32 7.5 / 46 10.8 / 68	μVrms/ μVpp
NOISE	50 Ohm DC +-4.5V 50 Ohm 1000 mVpp 50 Ohm 2000 mVpp 50 Ohm 4500 mVpp	240 280 375 605	μVrms
Rise/Fall 1.0ns Amplitude -1%	50 Ohm 600 mVpp 50 Ohm 2000 mVpp	215 200	MHz
Rise/Fall 1.2ns Amplitude -1%	50 Ohm 600 mVpp 50 Ohm 3000 mVpp	180 175	MHz
Rise/Fall 1.5ns Amplitude -1%	50 Ohm 600 mVpp 50 Ohm 4000 mVpp	155 150	MHz
Rise/Fall 1.8ns Amplitude -1%	50 Ohm 600 mVpp 50 Ohm 4500 mVpp	130 120	MHz
Rise/Fall 2.0ns Amplitude -1%	50 Ohm 600 mVpp 50 Ohm 4500 mVpp	115 105	MHz
Rise/Fall 2.3ns Amplitude -1%	50 Ohm 600 mVpp 50 Ohm 4500 mVpp	90 85	MHz

Bemerkung:
Das größte Problem ist die Kalibrierung
Eine Hürde dabei ist die Kalibrierung (Frequenzgang) des Oszilloskops ,dabei ist auch die Wiederholgenauigkeit zu beachten.
Die Wiederholgenauigkeit meines 500MHz 8Bit Oszilloskop ist ca. 0.5% (Auch der HiRes 12Bit Mod. bringt keine Besserung)
Die Wiederholgenauigkeit meines 1000MHz 12Bit Oszilloskop ist kleiner 0.1%
Messergebnisse - Nulldurchgang (Amplitude/2) bis 2.0ns sind eine Momentaufnahme und wahrscheinlich mit eine zusätzlichen Fehler von +-0.25% behaftet.

Extra:
Nach 15 min. einsatzbereit durch schnelles aufwärmen.
Mittels 4 Temperatursensoren gute Temperatur Stabilität (Amplitude, Offset, Frequenz).
Fernsteuerung mittels RS232 Adapter möglich.

Downloads:

LE0051_PG9_SCH.pdf
Rev 1.00: Schaltplan, Bestückung, Material Liste

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LE0051.zip
PCB Layout Daten (RS274X Format / Extended Gerber)
6-Lagen Länge: 174.0mm Breite: 111.8mm
Basismaterial: FR4, 35 µm Cu, 1,6 mm

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PG9_LE0051-1.0.0.tar.bz2
Sourcecode + HEX-File für CPU + "list_vxi" Tool zur Fernsteuerung mittels RS232 Adapter

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PG9_param_20250506.txt
Parameter Ausdruck PG9

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Display: LE0019_DPK02_SCH.pdf
Rev 1.00: Schaltplan, Bestückung, Material Liste

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Display: LE0019_DPK02.zip
PCB Layout Daten (RS274X Format / Extended Gerber)
2-Lagen Länge: 121.9mm Breite: 58.4mm
Basismaterial: FR4, 35 µm Cu, 1,6 mm

Amplitude Linearität Fehler kleiner 0.5% Bereich 0-5.0ns

Rise/Fall time	1ns	1.2ns	1.5ns	1.8ns	2.0ns	2.3ns	U
max. Ampl	1000	2000	3000	4000	4500	4500	mV
max. Offset	+-2000	+-3000	+-3500	+-4000	+-4500	+-4500	mV

Nulldurchgang (Amplitude/2) bis 5.0ns
Amplitude / 2 + Offset = max. 4500mV

Display: DPK02 Tasten - LEDs
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Taste K1: Toggle Modus: Rechteck / Puls / DC
Taste K2: Invers Puls
Taste K3:
Taste K4: Return
Taste K5: Cursor links
Taste K6:
Taste K7: Cursor ab
Taste K8: Cursor selekt
Taste K9: Cursor auf
Taste K10:
Taste K11: Cursor rechts
Taste K12: Menü öffnen (Parameter Eingabe öffnen)

Rechteck:
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