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eigenbau:signal-massage:diffamp:start [2024/01/11 00:10] – removed - external edit (Unknown date) 127.0.0.1eigenbau:signal-massage:diffamp:start [2024/01/11 00:10] – ↷ Page moved from eigenbau:diffamp:start to eigenbau:signal-massage:diffamp:start kmk
Line 1: Line 1:
 +====== Diffamp ======
 +==== (und 3x4 Umschalter) ====
 +/* Ein Titelbild: */
 +/* {{:eigenbau:diffamp:BILDNAME.jpg?300|}} */
 +{{:eigenbau:diffamp:bilder:foto_front.png?400|}}
 +
 +====  Funktion ====
 +/* Was das Ding tun soll */
 +
 +Auf die Eingänge eines Oszilloskops sollen verschiedene Gruppen von Signalquellen umgeschaltet werden. Dazu ist es sinnvoll, die Massen der Signalquellen zu trennen. Auf der Diffamp-Platine befinden sich 12 einzelne Instrumentation Amplifier. Für ein Oszilloskop mit 3 Eingängen lassen sich 4 Gruppen umschalten.
 +
 +/* Ausführlichere Beschreibung: {{:eigenbau:diffamp:diffamp.lyx|}} */
 +
 +==== Optionen und Alternativen ====
 +/* Wie man das Gerät sonst noch missbrauchen kann */
 +Die Platine enthält zwölf eigenständige Differenzverstärker, bestehend aus je einem [[http://www.linear.com/product/LT1167|Instrumentation Amplifier LT1167]], BNC-Ein- und Ausgang und +/- Spannungsreglern. Die Platine kann zersägt und die Module einzeln genutzt werden. Zwischen den Modulen wird die Versorgungsspannung weitergereicht, sodass nur ein Versorgungsmodul bestückt werden muss. Über einen per DIP-Switch einstellbaren externen Widerstand lässt sich der Verstärkungsfaktor von 1 bis 10000 wählen. 
 +
 +/*==== Performance ====
 +FIXME             /* Wie schnell, weit, hoch das Ding auf den Bäumen ist */
 +
 +==== Datum ====
 +Beginn des Projekts: März 2012      /* Die Zeit zu der das Projekt begonnen wurde */
 +
 +==== Status ====
 +/* reine Idee / Prototyp / fertig zur Massenproduktion ... */
 +Fertig zur Massenproduktion, Platinen liegen auf Vorrat in der ElektronIQ-Werkstatt.
 +
 +Aufwand für Nachbau: Platine SMD-bestücken (2 Hiwi-Stunden), Gehäuse bauen (4 Hiwi-Stunden), Bestücken und Zusammenbau (6 HiWi-Stunden), Fehlersuche (2 HiWi-Stunden)
 +
 +==== Entwickler ====
 +Jonas Matthias, matthias@iqo.uni-hannover.de    /* Auf wessen Mist das Ding gewachsen ist. Default: Der User, der die Dokuwikiseite anlegt.*/
 +
 +==== Anwender ====
 +/* Wer das Ding bisher benutzt */
 +ATLAS
 +
 +/*==== Schaltungsprinzip ====
 +FIXME*/
 +
 +===== Diffamp-Modul =====
 +{{:eigenbau:diffamp:bilder:foto_platine.png?400|}}
 +
 +==== Schaltplan ====
 +  * Der {{eigenbau:diffamp:diffamp-modul_schematic.pdf|Schaltplan eines Moduls}} im PDF-Format
 +==== Layout ====
 +[{{ :eigenbau:diffamp:diffamp-modul_layout.png|Layout (Oberseite)}}]
 +  * Abmessungen der Leiterplatte: 26 x 55 mm /* Höhe mal Breite in mm */
 +  * Versorgung: ungeregelte +/- 18 V
 +  * Der Bestückungsdruck: {{eigenbau:diffamp:diffamp-modul_layout.pdf}}
 +  * Die Bestückungsliste: {{:eigenbau:diffamp:diffamp__bom.pdf}}, {{:eigenbau:diffamp:diffamp_bom.xls}} FIXME
 +  * Die Source des Layouts im pcb-Format und die Gerberdaten zum Nachbestellen der Leiterplatte liegen auf der [[eigenbau:src:sourcen#diffamp|Download-Seite des Wiki]].
 +==== Gehäuse ==== 
 +/* Welche Kiste mit kurzer Begründung, warum gerade diese */
 +
 +Ein geeignetes Gehäuse muss je nach Anwendungszweck gefunden werden. Die beiden BNC-Buchsen können auf der Unterseite der Platine montiert werden, sodass der DIP-Switch auf der Oberseite leicht zugänglich ist.
 +
 +/* 
 +  * Die Source der Konstruktionszeichnung liegt auf der [[eigenbau:src:sourcen#diffamp|Download-Seite des Wiki]].
 +  * Die {{eigenbau:diffamp:diffamp_box.pdf|Konstruktionszeichnung des Gehäuses}} im PDF-Format.
 +*/
 +
 +
 +/* ==== Test ====
 +FIXME          /* Welche Signale sollten wo zu sehen sein? */
 +
 +==== Bedienung ====
 +/* Was beim Einsatz zu beachten ist. Eventuell mit Anweisung zur Inbetriebnahme. */
 +
 +Über einen per DIP-Switch einstellbaren externen Widerstand lässt sich der Verstärkungsfaktor von 1 bis 10000 wählen. Für ''R = ∞'' ist der Verstärkungsfaktor 1.
 +
 +Mögliche Widerstandswerte und Verstärkungsfaktoren:
 +
 +<HTML>
 +
 +<table cellspacing="0">
 +
 +<tr>
 +<td  style=" border-bottom:thin solid #000000;"></td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R<sub>i</sub></td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R<sub>ges</sub></td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">G</td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">G in dB</td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">Schalter i auf off</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  style=" border-right:thin solid #000000;"></td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">∞</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">∞</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">1</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">0</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">1</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R2</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">22347</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">22846</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">3</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">5</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">2</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R3</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">4990</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">5489</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">10</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">10</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">3</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R4</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">1114</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">1613</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">31</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">15</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">4</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R1</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">499</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">499</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">100</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">20</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">-</td>
 +</tr>
 +
 +</table>
 +
 +<table cellspacing="0">
 +
 +<tr>
 +<td  style=" border-bottom:thin solid #000000;"></td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R<sub>i</sub></td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R<sub>ges</sub></td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">G</td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">G in dB</td>
 +<td  valign="bottom"  align="center"  style=" font-size:10pt; border-bottom:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">Schalter i auf off</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  style=" border-right:thin solid #000000;"></td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">∞</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">∞</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">1</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">0</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">1</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R2</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">5484</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">5489</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">10</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">10</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">2</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R3</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">494</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">499</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">100</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">20</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">3</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R4</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">45</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">49</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">1000</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">30</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">4</td>
 +</tr>
 +<tr>
 +<td  valign="bottom"  align="left"  style=" font-size:10pt; border-right:thin solid #000000; padding: 0.1em 1em;">R1</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">5</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">5</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">10000</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">40</td>
 +<td  valign="bottom"  align="right"  style=" font-size:10pt; padding: 0.1em 1em;">-</td>
 +</tr>
 +</table>
 +</HTML>
 +
 +Zum selber Rechnen: {{:eigenbau:diffamp:r-calc.xls|r-calc.xls}}
 +==== Bilder ====
 +/* Photos vom Gerät. Wenn möglich und sinnvoll Nahaufnahmen von der Platine. Die
 +   Bilder sollten in einem Unterordner "bilder" zum Projekt untergebracht sein.
 +   Beipiel für den Aufruf einer Bildergalerie:
 +{{gallery>eigenbau:diffamp:bilder?lightbox&showname&4 }}
 +*/
 +
 +==== Kalkulation ====
 +...für einen Differenzverstärker aus einem einzelnen Modul
 +
 +^           was ^ wieviel ^  E-Preis ^    Preis ^ Anmerkung 
 +|     Leiterplatte |   1x |   3.50 € |   3.50 € | 1/70 von 244 €  |
 +|          Gehäuse |   1x |   5.30 € |   5.30 € | Hammond PSLA   |
 +|       BNC-Buchse |   2x |   1.80 € |   3.60 € | isolierte Einbaubuchse  |
 +|       XLR-Buchse |   1x |   0.70 € |   0.70 € |  |
 +|       PS-Stecker |   1x |   0.50 € |   0.50 € |  |
 +|           LT1167 |   1x |   4,60 € |   4.60 € | Differenzverstärker  |
 +|            78L12 |   1x |   0,20 € |   0,20 € | Spannungsregler   |
 +|        R, C, ... |  10x |   0,02 € |   0.10 € | Kleinkram   |
 +|   [[..:verschnitt]] |                     1.00 € |||  |
 +|                                         Summe |||  19.50 € |  |
 +
 +===== 3x4-Umschalter =====
 +
 +{{:eigenbau:diffamp:bilder:foto_innen.png?400|}}
 +
 +==== Schaltplan ====
 +
 +{{:eigenbau:diffamp:12schalt.png?400|}}
 +
 +  * Der {{eigenbau:diffamp:12schalt_schematic.pdf|Schaltplan}} im PDF-Format
 +  * FIXME Die Source des Schaltplans ist auf der [[eigenbau:src:sourcen#diffamp|Download-Seite des Wiki]] abgelegt.
 +
 +==== Gehäuse ==== 
 +/* Welche Kiste mit kurzer Begründung, warum gerade diese */
 +
 +{{:eigenbau:diffamp:bilder:foto_rear.png?400|}}
 +
 +Ein minimales 19"-Gehäuse, das eine Höheneinheit hoch und 60 mm tief ist.  Modell MGF44061 von [[http://19zoll.com|Daub CNC Technik]]. 
 +
 +/*
 +  * Die Source der Konstruktionszeichnung liegt auf der [[eigenbau:src:sourcen#diffamp|Download-Seite des Wiki]].
 +  * Die {{eigenbau:diffamp:diffamp_box.pdf|Konstruktionszeichnung des Gehäuses}} im PDF-Format.
 +*/
 +
 +==== Zusammenbau ====
 +/* Der Dip-Switch und die dazugehörigen Widerstände R1 bis R4 brauchen nicht bestückt werden. Für ''R = ∞'' ist der Verstärkungsfaktor 1.
 +/* Es sollte keine Kupferlitze direkt an die Platine gelötet werden. Die Chance auf einen Kurzschluss zu benachbarten Kontakten wird dadurch größer.
 +/* Die Masse für die Ausgangsbuchsen ist die Masse der Spannungsversorgung. Sie darf nicht mit der Masse einer Eingangsbuchse verbunden werden (das würde den Sinn der Diffamps zunichte machen).
 +
 +==== Test ====
 +/* Welche Signale sollten wo zu sehen sein? */
 +Nacheinander einen Funktionsgenerator an jeden Eingang anschließen und überprüfen, ob das Signal bei der richtigen Schalterstellung auf der richtigen Ausgangsbuchse anliegt und nicht verzerrt wird.
 +
 +/* ==== Bedienung ====
 +FIXME          /* Was beim Einsatz zu beachten ist. Eventuell mit Anweisung zur Inbetriebnahme. */
 +
 +==== Bilder ====
 +/* Photos vom Gerät. Wenn möglich und sinnvoll Nahaufnahmen von der Platine. Die
 +   Bilder sollten in einem Unterordner "bilder" zum Projekt untergebracht sein.
 +   Beipiel für den Aufruf einer Bildergalerie:*/
 +{{gallery>eigenbau:diffamp:bilder?lightbox&showname&6 }}
 +
 +
 +==== Kalkulation ====
 +
 +^           was ^ wieviel ^  E-Preis ^    Preis ^ Anmerkung 
 +|     Leiterplatte |   1x |  35.00 € |  35.00 € | 1/7 von 244 €  |
 +|          Gehäuse |   1x |  27.00 € |  27.00 € | Daub MGF44061  |
 +|       BNC-Buchse |   4x |   1.50 € |   6.00 € | isolierte Einbaubuchse  |
 +|       BNC-Buchse |  12x |   1.80 € |  21.60 € | Print, gewinkelt  |
 +|       XLR-Buchse |   1x |   0.70 € |   0.70 € |  |
 +|      PSK-Stecker |  12x |   0.10 € |   1.00 € |  |
 +|   3x4-Umschalter |   1x |   1.80 € |   1.80 € | Lorlin  |
 +|           LT1167 |  12x |   4,60 € |  55.20 € | Differenzverstärker  |
 +|        R, C, ... |  60x |   0,02 € |   1.20 € | Kleinkram   |
 +|   [[..:verschnitt]] |                     5.00 € |||  |
 +|                                         Summe |||  154.50 € |  |
 +
 +
 +==== Meckerliste und Zukunftsideen ====
 +Was für die nächste Version zu tun ist: (:no:: verworfen, :Ok:: in Arbeit, :ok:: im Schaltplan, aber noch nicht im Layout, :OK:: erledigt)
 +  - Status-LEDs für die Spannungsversorgung
 +  - Eine Möglichkeit für einen "echten" Differenzverstärker mit drei getrennten Referenzpotentialen. Also drei Instrumentenverstärker. Eventuell als eigenes getrenntes Projekt.
 +  - Eventuell als Stack statt als durchgehende Platine. Oberste Leiterplatte wäre dann ein Supply. 
 +  - Gleiches Format wie die Photodioden?
 +  - Einen Folger, um kapazitive Lasten treiben zu können. Wobei schon 5m Kabel zu Oszillationen führen. (OP27-Folger mit Widerstand in der Rückpopplung und Widerstand in der Ausgangsleitung)
 +  - Eine Endstufe, die 50 Ohm treiben kann
 +  - Eingänge sollten 100k Pull-down gegen Messmasse haben.
 +  - Eine Option für einen Tiefpass zwischen Instr. und Folger.
 +  - TVS, oder Zenerdiode, um die beiden Massepotentiale nicht zu weit auseinander driften zu lassen