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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsgesteuerte Stromquelle - Problem


Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

ich habe ein Problem. Vielleicht kennst jemand den Grund bzw. die 
Lösung.

Im Anhang befindet sich die Schaltung eines I-V Converters, der bei mir 
in der Messschaltung Verwendung findet.

Das C1 zwischen out und in- ist aus Stabilitätsgründen notwendig.
V5 liefert das Zeitsignal (Sinus mit leichtem DS Offset (~7mV))

Im nächsten Post findet Ihr den Verlauf der Spannung an Uin- bei der 
Beschaltung, wie im Bild dieses Posts.

Woher kommt denn diese AM (Amplitudenmodulation) ?
Sie ist unabhängig von der Größe des C2 und der Frequenz (5Hz-10kHz 
probiert) von V5.

In der Simulation funktioniert alles super, obwohl diese ja wie immer 
mit Vorsicht zu genießen sind. Ich kann mir das eben nicht erklären.

Vielleicht weiß ein erfahrener Schaltungstechniker mehr.


Danke !

MfG
Peter

Autor: Peter (Gast)
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Spannungsverlauf an In-.

Autor: oszi40 (Gast)
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Verstärker schwingen, aber Oszillatoren oft nicht.  :-)

Ohne näher geprüft zu haben:
-Oft liegt es am Aufbau, der eine unerwünschte Rückkopplung erzeugt.
-Eingangsanschluss wirkt als Antenne? Hilft C gegen Masse ?

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Abblockung der Betriebsspanung nicht in Ordnung. Kapazitive Last zu 
gross ?

Gruss Helmi

Autor: yalu (Gast)
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Welche der beiden Frequenzen, die man im Oszibild sieht, ist denn die
gewünschte? Die niedrige (ca. 5Hz) oder die hohe?

Wie groß sind R2, Rref, C1 und C2? Warum überhaupt zwei Kondensatoren,
die liegen doch parallel?

Dein OPA ist ein ziemlich schneller, genauso schnell gerät da auch
etwas ins Schwingen.

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

ich "muss" diesen OPV nehmen, da er ca. 1A Ausgangstrom liefern kann.
Dazu hat er einen ziemlich hohen Output Swing im Vergleich zu anderen 
High Current OPVs. Dazu ist die Betriebsspannung noch im grünen Bereich.
Es gibt auch 8A OPVs mit maximal 5V Single Supply !
Ich brauche aber eben +-7 V.

C1 beträgt 220pF.

Rref ist variabel, R2||1/(jwC2) ist die zu vermessende Impedanz, also 
das DUT.

Ich speise über Rref einen Strom ein, der durch das DUT fließen soll. 
Über Strom- Spannungsmessung kann ich die DUT-Impedanz bestimmen.

Im Bild ist nur eine Frequenz zu sehen (5Hz). Alle anderen Frequenzen 
(bis 10kHz) liefern ähnliche Bilder.

Es ist natürlich keine AM, aber trotzdem passt da was nicht.

C2 liegt im einstelligen nF-Bereich. Für Kapazitäten im pF Bereich ist 
das Ergebnis genauso.

Im Datenblatt steht nichts darüber drin, bis zu welcher kapazitiven Last 
der OPV stabil arbeitet, nur dass er große reaktive Lasten treiben kann.

Wie gesagt R2||1/(jwC2) kann durch L,C,R-Kombinationen ersetzt werden.

Nur das C macht eben diese Probleme.

Ich habe zwar in der folgenden Signalverarbeitung Filter, die das alles 
wieder mitteln und glätten, aber der Verlauf ist für mich nicht zu 
erklären...

Die Betriebsspannungen sind mit 47µF||100nF entkoppelt.
Ein C gegen Masse habe ich noch nicht probiert.

Woher kommt sowas ?

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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Hat dein DUT einen kapazitiven Anteil ?

Diese Schaltung wird dann schwingen, wenn RRef einen zu großen 
kapazitiven Anteil bekommt.

Du müsstest auch in der Simulation ein Schwingen sehen, wenn Du parallel 
zu RRef ein Kondensator anschliesst.
Und vielleicht mit einem Rechteck oder ähnlichen Signal anregst, anstatt 
einem idealen Sinus.

Gruss, siliCAT

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

Rref hat keinen beabsichtigten kapazitiven Anteil.
Natürlich existieren parasitäten Kapazitäten, die nicht ganz klein sind, 
da die Fläche (In-) ziemlich groß ist.

Danke für eure Beiträge.

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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Hallo Peter,

Du bekommst die Schaltung stabil, wenn Du dafür sorgst, dass am 
negativen Eingang keine Kapazität nach Masse liegt. Nur in der 
Rückkopplung.

Dazu müsstest Du den zusätzlichen Widerstand R3 einfügen. Zb 10kOhm - 
und C1 würde ich mal mit 100nF wählen.

Ist es möglich, dass die Frequenz der störenden Schwingung viel höher 
ist, und man an deinem Oszi-Screenshot nur die Aliasing-Effekte sieht? 
Verkürze mal die Zeitauflösung.

Gruss, siliCAT

Autor: Peter (Gast)
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Hallo Gerd,

ich kann das nicht 1:1 übernehmen, da er einzustellende Strom nicht mehr 
nur durch Rref bestimmt wird, sondern auch von R3.

Ich habe mal in Anahng eine etwas modifizierte Schaltung angehqangen.

Damit wird R3 mit einem OPV überbrückt. Er sollte so nicht mehr den 
Strom beeinflussen.

Und 100nF zurStabilisierung ? Ist das nicht ein wenig viel ?

Denkst du, dass das die angehängte Schaltung auch funktionieren könnte ?

Danke.

MfG
Peter

Autor: Gerd B. (silicat) Benutzerseite
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Hallo Peter.

> da der einzustellende Strom nicht mehr nur durch Rref bestimmt wird, sondern 
auch von R3.
R3 hat keine Auswirkung auf den einzustellenden Strom. Den wegen dem 
hochohmigen Eingangswiderstand des negativen OPV Eingangs fliesst durch 
R3 kein Strom. R3 hat lediglich Auswirkungen auf die Stabilität und den 
Frequenzgang, nicht jedoch auf den Gleichstrom, bzw die Frequenzanteile 
um 10Hz.

Ich glaube bei Deiner Schaltung wird R3 praktisch überbrückt.

Gruß, siliCAT aka gerd

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

du hast recht Peter.

Danke.

Autor: Peter (Gast)
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Hallo,

nochmal vielen Dank an dich Gerd.
Der Widerstand (R3) hat das Schwingen beseitigt !

MfG
Peter

Autor: lkmiller (Gast)
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>Der Widerstand (R3) hat das Schwingen beseitigt !
Aber auf jeden Fall mal die Sprungantwort (Sollwertwechsel und 
Lastwechsel) ansehen und überprüfen, ob die Werte noch akzeptabel sind.
10kOhm und 100nF ergeben eine Zeitkonstante von immerhin 1ms.

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