www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 100khz auf 70V verstörken mit Operationsverstärker


Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich möchte eine Wechselspannung von ca. 1Vss, 100kHz auf ~70V bis 80V 
Spitze-Spitze verstärken.

Ich hab den OP zur Verfügung:
http://www.farnell.com/datasheets/104093.pdf

Frage ist: Wie stelle ich es an, dass ich auf über 40V komme, also mehr 
als ein einzelner OP verträgt?

Vielen Dank für eure Anregungen.

Greetz Hansanaut

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Variante 1:
Zum Beispiel in dem Du den altbekannten Trick mit der Brückenschaltung 
nimmst: Ein OP liefert das Ausgangssignal, der zweite das um 180 Grad 
phasen verschobene.

Die Last liegt "schwimmend" zwischen den beiden OP  Ausgängen und erhält 
die entsprechend höhere Spannung.

Zweite Variante ist ein kleiner Ausgangstrafo - bei 100kHz in Ferrit.
Da kommt es auf die von Dir gewünschte Bandbreite an.


hth,
Andrew

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hm,

die Lösung ohne Ferrit hört sich interessant an. Ich hab's nur nicht 
ganz verstanden und steh gerade irgendwie auf dem Schlauch.

Seh ich es richtig, dass du dann den einen OP mit +40Vcc / 0Vee und den 
anderen mit 0Vcc / -40Vee anschließt?
Sonst komm ich doch nicht auf eine Differenz von 80V
Wo schliesse ich den dann die Masse der Eingangsfrequenz an. 
(Frequenzgenerator?)

Meinst du kannst mir das mal skizzieren?

Vielen Dank!

Greetz Hansanaut

Autor: B e r n d W. (smiley46)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ja, 80Vss geht so, in einer Brückenschaltung. Es sei denn Du benötigst 
das Signal massebezogen

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

massebezogen ist nicht nötig.

Allerdings bin ich noch nicht ganz im Bilde. Als wenn ich eine 
Brückenschaltung wie diese hier habe(hier ohne Verstärkung):
http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/8/84/Op-s...
Wo/wie schließe ich dann den Frequenzgenerator an?
Mit welchen Spannungen versorge ich die OPs?

Hoffe mir kann jemand helfen.

Greetz Hansanaut

EDIT: Oder setzte ich den Frequenzgenerator einfach zw. die OP-Eingänge?

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Allerdings bin ich noch nicht ganz im Bilde. Als wenn ich eine
> Brückenschaltung wie diese hier habe(hier ohne Verstärkung):
> http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/8/84/Op-s...

Das ist eine Messbrücke und hat mit dem, was die Vorposter vorgeschlagen
haben, wenig zu tun. Die Vorposter meinten folgendes: Du schließt die
Last mit einem Ende an den Ausgang von OPV1 und mit dem anderen an den
Ausgang von OPV2 an. Die beiden OPVs werden so beschaltet, dass die
Ausgangssignale um 180° phasenverdreht sind. An der Last liegt die
Differenzspannung von beiden an, die sich zwischen 0V-40V=-40V und
40V-0V=+40V bewegt, was 80V Spitze-Spitze entspricht.

Noch etwas: 4,5MHz Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt bedeutet bei der
benötigten Verstärkung von 40 eine Bandbreite von 112,5kHz. Die 100kHz
liegen damit in dem Bereich, wo die Ausgangsamplitude schon merklich
abnimmt. Wenn Genauigkeit bei deiner Anwendung eine Rolle spielt, ist
der MC34071 also nicht die erste Wahl.

Autor: Düsentrieb (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
welche last bei 80vss?

evtl ein tda7294

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Kleine spontane Idee: Wie wäre es mit den Videoverstärkern, die in CRT's 
eingesetzt werden? Bei der Frequenz ist das Ding fast unterfordert. Es 
kommt natürlich darauf an wie genau das Ergebnist sein muß (müßte sonst 
in eine Gegenkopplung mit einbezogen werden zur linerarisierung).

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
tda7294 - keine 100 kHz mgl.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Verstärkung kann auch weniger sein, es hängt ein Frequenzgenerator 
drann, der glaub bis 20Vss schafft.

Also nehm ich einen Invertierer, einen Nichtinvertiere und häng die Last 
wischen die Ausgänge.

Aber wie schließe ich den Frequenzgenerator an und wie die normalerweiße 
auf Grund liegenden Anschlüsse vom OP (Pfeile in der Skizze).

Greetz Hansanaut

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Betrieb mit einer oder zwei (+ -) Betriebsspannung(en)?

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Betrieb mit zwei Spannungen, da ein OP max 44V aushält.

Greetz Hansanaut

EDIT: Hab Vcc und Vee an die OPs geschrieben.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also + - 20 Volt (an die Grenze 22 Volt würde ich nicht gehen)
Beide Eingänge parallel an den "heißen" Ausgang des Generators.
Die beiden "Pfeile" mit Masse vom Generator an Masse Betriebsspannung.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Spannungsanschlüsse der OPV's parallel !

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
und mit der Art kommst Du natürlich nicht auf 80 Volt Vss.
Wenn Du den Verwendungszweck noch mitteilst könnte man ja vllt. eine 
Lösung finden.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es ist ein Piezo, der zum Schwingen gebracht wird.

Mit paralleler Spannungsversorgung komme ich wie bereits geschrieben 
nicht auf die 80Vss.

Aber irgendwie sollte es doch gehen, oder?!? :-)

Greetz Hansanaut

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
muß also kein Sinus sein?

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Also wenn annähernd das rauskommt, was ich am Frequenzgenerator 
einstelle, wäre es schon schön... Muss aber kein sauberes Signal sein.

Greetz Hansanaut

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Dann entweder mein Vorschlag von oben (CRT-Treiber) oder diskret mit 
Transistorn etc. Mit OPV wird es nichts so richtiges.

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Mit paralleler Spannungsversorgung komme ich wie bereits geschrieben
> nicht auf die 80Vss.

Wieso nicht? Oder meinst du gar nicht 80VVss, sondern 80V Amplitude? Das
wären dann 160Vss, die du mit diesem Verstärker natürlich auch in
Brückenschaltung nicht hinbekommst.

Für (knapp) 80Vss genügt entweder eine symmetrische Versorgung mit ±20V
oder eine einfache mit +40V. Bei der einfachen mit +40V brauchst du ein
paar zusätzliche Widerstände, um das Mittenpotenzial von +20V zu
erzeugen.

Ich nehme an, das Ganze soll ein Ultraschallsensor o.ä. werden. Wieviel
Leistung soll der Piezowandler denn aufnehmen? Reicht der ausgewählte
OPV überhaupt dafür?

Irgendwie erscheint mir für diese Anwendung eine Lösung mit Übertrager
oder Induktivität in Verbindung mit einem Schalttransistor geschickter,
weil du damit weniger Einschränkungen bzgl. Spannung, Leistung und
Frequenz hast. Zudem brauchst du keine so hohe Versorgungsspannung
bereitstellen, und der Wirkungsgrad wird wahrscheinlich auch besser.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ hansanaut

das wird nix. Die OPs müssen an die gleiche Versorgung.

Hast du dir schon mal Gedanken über die Leistung gemacht?

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
yalu wrote:

> Wieso nicht? Oder meinst du gar nicht 80VVss, sondern 80V Amplitude? Das
> wären dann 160Vss, die du mit diesem Verstärker natürlich auch in
> Brückenschaltung nicht hinbekommst.

Nein ich rede schon von 80Vss (Spitze - Spitze / 40V Amplitude in jede 
Richtung).

> Für (knapp) 80Vss genügt entweder eine symmetrische Versorgung mit ±20V
> oder eine einfache mit +40V. Bei der einfachen mit +40V brauchst du ein
> paar zusätzliche Widerstände, um das Mittenpotenzial von +20V zu
> erzeugen.

Dann hab ich das mit der Brückenschaltung wohl nicht kapiert...
Wenn ich beide OPs mit +40V und 0V betreibe, dann hab ich doch am 
Ausgang höchstens +/-20V zur Verfügung (bei 20V Mittenpotenzial). Das 
macht doch max ne Differenz von 40Vss...?!? Hiiiilfe :-) Kannst mir 
evlt. bitte ein Schaltbild skizzieren, dann kapier ich's vielleicht.

> Ich nehme an, das Ganze soll ein Ultraschallsensor o.ä. werden. Wieviel
> Leistung soll der Piezowandler denn aufnehmen? Reicht der ausgewählte
> OPV überhaupt dafür?

Die Stromaufnahme sollte so bei ~20mA sein und damit innerhalb der 
Spezifikation dieser OPs.

Vielen Dank.

Greetz Hansanaut

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Dann hab ich das mit der Brückenschaltung wohl nicht kapiert...
> Wenn ich beide OPs mit +40V und 0V betreibe, dann hab ich doch am
> Ausgang höchstens +/-20V zur Verfügung (bei 20V Mittenpotenzial).
Die Brückenschaltung ist so ähnlich wie im DB zum TDA2030 Seite 6 unten.
http://eu.st.com/stonline/products/literature/ds/1...
Die Last hängt zwischen den ausgängen zweier OPAmps. Wenn der eine OPAmp 
am Ausgang +20V hat, und der Andere -20V, dann sind das 40V. Wenn der 
Eine -20V hat, und der Andere +20V, dann sind das -40V.

Und zum Schluss: +40V .. -40V = 80Vss. Das ist der Trick ;-)

EDIT:
Ich sehe gerade, dass du Die OPAmps asymmetrisch betreiben willst. Dann 
ist die Rechnung so:
Pos. Halbwelle --> der eine OP hat 40V, der andere 0V --> 40V-0V = +40V
Neg. HW --> der eine OP hat 0V, der andere 40V --> 0V-40V = -40V
Das Fazit bleibt gleich: +-40V = 80Vss

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank!

Ich glaub jetzt hab ich's!
Ich werd mich mal versuchen und dann im Laufe der Woche nochmals posten 
- bei Erfolg als auch Misserfolg :-)

Greetz Hansanaut

Autor: programinator (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht hilft das pdf weiter...

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
programinator wrote:
> Vielleicht hilft das pdf weiter...
Oder das: Beitrag "Re: Schaltung Spannungsverstärkung in -5 - 5V out -50 - 50V"

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

hab hier mal was mit LTspice gebastelt.
Ist nich der richtig OP und ob die Werte vom Lastwiderstand so stimmten 
weiß ich auch nicht...

Bitte nicht hauen, ist das erste mal seit Laaaaaangem, dass ich mich mit 
Schaltungssymulation beschäftige. Bin also für jeden Tip dankbar.

Aber prinzipiell sollte es so funktionieren, oder?

Wieso verhaut es mir die Spannung am rechten OP, wenn ich die Diode 
rauslasse?

Viele Dank.

Greetz Hansanaut

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

addiere mal einen Offset von 20V auf dein Eingangssignal. Wenn du dein 
Signal auf GND beziehst kann der OP in der einen Halbwelle nicht 
arbeiten.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So?!? :-)

Dazu gleich ne Erweiterungs-Frage:
Wie muss ich es in der Praxis umsetzen? Der Frequenzgenerator kann glaub 
nur 10V DC Offset. Gibts da auch noch nen schaltungstechnischen Trick?

Greetz Hansanaut

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ Lothar Miller (lkmiller)

"Die Brückenschaltung ist so ähnlich wie im DB zum TDA2030 Seite 6 
unten.
http://eu.st.com/stonline/products/literature/ds/1...
Die Last hängt zwischen den ausgängen zweier OPAmps. Wenn der eine OPAmp
am Ausgang +20V hat, und der Andere -20V, dann sind das 40V. Wenn der
Eine -20V hat, und der Andere +20V, dann sind das -40V.

Und zum Schluss: +40V .. -40V = 80Vss. Das ist der Trick ;-)

EDIT:
Ich sehe gerade, dass du Die OPAmps asymmetrisch betreiben willst. Dann
ist die Rechnung so:
Pos. Halbwelle --> der eine OP hat 40V, der andere 0V --> 40V-0V = +40V
Neg. HW --> der eine OP hat 0V, der andere 40V --> 0V-40V = -40V
Das Fazit bleibt gleich: +-40V = 80Vss"

Das ist kein Trick, das ist Quatsch.
Unter Vernachlässigung der Verluste kommt man nur auf 40 Vss. Wie 
bereits erwähnt: So geht das nicht!
Und einen OPV mit +40 V gegen Masse und den anderen mit -40 V gegen 
Masse geht auch nicht.

@  Hansanaut Hansanaut (hansanaut)
Schlachte Dir irgendwo vom Elektronikschrott einen CRT-Treiber aus und 
benutze 2 der 3 Kanäle in Brückenschaltung. Dann steuerst Du die 
Eingänge mit zueinander invertiertem Signal an.
Für diesen Spannungshub bei der Frequenz wirst Du keine billigere Lösung 
finden.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Jetzt verwirrst du mich :-)

Wenn ich in der Schaltung den Strom durch den Lastwiderstand messe und 
mit dem Widerstandswert multipliziere (U=R*I), dann komme ich auf ca. 
+35 und -35V -> ergo 70V Spitze-Spitze.

Stimmt das den nun nicht oder doch oder wie oder was?!?

Viele Grüße von einem leicht verwirrten Hansanaut

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo   bzgl. : "try2.asc"

Vmiddle kannst du mit einem Spannungsteiler mit 2 gleichen Widerständen 
aus V2 gewinnen. Dann U2 + Eingang an Vmiddle.  R3 = R4 und R4 an 
Ausgang U1. Einen Kondensator vor R2 trennt DC-mäßig das Signal.

Deine Widerstände sind wahrscheinlich bei 100kHz zu groß.

PS: Ich würde die Schaltung von "Ich" vorziehen.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Bei + - 20 Volt Betriebsspannung sind (Verluste mal weggelassen) eben 
nur Vss = 40 Volt möglich in einer Brückenschaltung. Es steigt zwar die 
effektive Wechselspannung am Lastwiderstand auf das doppelte, aber nicht 
der Spannungshub. Ein Ausgang bei positiver, der andere bei negativer 
Betriebsspannung macht eben nur 40 V Differenz.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@karadur:

Jetzt hast mich abgehängt, kann dir nicht ganz folgen.
Kannst mir evtl. Try3.asc umbauen?

Greetz Hansanaut

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hans Anaut schrieb:
> Jetzt verwirrst du mich :-)

Lass dich nicht verwirren!

> Wenn ich in der Schaltung den Strom durch den Lastwiderstand messe und
> mit dem Widerstandswert multipliziere (U=R*I), dann komme ich auf ca.
> +35 und -35V -> ergo 70V Spitze-Spitze.

So ist es auch. Lothar Miller hat das oben anschaulich und richtig
erklärt, sowohl für die ±20V- als für +40V-Versorgung. Natürlich liefert
jeder der beiden Verstärker auf GND bezogen auch in der Brückenschaltung
nur 40Vss. Da aber die Last nicht an GND sondern zwischen den beiden
Verstärkerausgängen hängt, sieht die Last nur die Differenz der beiden
Ausgangsspannungen, die eben zwischen -40V und +40V pendelt.

Von der Last aus gesehen ist es überhaupt kein Unterschied, ob sie

- mit einem Ende an einen Verstärkerausgang mit -40V..+40V und mit dem
  anderen Ende an GND oder

- mit einem Ende an einem Verstärkerausgang mit 0V..40V und mit dem
  anderen Ende an einem Verstärkerausgang mit 40V..0V oder

- mit einem Ende an einem Verstärkerausgang mit -20V..+20V und mit dem
  anderen Ende an einem Verstärkerausgang mit +20V..-20V

angeschlossen ist, da sie nicht weiß, wo das GND-Potenzial liegt.

"Ich" schrieb:
> Es steigt zwar die effektive Wechselspannung am Lastwiderstand auf das
> doppelte, aber nicht der Spannungshub.

Wieso nicht auch der Spannungshub? Das würde ja bedeuten, dass sich die
Signalform ändert. Das tut sie aber nicht, wenn die Verstärker
ausreichend dimensioniert sind. Sie wird lediglich um den Faktor 2
skaliert.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Die Ausgangsspannung kann die Betriebspannungen nicht überschreiten. Bei 
der Brückenschaltung wird der "Nullpunkt" der Last in die 
entgegengesetzte Richtung gebracht, deshalb doppelte effektive 
Ausgangsspannung. Vss braucht einen festen Bezugspunkt um den sich die 
Ausgangsspannung bewegt. Deshalb kann man in der Brückenschaltung nicht 
einfach addieren.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
yalu wrote:
> Lass dich nicht verwirren!

Zu Befehl! :-)

>> Wenn ich in der Schaltung den Strom durch den Lastwiderstand messe und
>> mit dem Widerstandswert multipliziere (U=R*I), dann komme ich auf ca.
>> +35 und -35V -> ergo 70V Spitze-Spitze.
>
> So ist es auch. Lothar Miller hat das oben anschaulich und richtig
> erklärt, sowohl für die ±20V- als für +40V-Versorgung. Natürlich liefert
> jeder der beiden Verstärker auf GND bezogen auch in der Brückenschaltung
> nur 40Vss. Da aber die Last nicht an GND sondern zwischen den beiden
> Verstärkerausgängen hängt, sieht die Last nur die Differenz der beiden
> Ausgangsspannungen, die eben zwischen -40V und +40V pendelt.
>
> Von der Last aus gesehen ist es überhaupt kein Unterschied, ob sie
>
> - mit einem Ende an einen Verstärkerausgang mit -40V..+40V und mit dem
>   anderen Ende an GND oder
>
> - mit einem Ende an einem Verstärkerausgang mit 0V..40V und mit dem
>   anderen Ende an einem Verstärkerausgang mit 40V..0V oder
>
> - mit einem Ende an einem Verstärkerausgang mit -20V..+20V und mit dem
>   anderen Ende an einem Verstärkerausgang mit +20V..-20V
>
> angeschlossen ist, da sie nicht weiß, wo das GND-Potenzial liegt.

So hab ich das auch verstanden. Danke.

Ergo sollte try2.asc auch funktionieren. Gibts bei der Dimensionierung 
der Widerstände was zu beachten?

Kann mir noch jemand helfen, wie ich die den Frequenzgenerator 
einkoppeln muss, wenn dieser eben keinen DC-Offset von 20V macht?

Danke!

Greetz Hansanaut

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

"try3.asc" ist doch ok.

U1 macht die Verstärkung, U2 invertiert das vestärkte Signal mit Faktor 
-1.

Bei Eingang =0 liegen beide Verstärker auf 20V und somit an der Last 0V.

Wird ein Signal an den Eingang gegeben steuert U1 in die eine Richtung 
und U2 in die Andere. Somit entsteht an der Last die doppelte Spannung.

Nur der C1 ist zu klein. Bei 100kHz hat der eine Impedanz von ca. 3k.
470 n passt da besser.

Woher hast du die 100k für die Last?

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Du brauchst also einen Verstärker mit einer effektiven Ausgangsspannung 
von ca. 28 Volt. Dazu sind rund 100 Volt Betriebsspannung notwendig 
(bzw. + - 50 Volt). Für diese Spannung bei der Frequenz gibt es meines 
Wissens keinen OPV.

Da sich die CRT-Schaltkreise nicht bis an Masse/ Betriebspannung 
aussteuern lassen muß dieser in Brücke betrieben werden um auf die von 
Dir gewünschte Ausgangsspannung zu kommen.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wenn Du wirklich die OPV's einmal mit + 40 Volt und den anderen mit - 40 
Volt betreibst, kommt am Ausgang eine mit 100 kHz pulsierende 
Gleichspannung, aber nicht die gewünschten Vss 80 Volt heraus.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
karadur wrote:
> Hallo
>
> "try3.asc" ist doch ok.
>
> U1 macht die Verstärkung, U2 invertiert das vestärkte Signal mit Faktor
> -1.
>
> Bei Eingang =0 liegen beide Verstärker auf 20V und somit an der Last 0V.
>
> Wird ein Signal an den Eingang gegeben steuert U1 in die eine Richtung
> und U2 in die Andere. Somit entsteht an der Last die doppelte Spannung.
>
> Nur der C1 ist zu klein. Bei 100kHz hat der eine Impedanz von ca. 3k.
> 470 n passt da besser.
>
> Woher hast du die 100k für die Last?

Schau dir doch mal die Analyse an, irgendwas paßt da nicht. Sonst hätte 
ich ja links und rechts vom Last-Widerstand immer schön das Signal / 
invertierte Signal mit voller Aussteuerung. Ist aber in try3.asc nicht 
der Fall.

Der Widerstandswert ist angenommen, dürfte real niederer sein. Ich 
glaube der piezo "schluckt" ~20mA.

Greetz Hansanaut

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Ich:
> Die Ausgangsspannung kann die Betriebspannungen nicht überschreiten.

Die Ausgangsspannung bezogen auf GND nicht, das ist richtig.

> Bei der Brückenschaltung wird der "Nullpunkt" der Last in die
> entgegengesetzte Richtung gebracht, deshalb doppelte effektive
> Ausgangsspannung.

So ist es.

> Vss braucht einen festen Bezugspunkt um den sich die Ausgangsspannung
> bewegt. Deshalb kann man in der Brückenschaltung nicht einfach
> addieren.

Die Last des Hansanauten hat keinen Masseanschluss, sonst hätte er
sicher längst gefragt, wo er diesen anschließen soll. Das ist irgend ein
Schallwandler o.ä. mit zwei Anschlüssen, die keinerlei Massebezug
brauchen.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Er braucht aber 80 Vss WECHSELSPANNUNG. Keine Gleichspannung, der eine 
Wechselspannung überlagert wird.

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo


wenn du U2 nicht mit Vmiddle als Versorgung sondern mit der Versorgung 
verbindest wird das auch was.

Natürlich gehören da für einen realen Aufbau noch diverse 
Stützkondensatoren in die Schaltung.

In der Simulation geht es jedenfalls.

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Ich:
> Er braucht aber 80 Vss WECHSELSPANNUNG. Keine Gleichspannung, der eine
> Wechselspannung überlagert wird.

Die Wechselspannung ohne Gleichanteil bekommt er doch. Ist bspw. die
Ausgangspannung des ersten OPVs

  U1 = UB/2 + UB/2 * sin(w*t)          (UB = Betriebsspannung = 40V)

und die des zweiten

  U2 = UB/2 - UB/2 * sin(w*t)

liegt an der Last die Spannung

  UL = U1 - U2 = UB * sin(w*t)

an. Der Gleichanteil ist 0, die Amplitude UB und damit die
Spitze-Spitze-Spannung 2*UB = 80V. Was will man mehr?

Aber ich glaube, während ich hier versuche, deine Zweifel auszuräumen,
haben Hans Anaut und karadur die Schaltung schon längst zum Laufen
gebracht (s. letzter Beitrag von karadur) ;-)

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Es wäre mal schön die Simulation als Bild zu sehen, hat halt nicht jeder 
das Programm installiert.

Autor: karadur (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

hier ein Screendump der Simulation

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nachtrag Grün und Blau sind die Spannungen an den Ausgängen von U1 und 
U2.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Schon mal auf die Spannungsfestigkeit des LT1886 geschaut?

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Nur so als Hinweis.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank!

Was brauch ich noch an Stützkondensatoren, damit das ganze auch im 
realen Aufbau läuft?

Sind die Widerstandswerte von der Dimensionierung ok?

Greetz Hansanaut

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

die Widerstände scheinen ok zu sein, aber LT1886 nicht. Siehe Ub im 
Datasheet.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Maximale Betriebsspannung 13,2 Volt, ist noch ne kleine Differenz bis 40 
Volt!!!

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich wrote:
> Schon mal auf die Spannungsfestigkeit des LT1886 geschaut?

Siehe oben.

Verwendet werden soll der hier:
http://www.farnell.com/datasheets/104093.pdf


Greetz Hansanaut

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Der geht bei einer Verstärkung von Vu=1 bis 160 kHz (Powerbandwidth). 
Was soll der also um wieviel verstärken? -> ungeeignet!

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@ hansanaut


"Ich" hat recht.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Was noch einer Klärung bedarf:

Braucht der Wandler 80 Volt oder ist es das Maximum was er aushält?
Wenn es das Maximum ist, bedeutet es das rund 56 Volt Wechselspannung 
anliegen dürfen.
Wenn er die Spannung braucht sind wir wieder bei meinem obigen Vorschlag 
angelangt.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich wrote:
> Der geht bei einer Verstärkung von Vu=1 bis 160 kHz (Powerbandwidth).
> Was soll der also um wieviel verstärken? -> ungeeignet!

Hallo,

sollte ~115khz verstärken. Mit der Vu kann man hierbei bis auf 2 
runtergehen.

Ich werd die Schaltung mal aufbauen und mich daran probieren.

Wo sollte man noch Stützkondensatoren anbringen? Macht das Dargestellte 
Sinn?

Greetz Hansanaut

Autor: yalu (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
> Der geht bei einer Verstärkung von Vu=1 bis 160 kHz (Powerbandwidth).
> Was soll der also um wieviel verstärken? -> ungeeignet!

Die Leistungsbandbreite ist im Gegensatz zur Kleinsignalbandbreite
weitgehend vom Verstärkungsfaktor unabhängig. Allerdings beziehen sich
die 160kHz auf eine Ausgangsspannung von 20Vss, Hans hätte aber gerne
35Vss für jeden der beiden Verstärker. Auf der anderen Seite beziehen
sich die 160kHz auf positive Verstärkungen, für negative sind es etwas
mehr, da dort die Slew-Rate größer ist. Also sollte man doch einmal
nachrechnen:

  BP = SR / (2*pi*U)

  BP = Leistungsbandbreite
  SR = Slew-Rate = 13V/µs (für negative Verstärkungen)
  U  = Ausgangsamplitude = 35V/2 = 17,5V

Daraus ergibt sich

  BP = 118kHz

Bei einer gewünschten Frequenz von 115kHz würde das also gerade noch
hinhauen. Selbst wenn die Leistungsbandbreite etwas überschritten würde,
hieße das ja nur, dass das Sinussignal am Ausgang verzerrt und damit die
am Wandler ankommende Leistung reduziert wird. Wenn die Ausgangsleistung
wichtiger als die Signalform ist, kann man erstere dadurch wieder etwas
erhöhen, dass man den Verstärker mit einem Rechteck- statt einem
Sinussignal ansteuert.

Der zweite frequenzbegrenzende Faktor ist die von mir in meinem ersten
Beitrag angesprochene Kleinsignalbreite, die vom Verstärkungsfaktor
abhängig ist. Das Verstärkungs-Bandbreitenprodukt liegt für den MC3407x
bei 4,5MHz, die Bandbreite somit bei 4,5MHz/Verstärkung. Bei einer
Verstärkung von 13 ist die Bandbreite die dreifache Signalfrequenz, was
einer Reduktion der Ausgangsamplitude um 5% entspricht, was
wahrscheinlich akzeptabel ist.

> Ich werd die Schaltung mal aufbauen und mich daran probieren.

Gute Idee! Probieren geht über studieren. Ich bin gespannt, was bei dem
Versuch herauskomt, aber eigentlich bin ich ganz zuversichtlich, dass
das so funktionieren wird.

> Wo sollte man noch Stützkondensatoren anbringen? Macht das
> Dargestellte Sinn?

Ja. Vielleicht solltest du noch einen Kerko mit 100nF direkt an die
Versorgungsspannunganschlüsse des ICs legen.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Viel Spaß beim probieren, so lernt man was dabei.
Bei der Suche dann nach: "Warum geht es so nicht?" einfach weiter oben 
noch mal lesen.

Autor: Hans Anaut (hansanaut)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

vielen Dank.
Wie schaut's denn aus, wenn man den OP hier verwendet:

http://www.farnell.com/datasheets/99232.pdf

oder den:

http://www.intersil.com/data/fn/fn957.pdf

Greetz Hansanaut

Autor: A. R. (redegle)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wie währs mit einem OPA445AP

http://www.datasheetcatalog.net/de/datasheets_pdf/...

Ist das eheste was ich gefunden habe was passen könnte.

WIDE-POWER SUPPLY RANGE:   ±10V to ±45V
HIGH SLEW RATE:            15V/µs

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS(1)
Power Supply                        ±50V
Differential Input Voltage          ±80V

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich wrote:
> Viel Spaß beim probieren, so lernt man was dabei.


Genau, so sehe ich das auch.

> Bei der Suche dann nach: "Warum geht es so nicht?" einfach weiter oben
> noch mal lesen.


Das liest man besser nicht nach.

Denn bei der Suche: "Wow, warum tut das?" einfach bei mir vorbeikommen 
und aufs Steckbrett schauen. Da werkelt eben jene, auch von  yalu 
bestätigte Schaltung einwandfrei vor sich hin. 80Vss an der Last. 
Restliche Parameter siehe wie vom OP gewünscht.



bye,
Andrew

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Funktioniert also bei 1 Volt Eingangsspannung mit 80 Volt 
Ausgangsspannung bei 100 kHz wenn ich Dich richtig verstehe. Also 
2*40-fache Verstärkung.
Wie sieht das Ausgangssignal aus? Bild möglich?

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ein Piezo ist keine ohmsche Last, das müßte sich ja auch irgendwie 
bemerkbar machen.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
mmmhh...

mit "weiter oben noch mal lesen" war mein Hinweis auf "mit OPV wird das 
nichts richtiges" und den Vorschlag mit dem CRT-Treiber gemeint, muß ja 
nicht alles 5* geschrieben werden.
Es wäre natürlich toll wenn es nun einen OPV gäbe, der bei 40-facher 
Verstärkung und 100 kHz diesen Spannungshub am Ausgang schaffen würde.
Hätte ich Verwendung für diesen Typ.

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ist nun die Batterie der Digitalknipse alle, ist das Steckbrett 
verschollen oder sind alle untergetaucht?

Es soll doch angeblich "vor sich hin werkeln" @ Andrew Taylor 
(marsufant)?

Autor: Ich (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
In mir keimt der Verdacht, daß das überraschende Endergebnis zur 
geheimen Verschlußsache erklärt wurde.
Also ist das Thema tot. Friede sei mit ihm.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.