Hallo, ich habe die folgende Schaltung (Anhang) aufgebaut. Das IC unten rechts ist ein Digitales Poti (100k max. 1024 Schritte). Das Poti steuert die Verstärkung. Bei ca. 50k - 100k Potiwert funktioniert die Schaltung allerbest. Wenn ich das Poti allerdings unter 50k fahre z.B. so 40k dann fängt das Biest von OpAmp an zu schwingen (so 200kHz). Woran kann das liegen (wahrscheinlich Entkoppelkondensator C7 ?) und was mach ich dagegen? Danke für eure Antworten schon mal
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mir fällt gerad noch was ein.. Beschaltung des Ausgangs: eimal hängen 20 Ohm in Serie mit 10n gegen Masse dran (ESD schutz) und ansonnsten ein Audioverstärker.
Hallo Dirk, >mir fällt gerad noch was ein.. Beschaltung des Ausgangs: eimal hängen 20 >Ohm in Serie mit 10n gegen Masse dran (ESD schutz) 20R ist zuwenig bei 10n. Das muß schwingen! Mindestens 100...220R nehmen. Aber gegen ESD helfen die 10n sowieso nicht so gut. Nimm besser einen SMD Varistor von AVX und zutäzliche Schotttkydioden vom OPamp Ausgang zu den supply rails. Kai Klaas
super vielen vielen dank! genau das war es! kannst du vllt. kurz erläutern wie es dazu kommt oder mir einen Link o.ä. geben wo ich dazu was nachlesen kann..? (also wieso es zu der Schwingung kommt) Das wäre super. Vielen dank nochmal. Dirk H.
> also wieso es zu der Schwingung kommt Das steht eigentlich schon sehr ausführlich im TLC272 Datenblatt, inklusive der Betrachtung welche internen Transistoren dazu beitragen, ab wann es auftritt, und was man dagegen tut.
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Hallo Dirk, >kannst du vllt. kurz erläutern wie es dazu kommt oder mir einen Link >o.ä. geben wo ich dazu was nachlesen kann..? (also wieso es zu der >Schwingung kommt) Also, erst einmal ist es nicht sinnvoll große Kapazitäten an den Ausgang zu schalten, weil das für den OPamp bei hohen Frequenzen eine enorme Last darstellt. 10nF haben bei 100kHz eine Impedanz von immerhin 160 Ohm, bei 1MHz sogar nur 16 Ohm. Das ist für einen OPamp wie den TLC272, dessen Last im kOhm Bereich liegen sollte, einfach zu wenig. Aber das ist nicht der Grund für die Instabilität und Schwingneigung. Man muß wissen, daß die allermeisten OPamp intern bandbreitenbegrenzt sind. Das macht man mit einem RC-Tiefpaß irgendwo in den Innerein, bei irgendeiner Treiberstufe. Das hat zur Folge, daß der Ausgang der Spannung am invertierenden Eingang um rund 90° in der Phase hinterher hinkt (Phase Lag). Berücksichtigt man jetzt noch die 180° Phasendrehung des invertierenden Eingangs, dann genügt eine zusätzliche Phasendrehung in der Gegenkopplung vom Ausgang zum invertierenden Eingang von weiteren 90° (Phase Lag) um den OPamp zum Schwingen zu bringen. Voraussetzung dafür ist, daß die Schleifenverstärkung größer als 1 ist. Erzeugt also die Gegenkopplung bei einer bestimmten Frequenz eine Phasendrehung von rund 90° und eine Abschwächung des Ausgangssignals um beispielsweise den Faktor 10, dann muß die Open Loop Gain des OPamp noch mindestens 10 betragen und der OPamp fängt munter an zu schwingen! Man kann das Ganze übrigens recht genau simulieren. Das habe ich im Anhang mit TINA getan. Man berechnet dazu einfach, wie groß die Phasendrehung des Gegenkopplungsnetzwerks bei jeder Frequenz ist. Der OPamp kommt in dieser Simulation fast garnicht mehr vor. Das einzige was man von ihm sieht, ist sein Open Loop Ausgangswiderstand von 150 Ohm, also den Ausgangswiderstand, den er ohne Gegenkopplung hat. Diesen findet man in seinem Spice-Modell. Außerdem sieht man vom OPamp noch die Eingangskapazizät am invertierenden Eingang von ca. 20pF, die in C2 steckt. Das Digital-Poti wird mit seinen Streukapazitäten mit C2 und C4 und mit seinem Widerstand mit R2 simuliert. Wenn man jetzt das Bild im Anhang betrachtet, sieht man, daß bei 200kHz der OPamp eine Phasendrehung von rund 100° erzeugt und das Gegenkopplungnetzwerk eine Phasendrehung von rund 60°, was gefährlich nahe bei 180° liegt. Außerdem hätte der OPamp bei 200kHz noch genügend Verstärkung um zu schwingen. Das hier nicht genau 180° Phasendrehung herauskommt, liegt wahrscheinlich an der zu starken Belastung durch den 20 Ohm Widerstand, was durchaus eine zusätzliche, hier unberücksichtigte Phasendrehung erzeugen kann. Kai Klaas
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Hier das Ganze nochmal, aber mit 100 Ohm am Ausgang. Die Phasendrehung des Gegenkopplungsnetzwerks ist erheblich kleiner und die Schwingneigung damit deutlich verringert. Kai Klaas
Hallo Kai, vielen Dank für deine Ausführungen -nochmals- :) Man kann nach so einem kleinen Exkurs sicher nicht sagen das ich es vollkommen durchdrungen habe aber das Grundproblem ist sehr deutlich klar geworden. Auch der "Simulationstipp" hat mir sehr weiter geholfen. Vielen herzlichen dank noch einmal Dirk H.
hallo kai, ein schöne erkärung, die du hier geliefert hast. sehr lehrreich. gruss klaus
Die OPV-Hersteller haben auf ihren Internetseiten z.T. auch sehr schöne AppNotes zu diesem Thema - ich glauube LT hatte eins, was recht ausführlich ist, aber trotzdem relativ leicht verdaulich (allerdings in english)
Hallo Kai und Dirk, > Aber gegen ESD helfen die 10n sowieso nicht so gut. Nimm besser einen > SMD Varistor von AVX und zutäzliche Schotttkydioden vom OPamp Ausgang zu > den supply rails. Wenn Du der (grundsätzlich guten) Empfehlung mit den Schottkydioden folgst, solltest Du zusätzlich Zenerdioden benutzt, die eine Überspannung auf der Versorgungsspannung verhindern. Bei 5V Versorgung bieten sich beispielsweise Zenerdioden mit 5.6V an; auch Überspannungsdioden sind möglich. Sonst kann es passieren, daß die Überspannung auf die gesamte Spannungsversorgung überschlägt. Als Schottkydioden nehme ich häufig BAV99. Gruß, Michael
Wenn in der Versorgungsspannung ein nicht zu kleiner Elko ist, reicht das für die eher kleine Ladung die bei einem ESD Ereigniss fleißt. Aus z.B. 10 kV in 100 pF werden dann 10 mV in 100 µF. Die BAV ist übrigens keine Shottkydiode, sondern es sind 2 eher normale kleine dioden. Grob sowas wie 2 mal 1N4148.
Dirk H. schrieb: > mir fällt gerad noch was ein.. > Beschaltung des Ausgangs: eimal hängen 20 Ohm in Serie mit 10n gegen > Masse dran (ESD schutz) und ansonnsten ein Audioverstärker. Was auch noch eine Alternative wäre: Suppressor Dioden(auf geringe Kapazitäten bei der Auswahl beachten) Gruss
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