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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Probleme mit Verstärker mit LM324


Autor: Torsten B. (torty)
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Hallo
Ich hoffe, mir kann jemand helfen.
Ich arbeite an einem kleinen Projekt, bei dem ein Messignal drahtlos 
(der Sensor dreht sich mit hoher Geschwindigkeit auf einem 
Drehbankfutter) über einen kleinen Luftspalt übertragen werden soll.
Da ich eh schon einen Trafo für die Stromversorgung des Sensors 
verwende, wollte ich das Signal als TTL über den Trafo übertragen.
Die Primärspule liegt als Ring um die Sekundärspule (welche auf dem 
Drehbankfutter sitzt).
Im Grunde klappt auch alles erstaunlich gut. Das einzige Problem stellt 
im Augenblick die hier dargestellte Verstärkerstufe aus 2x LM324 da.
Ich beschreibe kurz, die Funktion:

Der uC Taktet Q1, um über L1 (Primärwicklung) ein PWM Sinus 600Hz 
Wechselfeld zu erzeugen, um im abgekoppelten Sensorteil (mit 
Sekundärwicklung) einen GoldCap zu laden und für den Betriebsstrom des 
Sensors zu sorgen.
In kurzen Ladepausen (Q1 sperrt) speist ein uC auf der Sensorseite ein 
TTL Signal in die Sekundärspule ein. Dieses Signal ist auf der 
Primärseite an C2 messbar. Natürlich kann man im Grunde nur die Flanken 
(differenzierende Wirkung des Trafos) erkennen, aber der Rest ist 
Rekonstruktion.
Die Verstärkerstufen formen aus kurzen Ausschwingvorgängen wieder ein 
TTL Signal .

JETZT DAS PROBLEM:
Die oben abgebildete Verstärkerstufen scheinen in den ersten Sekunden 
nach Beendigung eines Ladevorgangs völlig übersteuert und der TTL-Former 
T1 liefert nur ein High Signal.
Erst nach 3 bis 30 Sekunden "fressen" sich die Flanken wieder nach unten 
durch.
Die Dauer, bis das rekonstruierte Signal wieder auf dem Oszi Schirm zu 
erkennen ist, variiert mit der Länge der Ladezyklen.

Hat jemand eine Idee, was das sein könnte ?

Entschuldigung für diesen langen Roman :-)

Danke
Torsten

Autor: mhh (Gast)
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Widerstände um den LM324 zu hochohmig gewählt. Da dauert es bis zum 
gewünschten Arbeitspunkt.

Fehlt in Reihe zu C1 noch ein Widerstand wie R7 bei C5 oder ist das so 
gewollt?

Autor: Torsten B. (torty)
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Das mit den hochohmigen Widerständen ist ein guter Tipp.

Der angesprochene Widerstand bei C1 ist absichtlich weggelassen.
Hab durch ausprobieren festgestellt, dass in dieser Verschaltung die 
Verstärkung meines Signals sehr viel größer war, als mit einem 
Widerstand.

Was allerdings komisch ist, ist dass ich nach einem Ladevorgang alle 
Kondensatorspannungen (DC) in den beiden Verstärkerstufen gemessen 
habe.Ich dachte auch, dass ich die Stufen vielleicht mit einem DC Offset 
in die Übersteuerung treibe.
Ich konnte dabei keine Entladung feststellen. Kann es denn sein, dass 
innerhalb des ICs noch Kapazitäten sind, die ich nicht messen kann ?

Kurz gesagt: einige Minuten nach dem Ladevorgang haben alle 
Kondensatoren den gleichen DC Level, wie kurz nach dem Laden.

Danke
Torsten

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Der angesprochene Widerstand bei C1 ist absichtlich weggelassen.
>Hab durch ausprobieren festgestellt, dass in dieser Verschaltung die
>Verstärkung meines Signals sehr viel größer war, als mit einem
>Widerstand.

Äh, das kannst du aber nicht machen. Dadurch wird der Verstärker 
instabil.

Kai Klaas

Autor: mhh (Gast)
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Mache die Widerstände erst mal niedriger im selben Verhältnis und teste 
dann noch mal. (ich würde allerdings einen Widerstand bei C1 einfügen. 
Die Gegenkopplung ist sonst Frequenzabhängig und wird zum schwingen 
führen)

Autor: Torsten B. (torty)
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Ok verstanden.
Ich war auch verwundert, als ich gesehen habe, dass es geht.

Was meinst Du mit instabil genau ? Neigt er dann zum Schwingen, oder 
kippt der Arbeitspunkt zu einem Zustand ? Das könnte den Fehler 
erklären.
Ich dachte auch, dass ich mit den 2 Cs C1 und C6 eine 
Widerstandsverhältnis (=Verstärkungsfaktor) für Wechselspannungen 
erzeugen kann. Da ich ja eh nur Wechselspannungen verstärke (wegen C2).
Werde aber beides mal ausprobieren.

Danke bisher.
Noch mehr Ideen ??

Autor: Kai Klaas (Gast)
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R13 sieht auch etwas merkwürdig aus. Hast du das Ganze mal simuliert?

Ist dir bewußt, daß der erste OPamp mit 20Vss kräftig überfahren wird?


Kai Klaas

Autor: mhh (Gast)
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Licht anschalten beim löten, es ist dunkel :)

Autor: Torsten B. (torty)
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Ach ja. Die Dimensionierung der Stufen hatte ich aus einer AppNote eines 
OP Herstellers übernommen. Für welche Anwendungen wäre eine so 
hochhohmige Wahl denn OK ?

Autor: mhh (Gast)
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Mit R13 ist die Mittenspannung von R9 kommend im Eimer. Also 
Arbeitspunkt stimmt nicht.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Was meinst Du mit instabil genau ? Neigt er dann zum Schwingen, oder
>kippt der Arbeitspunkt zu einem Zustand ? Das könnte den Fehler
>erklären.

Ja, da der Ausgang die Serienkapazität aus C1 und C6 sieht. Viel mehr 
als 100pF sollte das nicht sein. Zusätzlich kommt es zu einer 
unangenehmen Phasenverschiebung (Phase Lag).

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Für welche Anwendungen wäre eine so hochhohmige Wahl denn OK ?

Für hochwertige Audio-Anwendungen mit tief liegender Grenzfrequenz.

Kai Klaas

Autor: Torsten B. (torty)
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Danke erst mal an alle.
Ich werde das mal ausprobieren.
Torsten

Autor: MaWin (Gast)
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> Für hochwertige Audio-Anwendungen mit tief liegender Grenzfrequenz

Hcohwertige Audioschaltungen kratzen bereits am Widerstandsrauschen, die 
werden nicht freiwillig ihr Rauschen ver-10-fachen.

Eher batteriebetrieben, billig und klein.

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