Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Peak detector / Spitzenwertgleichrichter mit TL072 macht Probleme


von Matthias (Gast)


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Guten Abend zusammen,

ich versuche mich gerade an einer Sample and Hold Schaltung für die 
Spitzenwertdetektion. Die aufgebaute Schaltung entspricht der 
LT-Spice-Simulation, nur mit ein paar mehr Stützkondensatoren für den 
Op-Amp (100n an +12V und -5V). Die negative Spannung erstelle ich mit 
einem ICL7660 da ich keinen R2R-OpAmp hier habe und mit meinem 
Ausgangssignal gerne bis 0V runter möchte.
Ich verwende sowohl in der Simulation als auch in der Schaltung einen 
TL072.
Grundlegend funktioniert die Schaltung. Jedoch habe ich zwei Fragen:

1) Warum geht die Ausgangsspannung in der Simulation über den Betrag des 
Eingangssignals?
2) Warum ist in der aufgebauten Schaltung der Einbruch auf 0V im 
Ausgangssignal (Blau)?

Der Testaufbau hat noch keinen Reset-Pulse, dieser kommt später von 
einem uC. Wenn ich händisch nulle tritt jedoch das gleiche Problem auf.

Über Tipps bin ich sehr dankbar!!

VG
Matthias

von Mark S. (voltwide)


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Es könnte Dir weiterhelfen, in der Simu in die ansteigende Flanke mal so 
richtig hinein zu zoomen (Zeit-Achsen-Dehnung).

Im übrigen kann ein TL072 nicht einfach 10nF Last laden.

: Bearbeitet durch User
von Matthias (Gast)


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Beim reinzoomen sehe ich nichts. In der Sim wird der (dort mit 100n 
angegebene) Kondensator innerhalb von 2uS geladen. Der TL072 wird dabei 
mit -25mA belastet. Leider finde ich im TI-Datenblatt nirgends die 
maximale Strombelastbarkeit...

Hast du eine Idee, wie ich die Probleme beheben kann?

VG
Matthias

von Matthias (Gast)


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Im ST-Datenblatt steht für Output short-circuit current: Min. 10, 
Typisch 40, Max. 60 mA

VG
Matthias

von Mark S. (voltwide)


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Wenn Du in der Simu so nichts findest, verlängere mal die Schaltzeiten 
des ImpulsGenerators in den usec-Bereich.

: Bearbeitet durch User
von Potibrutzler (Gast)


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Moin,

Matthias schrieb:
> 1) Warum geht die Ausgangsspannung in der Simulation über den Betrag des
> Eingangssignals?

das ist das Einschwingen den Opamps, ändere die tr und tf auf 1ms.

Matthias schrieb:
> 2) Warum ist in der aufgebauten Schaltung der Einbruch auf 0V im
> Ausgangssignal (Blau)?

KP was du da misst, wenn Gelb dein Reset ist, ist es doch ok.

Grüße

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Der TL072 hat einen hohen Ausgangswiderstand und ist daher ein denkbar 
schlechter Typ für alle stromintensiven Aufgaben. Du könntest entweder 
einen passenderen Op nehmen oder einen Emitterfolger zwischen Op-Ausgang 
und Kondensator schalten.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Ich würde in der Sim übrigens für alle Signalquellen einen sinnvollen 
Innenwiderstand vergeben, sonst braucht man nicht wirklich realistische 
Ergebnisse erwarten.

von Lurchi (Gast)


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Beim Peak Detector muss man sich etwas entscheiden zwischen dem erfassen 
auch kurzer Pulse und eine lange Haltezeit. Für ein langes halten sollte 
der Kondensator groß genug sein und ggf. braucht man auch noch einen 
Widerstand, damit der OP mit dem Kondensator als Last auch klar kommt 
und nicht so heftige Überschwinger zeigt. 10 nF sind schon für sehr 
lange Zeiten im Bereich Sekunden. Für eine schnelle Reaktion darf der 
Halte-Kondensator nicht so groß sein, damit er schnell aufgeladen werden 
kann.

Für die Anwendung mit µC und dann vermutlich dem ADC der den Wert 
ausließt braucht man keine lange Haltezeit. Entsprechend darf der 
Kondensator deutlich kleiner werden - ggf. auch unter 100 pF.

von Oleg A. (oga)


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Schau Dir mal das Datenblatt vom LM111/LM211/LM311 an.

Da sind auch 2 Beispiele für Spitzenwertdetektoren gegeben.

von Matthias (Gast)


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Herzlichen Dank für eure Kommentare und Anregungen. Ich werde heute 
Abend sowohl die Sim als auch meinen Aufbau ändern und genau messen.

Ist der TS912 ein geeigneter R2R-Typ? Ich habe 10V Vcc zur Verfügung und 
mein Signal wird durch einen Spannungsteiler auf max 5V runter geteilt. 
Ich möchte bis 0V runter kommen (ein bisschen kann ich auch in der 
Software korrigieren, aber es soll nicht "das ganze erste Volt" verloren 
gehen).

@Potibrutzler: Gelb ist nicht der Reset sondern das Eingangssignal 
(In_Pulse in der Sim).

Ich werde mal den Kondensator in der Schaltung verkleinern und die -5V 
erstmal aus einem Labornetzteil holen.

Ich habe jetzt den Überschwinger in der Tat hinter dem ersten OpAmp 
gesehen.

Wie gesagt, danke schonmal!

VG
Matthias

von Matthias (Gast)


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So liebe Freunde des Funkenflugs...
Es funktioniert :-)

Es war natürlich etwas ganz anderes:
Der Mosfet hat den Kondensator entladen weil der 100k Pulldown nicht auf 
Masse war sondern in der Luft hing. Fädeltechnik mach ich halt nicht so 
oft :-) Und im Testaufbau ist der Resetpuls eine fliegender Draht, der 
zum uC-Board gehen soll und bis dahin halt auf dem Tisch lag. Bei jedem 
Puls hat er Antenne gespielt und den Kondi leer gesaugt.

Nunja... Das Tagwerk ist erstmal geschafft, morgen kommt die Interaktion 
mit dem Digitalen.

Ich bedanke mich ganz herzlich bei allen Beteiligten und muss euch auch 
um Entschuldigung bitten, dass ich mit so einem blöden Fehler in der 
Schaltung an den Start gegangen bin.

VG
Matthias

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