Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV - nicht funktional bei niedrigen Frequenzen - bei hohen Frequenzen schon -- CFA


von Anonym A. (r098)


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Hi, versuche den THS3491 zu benutzen. Er soll eine Amplitude von 
1.42Vpeak 8x verstärken.

Bei über 1kHz hat er KEINE Probleme, bei 1kHz und darunter SCHON. Das 
Signal wird abgeschnitten..
Wo liegt mein Problem?

Siehe Anhang für LTSpice-Dateien.

Danke.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Nicht jeder hat LTSpice (z.B. weil am Raspi) zur Verfügung. Poste bitte 
ein Bild als Anlage von dem Schaltplan.

von Anonym A. (r098)


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Dieter schrieb:
> Nicht jeder hat LTSpice (z.B. weil am Raspi) zur Verfügung. Poste bitte
> ein Bild als Anlage von dem Schaltplan.

Hier.

Hab übrigens nochmal den Pin-gleichen THS3095 probiert. Das war der 
Vorgänger und der zeigt keine Probleme.. Mir wäre aber der THS3491 
lieber weil ich mich da schon eingearbeitet habe und ich noch unsicher 
bin ob die +-200mA vom THS3095 am Ausgang ausreichen. Der THS3491 hat 
doppelt so viel und ist neuer.

von Versuchung Christi (Gast)


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Anonym A. schrieb:
> ... versuche ... benutzen... soll ... verstärken.

Anonym A. schrieb:
> Wo liegt mein Problem?

Nasenzange, dürftige Problembeschreibung, Salamitaktik peu á peu...

XVmtl. ist Dein Problem nur einfach zu neu für die LTspice-Simulation.

von Anonym A. (r098)


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Versuchung Christi schrieb:
> Anonym A. schrieb:
>> ... versuche ... benutzen... soll ... verstärken.
>
> Anonym A. schrieb:
>> Wo liegt mein Problem?
>
> Nasenzange, dürftige Problembeschreibung, Salamitaktik peu á peu...
>
> XVmtl. ist Dein Problem nur einfach zu neu für die LTspice-Simulation.

Was meinst du mit XVmtl. ? Was ist das

Das THS3491-Spice-Modell kam 2017/2018 raus.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Vermute, dass LTSpice (das Modell für den Chip) hier einen Fehler hat.

von Anonym A. (r098)


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Dieter schrieb:
> Vermute, dass LTSpice (das Modell für den Chip) hier einen Fehler hat.

Meint ihr wenn ich die Simulation in PSpice oder Tina-Ti simuliere, dass 
es dann nicht Auftritt? Also meint ihr es ist ein Fehler vom Modell oder 
ein Fehler von LTSpice, dass es nicht vernünftig berechnet wird?

von Dieter (Gast)


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Anonym A. schrieb:
> Also meint ihr es ist ein Fehler vom Modell oder
> ein Fehler von LTSpice, dass es nicht vernünftig berechnet wird?


Simple Suche im Netz nach dem ersten Treffer:

https://e2e.ti.com/support/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/752099/tina-spice-ths3491-error-caused-by-incompatibility-between-ths3491-device-model-and-tina-macro-model-extraction

PS: Lesen mußt Du es selber. Die Vorschulversion für Kinder, die 
vorlesen kann, gibt es in dem Forum (glücklicherweise) noch nicht.

von Oh weh (Gast)


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Anonym A. schrieb:
> Was meinst du mit XVmtl. ? Was ist das

Weihnachten Vorher monatlich

von Anonym A. (r098)


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Oh weh schrieb:
> Anonym A. schrieb:
>> Was meinst du mit XVmtl. ? Was ist das
>
> Weihnachten Vorher monatlich

Kleiner Troll.. sag doch.. wenn man so mit der Community umgeht..

von Anonym A. (r098)


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Dieter schrieb:
> Anonym A. schrieb:
>> Also meint ihr es ist ein Fehler vom Modell oder
>> ein Fehler von LTSpice, dass es nicht vernünftig berechnet wird?
>
>
> Simple Suche im Netz nach dem ersten Treffer:
>
> 
https://e2e.ti.com/support/tools/simulation-hardware-system-design-tools-group/sim-hw-system-design/f/simulation-hardware-system-design-tools-forum/752099/tina-spice-ths3491-error-caused-by-incompatibility-between-ths3491-device-model-and-tina-macro-model-extraction
>
> PS: Lesen mußt Du es selber. Die Vorschulversion für Kinder, die
> vorlesen kann, gibt es in dem Forum (glücklicherweise) noch nicht.

Warum so Patsig? War eine normale Frage..

Dein Link ist auch schon 3 Jahre alt und zeigt andere Fehler in Tina-TI 
an, nicht in LtSpice (nur paar Kommentare, aber zu einem andern Bug).

Warum meinst du den Frage ich hier🤷🏻‍♂️?

von Jens G. (jensig)


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Zeig doch mal ein Bild mit hohen Frequenzen.
Tritt das falsche Verhalten schlagartig ein bei Erniedrigung der 
Frequenz, oder stetig?
Ansonsten - warum hat das Ding einen GND-Anschluß ? In real ist das doch 
NC.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Die erste Frage wäre: Tritt der Effekt auch bei einem realen THS3491
auf? Falls ja, dann ist die Simulation ja in Ordnung, sonst ist die
Simulation fehlerhaft.

Ich vermute letzteres. Die nächste Frage, um das Problem einzugrenzen,
hast du bereits (zumindest andeutungsweise) gestellt:

Anonym A. schrieb:
> Meint ihr wenn ich die Simulation in PSpice oder Tina-Ti simuliere, dass
> es dann nicht Auftritt?

Besser als eine subjektive Meinung sind aber Fakten. TINA-TI ist gratis,
probiere es also einfach aus.

Wenn der Fehler auch in TINA-TI auftritt, liegt das Problem im Modell,
und du kannst im Supportforum von TI nach einer Lösung fragen.

Wenn die Simulation in TINA-TI das erwartete Ergebnis liefert, LTspice
aber nicht, kann das folgende Ursachen haben:

1. LTspice hat einen Bug. Das halte ich aber für eher unwahrscheinlich,
   da dieser schon sehr grob wäre und sicher auch in vielen anderen
   Situationen auftreten würde.

2. LTspice ist inkompatibel zu TINA-TI. Das ist es definitiv, weil es
   ein ganz anderes Programm von einem anderen Entwickler mit anderen
   Präferenzen ist. Beide Programme haben zwar dieselben Wurzeln, aber
   das muss nichts heißen. Die Unterschiede, auch wenn sie klein sind,
   beginnen schon bei der Syntax und der Semantik der Netzlisten.

3. Das Modell des THS3491 weist in bestimmten Situationen ein kritisches
   Verhalten auf, wurde aber so hingedengelt, dass es in TINA-TI gerade
   so funktioniert. In LTspice, das andere Lösungsalgorithmen verwendet,
   könnte das aber evtl. zu einem "Wegdriften" der Ergebnisse führen.

Falls das Modell in TINA_TI tatsächlich besser funktioniert, könnte man
darüber nachdenken, es im Detail zu analysieren, um mögliche kritische
Verhaltensweisen oder Inkompatibilitäten aufzudecken und es für LTspice
anzupassen. Da das Modell aber recht komplex ist, kostet das einiges an
Aufwand bei ungewissem Erfolg. Viel schneller ist TINA-TI installiert,
und wenn die Simulation dort zufriedenstellend läuft, kannst du ja damit
weiterarbeiten.

Jens G. schrieb:
> Ansonsten - warum hat das Ding einen GND-Anschluß ? In real ist das doch
> NC.

Das ist schon sehr seltsam.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Nun, ja. 1.42V 8 mal verstaerken, mit +-15V Speisung ?

Dazu braucht man einen Simpulator ? das waeren dann 11.36V. Dabei muss 
er die Ausgangslast sowie die Rueckkopplung treiben, das waeren dann 100 
Ohm parallel die 850. Den Eingangsstrom nicht vergessen, der ist nicht 
Null. Bei 11V ueber 100mA. das waere dann 1W.

Was ganz kritisch ist, ist der Feedback widerstand. Da der - Eingang ja 
auch eine Stromquelle ist.
Da der Verstaeker sehr schnell ist, mit Anstiegszeiten im ns Bereich, 
bedeutet das, dass auch das Layout GHz tauglich sein muss, mit 
Streifenleiter und Lochraster ist da nichts mehr.

Ich denke der Poster sollte die Finger davon lassen... ein 900MHz CFA 
...
Allenfall schreibt der Poster was er will, es gibt auch gemuetlichere 
Bauteile.

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Anonym A. schrieb:
> Dein Link ist auch schon 3 Jahre alt und

Nicht ganz zu Unrecht gelaestert, weil frueher war aus Posts zu 
entnehmen, dass ein TO schon versucht hatte zu recherchieren.

Aus dem Link geht hervor, dass der Fehler nicht richtig geloest wurde. 
Es wurde nur irgendwo vorwiegend am Modell getrixt, damit die Berechnung 
im Hochfrequenten weiterlaeuft, mehr nicht.

von Doktor (Gast)


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Versuchung Christi schrieb:
> XVmtl.

Vmtl. = Abk. f. vermutlich (im Spekulativ)
X- beliebiger Stellvertreter f. eine unbekannte Größe, heute:

https://de.wikipedia.org/wiki/Variable_(Mathematik)

von Gerald K. (geku)


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Was machen Widerstände und Kondensator parallel zu einer Spannungsquelle 
für einen Sinn. Die Impedanz einer Spannungsquelle ist 0.

von Doktor (Gast)


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XVmtl. = Christi Versuchung (en)
im en: X

https://de.wikipedia.org/wiki/X-mas

Oh weh schrieb:
> Weihnachten Vorher monatlich

lustig, aber das kommt auch genau dorthin ;)

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Dieter schrieb:
> PS: Lesen mußt Du es selber. Die Vorschulversion für Kinder, die
> vorlesen kann, gibt es in dem Forum (glücklicherweise) noch nicht.

Ich weiß nicht ob du den Wikipedia-Artikel schon kennst:

https://de.wikipedia.org/wiki/Freundlichkeit

rhf

von Dieter (Gast)


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Doktor schrieb:
> XVmtl.

X Vorfahrt vermutlich.

Roland F. schrieb:
> Wikipedia-Artikel

Jetzt nicht. Vielleicht spaeter wieder.

Die Bemerkung entstammte uebrigens aus parallel gelesenen anderen 
Seiten, die verlinkt hier geloescht wuerden. Zeigt aber gut das 
zweierlei Maß. Den dort wurde jener gefeiert fuer den Satz.

Es ist Karnevalszeit und da wird immer gerne etwas aufgeschossen.

Anonym A. schrieb:
> Das Signal wird abgeschnitten..
> Wo liegt mein Problem?

Auch nicht Dein Problem.

Bei niedrigen Frequenzen, aber sehr feine Schrittweite im Modell wegen 
hoher Grenzfrequenz, wird das Delta U so klein, dass es unter die 
Aufloesungsgrenze der Stellengenaugkeit rutscht.

von Anonym A. (r098)


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Gerald K. schrieb:
> Was machen Widerstände und Kondensator parallel zu einer Spannungsquelle
> für einen Sinn. Die Impedanz einer Spannungsquelle ist 0.

Keinen ;). Hab ich nur drin gelassen, weil es ja eh nichts verändert.

Pandur S. schrieb:
> Nun, ja. 1.42V 8 mal verstaerken, mit +-15V Speisung ?
> Dazu braucht man einen Simpulator ? das waeren dann 11.36V. Dabei muss
> er die Ausgangslast sowie die Rueckkopplung treiben, das waeren dann 100
> Ohm parallel die 850. Den Eingangsstrom nicht vergessen, der ist nicht
> Null. Bei 11V ueber 100mA. das waere dann 1W.

1.42V PEAK! Sprich 2.84Vpp (1Vrms). Das wären am Ausgang über 22Vpp.

Wenn du mir einen besseren OPV vorschlägst, gerne ;), aber diese Serie 
sind die einzigen OPVs die die Anforderungen erfüllen. 0.1dB-Bandwidth 
Flatness bei 50Mhz ;), bei dieser Eingangsspannung mit Gain = 8.

Pandur S. schrieb:
> Bei 11V ueber 100mA. das waere dann 1W

Mein 50 Ohm Widerstand in Serie zum Verstärker habe ich groß gewählt 👍🏼

Yalu X. schrieb:
> Tritt der Effekt auch bei einem realen THS3491
> auf? Falls ja, dann ist die Simulation ja in Ordnung, sonst ist die
> Simulation fehlerhaft.

Habe ihn noch nicht in echt.

Yalu X. schrieb:
> Besser als eine subjektive Meinung sind aber Fakten. TINA-TI ist gratis,
> probiere es also einfach aus.

Tina-TI hat das selbe Problem mit dem Modell

: Bearbeitet durch User
von Dieter (Gast)


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Anonym A. schrieb:
> Tina-TI hat das selbe Problem mit dem Modell

Das ist logisch weil:

Dieter schrieb:
> Bei niedrigen Frequenzen, aber sehr feine Schrittweite im Modell wegen
> hoher Grenzfrequenz, wird das Delta U so klein, dass es unter die
> Aufloesungsgrenze der Stellengenaugkeit rutscht.

Also rutscht das in ein numerisches Problem. Wilde Schwingungen und 
Errorabbrüche gibt es dabei nicht, weil es dafür Abfangmechanismen gibt, 
die zum Beispiel der qucsator nicht hat und deshalb bei größeren 
Schaltungen bei der Transientensimulation häufiger abbricht.

von Jens G. (jensig)


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Dieter schrieb:
> Bei niedrigen Frequenzen, aber sehr feine Schrittweite im Modell wegen
> hoher Grenzfrequenz, wird das Delta U so klein, dass es unter die
> Aufloesungsgrenze der Stellengenaugkeit rutscht.

Wird Zeit, daß die Dinger mit 128bit rechnen können ... ;-)

@TO
Hast Du LTSpice 32bit oder 64bit?

Kannst ja mal den THS3201 testen. Wenn Dieters These stimmt, dann müsste 
der ja bereits bei der doppelten Frequenz abwärts das Problem zeigen 
(weil 1,8GHz).

von Dieter (Gast)


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Jens G. schrieb:
> bereits bei der doppelten Frequenz abwärts das Problem zeigen

Es müßte dann aber auch diese Kurve bei dem anderen Chip ähnlich sein, 
ist aber dort nicht im Datenblatt angegeben:
Figure 22. Open-Loop Transimpedance Gain and Phase vs
Frequency

von Anonym A. (r098)


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Jens G. schrieb:
> Dieter schrieb:
>> Bei niedrigen Frequenzen, aber sehr feine Schrittweite im Modell wegen
>> hoher Grenzfrequenz, wird das Delta U so klein, dass es unter die
>> Aufloesungsgrenze der Stellengenaugkeit rutscht.
>
> Wird Zeit, daß die Dinger mit 128bit rechnen können ... ;-)
>
> @TO
> Hast Du LTSpice 32bit oder 64bit?
>
> Kannst ja mal den THS3201 testen. Wenn Dieters These stimmt, dann müsste
> der ja bereits bei der doppelten Frequenz abwärts das Problem zeigen
> (weil 1,8GHz).

64bit ;).

Teste es mal morgen Abend.

Aber irgendwie ist das Modell auch Käse, das hat schon rumgezickt als 
ich ein Ferrit Bead eingefügt habe. Dann gab's ein Offset..?! :D

Das mit der Berechnung kann ruhig stimmen, die Berechnung wird in den 
Fällen ultra langsam und nur bestimmte Frequenzen rechnet der überhaupt 
mit abnehmbarer Zeit weiter

von Robert M. (r0bm)


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Anonym A. schrieb:
> Bei über 1kHz hat er KEINE Probleme, bei 1kHz und darunter SCHON. Das
> Signal wird abgeschnitten..
> Wo liegt mein Problem?

Schon versucht die Verstärkung = 5 (s. Beschreibung des Macromodells) zu 
machen? Besteht das Problem weiterhin?

Spielt das Verhalten des CFA unterhalb 1kHz überhaupt eine Rolle? Man 
möchte doch erstmal die Funktion/Parameter einer Schaltung so 
umfangreich wie möglich überprüfen, dafür reicht das Modell doch aus.
Du könntest, zumindest für die Simulation, auch den THS3091/THS3095 
nehmen, dessen Daten sind ausreichend.

von Anonym A. (r098)


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Robert M. schrieb:
> Schon versucht die Verstärkung = 5 (s. Beschreibung des Macromodells) zu
> machen? Besteht das Problem weiterhin?
>
> Spielt das Verhalten des CFA unterhalb 1kHz überhaupt eine Rolle? Man
> möchte doch erstmal die Funktion/Parameter einer Schaltung so
> umfangreich wie möglich überprüfen, dafür reicht das Modell doch aus.
> Du könntest, zumindest für die Simulation, auch den THS3091/THS3095
> nehmen, dessen Daten sind ausreichend.

Verstärkung = 4 hab ich damals ausprobiert. Dort hat es funktioniert. 
Unter 1kHz ist zwar schon wichtig, aber die Simulation hab ich wie du 
schon gesagt hast für meine 50MHz gemacht und bin war am Designen vom 
PCB. Hab dann nebenbei mal eine Simulation mit <1kHz gestartet und dann 
kam dieser Fehler.
Bevor ich das PCB bestelle wollte ich halt nochmal hier fragen ob das 
wirklich am Modell liegt.

Den THS3091/3095 hab ich auch im Nachhinein getestet und die zeigten mir 
dann was korrektes an. Belasse es wahrscheinlich jetzt so und wir sehen 
dann ob's in echt klappt :D. Im Notfall funktioniert vielleicht der 
THS3095, der Baugleich mit dem Nachfolger THS3491 ist.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Anonym A. schrieb:
> Tina-TI hat das selbe Problem mit dem Modell

Dann taugt das Modell nichts. Plage dich damit nicht herum, sondern
lösche es einfach von deinem PC.

Dieter schrieb:
> Bei niedrigen Frequenzen, aber sehr feine Schrittweite im Modell wegen
> hoher Grenzfrequenz, wird das Delta U so klein, dass es unter die
> Aufloesungsgrenze der Stellengenaugkeit rutscht.

Die Schrittweite wird nicht im Modell definiert, sondern von Spice
dynamisch an die jeweils aktuelle Änderungsgeschwindigkeit der Signale
angepasst. Für eine Signalfrequenz von 1 kHz wird die Schrittweite in
der Größenordnung von 1 µs liegen, egal wie schnell der Opamp ist. Damit
wird bei der Simulation die numerische Auflösungsgrenzen noch lange
nicht erreicht.

Eine deutlich kürzere Schrittweite käme höchstens dann zur Anwendung,
wenn das Modell trotz des niederfrequenten Eingangssignals hochfrequente
Schwingungen oder anderes Gezappel erzeugt. Tut es das trotz richtiger
externer Beschaltung, ist das ein weiterer Grund, es in die Tonne zu
treten.

Dass man einen schnellen CFA problemlos auch bei niedrigen Frequenzen
simulieren kann, zeigt die Konkurrenz mit dem Modell des AD8009 (1 GHz).

: Bearbeitet durch Moderator
von Hp M. (nachtmix)


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Pandur S. schrieb:
> as waeren dann 11.36V. Dabei muss
> er die Ausgangslast sowie die Rueckkopplung treiben, das waeren dann 100
> Ohm parallel die 850. Den Eingangsstrom nicht vergessen, der ist nicht
> Null. Bei 11V ueber 100mA. das waere dann 1W.

Du meinst, dass bei der niedrigen Frequenz eine thermische 
Schutzschaltung für die Endstufentransistoren zuschlägt?

Könnte man am Modell und in der Realität mal überprüfen, indem man die 
Umgebungstemperatur erhöht.

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