Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV rauscht bei weit entfernter Spannungsversorgung


von Henry T. (ben_jo)


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Liebes Forum,

ich hänge aktuell an einer Entwicklungsaufgabe, welche eigentlich recht 
simpel sein sollte:
Es gibt ein Netzteil, in dem Ein Trafo aus 230V/50Hz 12,6V macht. Es 
folgt ein Brückengleichrichter, große Cs und ein Step-Down Wandler mit 
12V Ausgangsspannung. Dann wieder große Cs. Von dort aus gelangt das 
Signal über mehrere Meter zum Verbraucher. Die Leitung ist geschirmt, 
der Schirm ist der -Pol.

Der Verbraucher ist eine Audioschaltung mit einem OPA4134. Soweit 
funktioniert alles.
Sobald ich aber weitere Verbraucher im Endgerät anschließe (eigentlich 
5V Step-Down Wandler), wird das Audio-Ausgangssignal meines OPVs 
verrauscht. Gleiches passier auch, wenn ich einfach nur einen ElKo (22uF 
reichen schon) an die Spannungsversorgung vom OPV lege.

Klar, vielleicht Schwingkreis, aber ich kann mit dem Oszi absolut keine 
Störung messen. Hatte auch schon mit LineFiltern im Verbraucher 
experimentiert, bringt aber keine Abhilfe.

Schaltplan aus beiden Geräten anbei.

Wie würdet ihr vorgehen? Ich steh grad absolut auf dem Schlauch... .

Vielen Dank vorab und beste Grüße!

von MaWin (Gast)


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Henry T. schrieb:
> aber ich kann mit dem Oszi absolut keine Störung messen

Eelche Hrenzfrequenz hat das denn ? Das Rauschen müsstest du ja sehen.

Du hast zwar 100nF am OpAmo, aber mehr macht es nicht besser, sondern 
schlechter, was merkwurdig ist.

Du blockst den Spannungshalbierer zur Masse hin ab und das 
Gegenkopplungsnetzwerk, das ist ok, aber ist auch dein Eingangssignal 
auf DIESEN Massesternpunkt bezogen, oder auf die Masse einige Meter weit 
weg ?

Dass ein step down die Spannungsversorgung verrauscht, und weil Strom 
nicht nur hin sondern derselbe auch zurück über Masse fliesst auch dort 
rauschender Spannungsabfall auftritt der sich somit auf den Bezugspunkt 
des Audiosignals niederschlägt, sollte klar sein.

Damit lange Kabel  Eingang und Ausgang des Audiosignals, nicht als UKW 
Antenne arbeiten, sollten sie am Board mit UKW Drosseln und kleinen (das 
Audiofrequenzspektrum nicht beeinflussenden) Kondensatoren nach Masse 
abgeblockt werden.

von Sven D. (sven_la)


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Also erstens ich würde C13, C15 und C16 rausschmeissen. Wozu sollen die 
deiner Meinung nach gut sein?
Zweitens: Übertrage deine 12,6V Wechselspannung über deine 6m zum Gerät 
so das Netzteil und Verstärker nahe beisammen sind. Mit deinem Koaxkabel 
nimmst du eine Menge Störungen auf es ist eine prima Antenne. Diese 
gelangen zum Eingang des OPV.

von H. H. (Gast)


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Sven D. schrieb:
> Also erstens ich würde C13, C15 und C16 rausschmeissen. Wozu sollen die
> deiner Meinung nach gut sein?

Sein Netzteil scheint insgesamt fehldimensioniert zu sein.

von Thomas (kosmos)


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das ist keine Schirmung was du da hast, eine Schirmung wäre eine 
leitende Folie um das ganze Kabel welche dann einseitig auf Masse (GND 
A) liegt. Damit die Störungen eben nicht über deine 
Versorgungsleitungen(VCC+GND) fließen sondern dran vorbei gegen Masse 
kurzgeschlossen werden.

An deinem OPV wäre neben dem Kerko auch ein kleiner 100µF Elko nicht 
verkehrt ggf. sogar ne kleine Drossel(also LC-Filter) probier mal etwas 
mit 100µH aus.

Ansonsten kannst du hier ja mal schauen.
https://www.all-electronics.de/elektronik-entwicklung/operationsverstaerker-verbessern-die-stoerimmunitaet-von-schaltungen.html

Wo schließt du den Step Down Regler an? Am besten vor deinem Linear 
Spannungsregler und auf ausrechende Entkopplung achten.

von Wolfgang (Gast)


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Henry T. schrieb:
> Schaltplan aus beiden Geräten anbei.

Was sollen Kondensatoren in der Größenordnung von mehreren Millifarad 
bei einer Versorgung von einem klein OP?
Das ist hier grober Unfug und erzeugt nur unnötig hohe Einschaltströme.

von Stabili Sator (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Das ist hier grober Unfug und ....

... bringt am Ausgang des Reglers angebracht den Regler um
seine Regeleigenschaften.

Regler nur nach Hersteller-Empfehlung beschalten!

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Wolfgang schrieb:
> Kondensatoren in der Größenordnung von mehreren Millifarad ...

Da sind hoffentlich Mikrofarad gemeint.

von Sven D. (sven_la)


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Mohandes H. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Kondensatoren in der Größenordnung von mehreren Millifarad ...
>
> Da sind hoffentlich Mikrofarad gemeint.

Nur 2 mal 6,8 µF nach dem Gleichrichter wäre auch dämlich.

von Karl B. (gustav)


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Hi,
sowas Ähnliches im Bild.
Was auffällt, der Spannungsteiler für UB Halbe ist bei Dir viel zu 
hochohmig. Ebenso der Widerstand zu OP+ Eingang.

ciao
gustav

von Wolfgang (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> Da sind hoffentlich Mikrofarad gemeint.

Dann wundert es mich, warum bei C4 und C7 der Wert mit der Einheit "µF" 
angegeben ist.

von H. H. (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Was auffällt, der Spannungsteiler für UB Halbe ist bei Dir viel zu
> hochohmig. Ebenso der Widerstand zu OP+ Eingang.

Damit es mehr rauscht....

von Route_66 H. (route_66)


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Karl B. schrieb:
> sowas Ähnliches im Bild.

Hallo Gustav!
Bei Deiner Schaltung sollte man den R7 zwischen Ausgang des OV und C4 
schalten. Das verringert die kapazitive Belastung des OV und trägt zur 
Stabilität bei.

von Max (Gast)


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Am OP selbst wird die Versorgungsspannung nicht durch einen C gestützt?

Davon abgesehen passiert durch deine weiteren Verbraucher folgendes:
-Schaltregler nimmt pulsförmig Strom auf
 -> pulsförmiger Spannungsabfall über der Leitung
 -> OP hat pulsförmige Versorgungsspannung
-Baugruppe nimmt größere Ströme auf
 -> größerer Spannungsabfall auf deiner Leitung

Warum setzt du keinen größeren C ans Ende der Leitung direkt an deinen 
Verbraucher?

von Henry T. (ben_jo)


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Vielen Dank für die schnellen und ausführlichen Antworten!
Einige Ergänzungen, bzw. Erklärungen:

-Das Endgerät ist zu klein, um da die Gleichrichtung vorzunehmen. Es 
muss also die Gleichspannung über die Distanz übertragen werden.

-Das die großen 6800 uF-Cs hinter dem Wandler wenig Sinn manchen und da 
eigentlich nichts verloren haben ist klar. Der eingangs beschriebene 
Effekt des Störgeräuschs tritt ohne diese aber noch viel stärker auf.

-Des weitern sind diese riesigen Cs für die paar mA die der OPV zieht 
natürlich viel zu groß. Aber eigentlich will ich ja im Endgerät noch 
einen 5V Wandler anschließen, der dann freilich deutlich mehr Leistung 
benötigt, nämlich ca. 1A. Aber eben auch nicht immer, sondern nur 
sporadisch.

Thomas O. schrieb:
> An deinem OPV wäre neben dem Kerko auch ein kleiner 100µF Elko nicht
> verkehrt
Wie eingangs beschrieben, tritt das Störgeräusch auf, sobald ich auch 
nur einen kleinen Elko an die Power-Pins des OPV halte.

-Der Massepunkt des Eingangssignals liegt direkt beim OPV.

-Die Frequenz des Störgeräuschs liegt bei 100Hz, es scheint also trotz 
der großen Elkos und des Spannungsreglers was mit der AC zu tun zu haben

Karl B. schrieb:
> Was auffällt, der Spannungsteiler für UB Halbe ist bei Dir viel zu
> hochohmig. Ebenso der Widerstand zu OP+ Eingang.
Ich habe den bewusst so dimensioniert, um Stör aus der 
Versorgungsspannung zu isolieren. Welchen Nachteil hat denn die 
Hochohmigkeit?

Vielen Dank und viele Grüße.

: Bearbeitet durch User
von Sven D. (sven_la)


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Henry T. schrieb:
> Aber eigentlich will ich ja im Endgerät noch
> einen 5V Wandler anschließen, der dann freilich deutlich mehr Leistung
> benötigt, nämlich ca. 1A.

Das wird nichts, Dein Trafo liefert nur 12,6V 1Ampere.

von Flieger (Gast)


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Krass.. Dem bleibt nur noch beizufuegen .. das wird so nichts... weg mit 
dem Troll.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Henry T. schrieb:
> Ich habe den bewusst so dimensioniert, um Stör aus der
> Versorgungsspannung zu isolieren.

R22 & R24 würde ich jeweils auf 10k verringern und an dieser Stelle 
zusätzlich je 100n einfügen um den virtuellen Massepunkt störfrei zu 
halten.

> Frequenz des Störgeräuschs liegt bei 100Hz

Du fängst Dir ja kein Rauschen ein, sondern Netzbrumm. Und zusätzlich zu 
C2 noch einen Elko, nah am OP.

> Wie eingangs beschrieben, tritt das Störgeräusch auf, sobald ich auch
> nur einen kleinen Elko an die Power-Pins des OPV halte.

Das ist unlogisch. Aufbau?

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