Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP Amp - Welle liegt nicht auf Null.


von Erik H. (erik_h)



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Hi, Ich experimentiere grad mit Ultraschallempfänger. Ich nutze einen 
JRC 072D als OP Amp. Ich hatte durch das lange Kabel ein starkes 
rauschen an ein Ultraschallempfänger. Daher habe ich 2 
Ultraschallempfänger genutzt und das eine mit Knete zugeklept. Dafür 
habe ich den Subtrahierer, evtl nennt man den auch Differenzverstärker, 
benutzt. Das Ergebnis habe ich nochmal verstärkt mit der anderen Seite 
vom Op Amp. Das mit dem Subtrahierer funktioniert sehr gut und konnte 
das rauschen deutlich verringern. Nun bekomme ich leider ein Ergebnis, 
dass verschoben ist. Wie kann ich den auf die Nullposition verschieben? 
Der Op Amp besitzt kein Offset. Ich könnte es mit ein weiteren Op Amp 
probieren, der ein Offset hat. Kenne mich aber mit Offset nicht so aus.

mfg EKI

von Monk (Gast)


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Du verstärkst den Offset um Faktor 500 - kein Wunder.

Beschalte die OP-Amp so, dass sie nur den AC-Anteil verstärken. Zum 
Beispiel, indem du einen Kondensator vor den negativen Eingang packst. 
Für DC ist der Kondensator unendlich hochohmig, so dass sich für den 
DC-Anteil ein Verstärkungsfaktor von 1 ergibt.

von Marcel V. (mavin)


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...und / oder an dieser Stelle kann auch noch ein Kondensator eingebaut 
werden.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Steve van de Grens schrieb:
> Du verstärkst den Offset um Faktor 500 - kein Wunder.
Sogar um 500² = 25000. Zwei Stufen je - na gut, 460 -, das macht 211600.

Edit: Halt, nein, es ist weniger, weil die "Op-Amps" nur 1kV/V machen.
Ergibt zusammen ca. 314 pro Stufe, zusammen knapp 10000.

: Bearbeitet durch User
von Erik H. (erik_h)


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Ich bedanke mich. Ich habe ein 0.15uF verwendet und das Signal ist 
sauber in der Mitte.
Ich habe das von mavin angewendet, weil ich die weitere Verstärkung 
benötige. Wieviel kv/v der hat weis ich nicht, ich habe keine 
vernünftige Datasheet gefunden. Ich habe sie von einem Verstärker 
ausgebaut. Der hat besser Verstärkt als die anderen, die ich bestellt 
habe. Mit den Daten bin ich leider noch nicht so vertraut, worauf es 
wirklich ankommt. Dachte durch experimente werde ich schlauer.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Erik H. schrieb:
>evtl nennt man den auch Differenzverstärker,
>benutzt.

Bei einen richtigen Differenzverstärker ist aber
die Eingangsimpedanz symetrisch, ist hier nicht
der Fall. Der +Eingang ist hochohmig der -Eingang
nur 1kOhm.

von Erik H. (erik_h)



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Bisher klappt alles wie gewünscht. Bekomme ich dieses Signal auch in 
Glattes Signal? Also nicht in 40khz Zacken, sondern als ganze Linie? 
Habe das Grün angezeichnet beim Oszillator Bild.

von Klaus R. (klara)


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Erik H. schrieb:
> Bekomme ich dieses Signal auch in
> Glattes Signal? Also nicht in 40khz Zacken, sondern als ganze Linie?
> Habe das Grün angezeichnet beim Oszillator Bild.

Ja, aber nur mit Kompromissen.

Anbei ein Artikel von Microchip.
https://ww1.microchip.com/downloads/en/Appnotes/01353A.pdf

Auf Seite 8 wird ein Spitzendetektor beschrieben. Auf Seite 9 wird in 
Figure 23 ein Oszillogramm gezeigt. Die Spitze wird fast in Echtzeit 
erfasst und danach sorgt ein RC - Glied für einen langsammen 
Spannungsabfall nach dem Überschreiten des Peeks.

Das ist die selbe Funktionalität wie bei einen einfachen 
Gleichspannungsnetzteil. Je größer die Kapazität ist, desto geringer ist 
der Brumm.

Aber irgendwann ist die Impulsfolge beendet. Ich denke, dann möchte man 
auch zeitnah dieses Ende mitbekommen. Hier muß man dann optimieren.

Zum anderen, wie gerade soll der Spannungsverlauf sein? Genügt dies wie 
im Diagramm angezeigt? Man könnte das Ende der Impulsfolge mit einem 
Trigger überwachen. Analog wird dann die Schaltung schon umfangreicher. 
Ein kleiner Mikroprozessor wäre hier hilfreich.
mfg Klaus

von Alfred B. (alfred_b979)


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Erik H. schrieb:
> Bekomme ich
> (...)
> Habe das Grün angezeichnet beim Oszillator Bild.

Evtl.:
Gleichrichter (1N4148); + RC Glied (samt nachgesch. R zu GND,
damit es auch eine fallende Flanke gibt...) oder halt sonstige 
glättende/integrierende Schaltung; und evtl. nachgeschalteter
Komparator - einer mit Push-Pull Ausgang erlaubte sogar nahezu
völlig freie Wahl der Flankensteilheit des Ausgangssignals.

Natürlich gibt es immer zeitliche Verzögerungen "high_in zu
high_out" und "low_in zu low_out" - und die sind auch nicht
unbedingt identisch... also nicht mal das genaue Puls-Pausen-
Verhältnis muß "stimmen" am Ausgang.

Oder:
Siehe Post von KlaRa.

Bezweifle jedoch, daß nicht alles mit deutlich weniger Gesamt-
Bauteilaufwand machbar wäre. Jedoch durch die leider fehlende
Beschreibung des Gesamt-VORHABENS ist das alles recht unklar.

Aber naja:
So wenig wie nur irgend möglich an Infos rauszurücken scheint
wie epidemisch weiter um sich zu greifen. Incl. Zusatzsymptom,
sich auch durch "gutes Zureden" kaum davon abbringen lassen zu
wollen - traurigerweise.

Geglaubt wird offenbar: "Je weniger Infos man rausläßt, um so
weniger Kritik(ansatz)punkte kann es geben."

Welch ein Trugschluß:

Je weniger Infos, um so schlechter kann man helfen.
Und:
Je weniger Infos, um so mehr wird deren Fehlen kritisiert.
(Sofern angesichts dessen überhaupt noch wer Interesse hat!)

Liegt alles an Dir / Deinem Willen, das Nötige mitzuteilen.

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Alfred B. schrieb:
> So wenig wie nur irgend möglich an Infos rauszurücken scheint
> wie epidemisch weiter um sich zu greifen.

Und dazu noch die exotischten Bauteile zu verwenden, ohne ein Datenblatt 
zu verlinken.
Sollte es sich bei dem OpAmp um das japanische Äquivalent zum TL072 
handeln, so stimmt die Berechnung sowieso nicht. Das Ding ist zu lahm. 
Mit einer Leerlaufverstärkung von knapp 100 oder so bei 40kHz, wird er 
mit Gegenkopplung wohl kaum auf die erhofften 400 kommen.
Der Offset der Eingangsstufe wird natürlich prima verstärkt.

von Erik H. (erik_h)



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Ich hab mich bei dem letzten Bild mit der Schaltung verschrieben. Es ist 
kein JVC, sondern ein JRC. Wie gesagt. Datasheet nicht wirklich zu 
finden. Es könnte dieser hier sein. 
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/download/7237/NJRC/JRC072.html

Eure Vorschläge haben mich auf eine andere Idee gebracht. Funktioniert 
auch, aber schon wieder ist der Nullpunkt verschoben ^^ Wie kann ich das 
dort beheben? Es funktioniert zwar mit esp32, die 600mv erkennt der 
nicht als high, aber ich hätte es gerne zur Sicherheit etwas besser.

Mein Vorhaben ist, ein eigenen Ultraschall Sensor zu bauen. Ein ESP32 
soll per Digital Input diese ablesen.

: Bearbeitet durch User
von Marcel V. (mavin)


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Ist an der grün markierten Stelle auch wirklich GND angeschlossen?

von Rainer W. (rawi)


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Klaus R. schrieb:
> Aber irgendwann ist die Impulsfolge beendet. Ich denke, dann möchte man
> auch zeitnah dieses Ende mitbekommen. Hier muß man dann optimieren.

Statt der im Datenblatt gezeigten primitiven Grundschaltung könnte man 
natürlich etwas mehr Aufwand treiben und von jedem einzelnen Puls die 
Höhe des Peaks bestimmen, mit einem S&H festhalten und dann den 
Kondensator für die Messung der Höhe des nächsten Peaks löschen, statt 
einen simplen Tiefpass zur Entladung zu verwenden. Die Ablaufsteuerung 
geht dann allerdings nicht mehr analog.

von Erik H. (erik_h)


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Ja ist angeschlossen. Ich war grad verwundert, warum der GND 
verschwunden ist auf der Schaltung. Funktioniert auch, dass der an 
dieser Stelle die Welle auf Null stellt. Nur leider verstärke ich am 
Ende nochmal und da verschiebt sie sich wieder, aber diesmal in den plus 
Bereich.

von Klaus R. (klara)



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Erik H. schrieb:
> Eure Vorschläge haben mich auf eine andere Idee gebracht. Funktioniert
> auch, aber schon wieder ist der Nullpunkt verschoben ^^ Wie kann ich das
> dort beheben?

Der Suchbegriff heißt "Servo loop".

Der Gleichspannungsanteil der Ausgangsspannung wird über einen 
Integrator zurückgekoppelt.

https://www.analog.com/en/resources/analog-dialogue/articles/simple-op-amp-measurements.html

In der Anlage habe ich die Schaltung eines Preamplifier. Er ist 
gleichspannungsmäßig gekoppelt. Hier kann man einen Offset nicht 
gebrauchen.

In der Sever Loop liegt der LT1097. R12 und C5 liegen im 
Rückkopplungszweig des Integrators und haben ein tau von 1s. In 
Eingangszweig hat Linear Technology ebenfalls ein RC Glied vorgesehen. 
Dadurch wird der Servo rückwirkungsfreier und der LT1097 ist somit auch 
symmetrischer aufgebaut.

Für einen Plattenspieler ist tau mit 1s gut gewählt, der Servo ist 
schnell genug und nicht zu träge. In Deinem Fall sähe es natürlich 
anders aus.

Das Rückkopplungssignal muß natürlich angepasst sein.
mfg Klaus

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