Hallo!
Ich habe eine Schaltung mit Operationsverstärkern TLC3704, die als
Komparatoren verwendet werden.
Nun ist mir aufgefallen, dass die OP-Schaltvorgänge die
Spannungsversorgung (!) beeinflussen. Bei einigen Chips sind das nur
einige Millivolt, bei anderen sind das +/- 1 Volt (selbst von der
gleichen Firma, TI, aber wahrscheinlich ein paar Jahre später
produziert)! Da die OPs teilweise mit einigen kHz schalten, kommen da
eine ganze Menge Störspitzen pro Sekunde zusammen. Die
Spannungsversorgung deshalb nicht mehr zu gebrauchen.
Wie finde ich passende (baugleiche) Chips, die dieses Problem nicht
haben? Hat diese Beeinflussung der Versorgungsspannung einen Namen, so
dass ich den Wert in Datenblättern nachlesen kann? Habt Ihr andere
Lösungsansätze?
Vielen Dank
Ich habe keine Bypass-Kondensatoren. Nimmt man die nicht, um die
Spannungsversorung für das Bauteil zu glätten? Hier ist es ja genau
umgedreht, dass das Bauteil auf die Spannungsversorgung zurückschlägt.
Im Datenblatt sind auch keine vorgeschlagen. Aber Du hast recht,
Kondensatoren müssten diesen Effekt verringern. Ich schau mal, ob ich
passende in der Kiste habe. Nimmt man da auch die klassischen 100nF?
(Leider ist die Platine schon produziert. Und vor einigen Jahren, ging
ja mit alten Chips alles problemfrei.)
Ob die Quelle hochohmig ist, weiß ich jetzt nicht. Das dürfte auch egal
sein, glaube ich. Die 2V-Spiten auf der Spannungsversorgung treten
sowohl mit 2 verschiedenen Netzteilen als auch mit einem 12V-Akku auf.
Ja, 0,1 µF verbessern die Situation ein wenig. Auf dem Oszi ist das Band
nicht mehr 2 V breit, sondern nur noch 1 V. Trotzdem würde ich lieber
Chips finden, die sich so respektvoll verhalten wie die alte Charge.
Naja, ist die Quelle Hochohmig (was ich jetzt durch 12V Akku und
Laborversorgung eigentlich ausschließen kann) dann bricht die
Versorgungsspannung ein wenn der OP viel Strom zieht (eben im
Schaltmoment), da dann der Strom auch durch den Innenwiderstand deiner
Quelle fließt und dort eben den Spannungsabfall verursacht. Der Bypass
Kondenstator liefert eben die Energie für die Schaltspitzen.
100nf einfach über die beinchen gelötet sollten reichen.
Trotzdem sind die von dir beschriebenen Effekte (einbruch von 2V) schon
ziemlich krass.
Poste doch mal bitte nen Schaltplan. Danke
Hallo
wenn du das Datenblatt von TI gelesen hättest, wäre dir klar warum das
so ist. In Figur 25 z.B. steht C mindestens 10uF. Es gibt auch ein
schönes Diagramm das die Stromspitzen beim Schalten zeigt.
Danke für den Verweis auf die Anmerkung zu Abb. 25. Hatte ich übersehen.
Ein größerer Kondensator hilft (ebenso wie der kleine) ein wenig.
Ich habe jetzt auf Lochraster einen einzigen Chip aufgelötet und einen
Funktionsgenerator benutzt. Schaltplan hängt an.
Durch die Isolierung des Chips wurden die Störungen wurden ein wenig
kleiner.
Durch die Kondensatoren sind die ganz großen Spitzen nun auch weg. Bei
Schaltvorgängen werden aber trotzdem Spitzen von +/-0,4 V in die
Spannungsversorgung eingestreut.
@karadur: Ich habe Abb. 17 gesehen. Dort sind Stromspitzen von 10 mA
angegeben. 10 mA lassen eine 12-V-Batterie aber doch nicht um 0,4 V
einbrechen, oder?
mh123 schrieb:
> 10 mA lassen eine 12-V-Batterie aber doch nicht um 0,4 V> einbrechen, oder?
Im Nanosekundenbereich schon, weil dann die Leitungsinduktivität
dominiert. Ein Foto vom Aufbau und ein Screenshot von einem solchen
Einbruch möglich?
Fürs Archiv meine offline gesammelten Erkenntnisse.
Zunächst die Korrekturen. Der TLC3704 ist natürlich kein OP, sondern ein
reichner Comparator. In den Dateinamen hab ich mich natürlich vertiptt.
Und ich habe vergessen zu sagen, dass unten das Eingangssignal und oben
die Spannungsversorgung abgebildet ist.
Nun zur Ursache. Die Spitzen auf der Spannungsversorgung liegen daran,
dass er einen Push-Pull-Ausgang hat, also je einen Transistor gegen VCC
und einen gegen GND. Wenn diese für einen winzigen Augenblick
gleichzeitig schalten ergibt sich eine Spitze. Daher wahrscheinlich auch
das unterschiedliche Verhalten der verschiedenen Chargen.
Lösung war bei mir, dass ich die Schaltung ändern konnte und nun einen
LM2901 verwende. Dieser schaltet nur gegen GND (-> keine Spitzen),
verträgt aber nicht ganz so viel Strom.
Hab's erst jetzt gesehen.
Bauteile mit steilen Peaks sind ziemlich übliche Störquellen. Und wenn
man dann noch sowohl Tastkopfspitze als auch -masse mit jeweils einem
halben Meter Kabel versieht, dann kann es leicht passieren, dass eine
kleine Oszillation eher von der Messanordnung selbst stammt.
Tastkopf immer dort dran was man messen will, ohne Kabel dazwischen. Das
gilt auch für den Masseclip. Bei höheren Frequenzen als hier ist sogar
der Masseclip selbst schon ein Problem.
Ich finde die Messanordnung richtig. Es ging in meinem Problem ja nicht
um die Spannungsversorgung des Chips, sondern um die Störungen, die
dieser Chip über die Spannungsversorgung an anderen Bauteilen
verursacht, ja sogar an anderen Geräten, wenn diese an der gleichen
Versorgung hängen. Und die sind nun halt mal etwas entfernt. Mal ganz
abgesehen davon sind die +/- 0,8 V genauso zu messen, wenn ich direkt am
Baustein messe.
> Ich finde die Messanordnung richtig. Es ging in meinem Problem ja nicht
Blödsinn: der Anschluss des Oszis passt nicht mal bei Gleichspannung,
geschweige denn für irgendwelche Störungen. A. K. hat völlig recht.
Grüße, Peter.
Okay, dann klärt mich doch mal bitte auf. Ich messe mit dem Oszi
ungefähr dort wo die Störung stört. (Ja, das ist nicht genau dort, wo
sie erzeugt wird). Was ist daran falsch?
Jedes Stück Leitung ist eine Induktivität, an der bei Stromänderungen
Spannung abfällt. Es sind bei dir mindestens 2x 10 cm Leitung auf dem
Weg Richtung Versorgung, wo das Oszi angeklemmt ist. Die Spannung dort
sagt nichts über die Verhältnisse auf der Platine, da durch die
Induktivität die Amplitude stark verändert wird.
Also: Versorgungsspannung an einen Kondensator direkt an der Schaltung
führen (100nF). Von diesem Kondensator weg die Schaltung versorgen. Dort
messen, also die Oszi-Strippen direkt hin zum IC oder zum Kondensator.
Dann fallen die Leitungsinduktivitäten kaum noch ins Gewicht.
Der 100nF-Kondensator ist ein Puffer, der kurzfristig Strom liefert,
welcher vom Netzteil wegen der Leitungsinduktivitäten nicht so schnell
kommen kann.
Den brauchst du immer.
OK?
Grüße, Peter
Hallo,
> Ich habe keine Bypass-Kondensatoren. Nimmt man die nicht, um die> Spannungsversorung für das Bauteil zu glätten?
Man nimmt sie immer, und im Schaltbetrieb gehört aufgrund des höheren
Strombedarfs zusätzlich noch ein größerer Kondensator als Puffer dran.
Die Entstörung/Pufferung wirkt immer in beide Richtungen.
> Ob die Quelle hochohmig ist, weiß ich jetzt nicht.
Für hochfrequente Schaltvorgänge ist die Spannungsquelle aufgrund der
Leitungsinduktivität immer hochohmig. Die Kondensatoren können schnell
hohe Ströme abgeben und wirken insofern als ortsnahe niederohmige
Spannungsquellen für HF.
> (Leider ist die Platine schon produziert. Und vor einigen Jahren, ging> ja mit alten Chips alles problemfrei.)
Es gibt inzwischen 10uF/0805 bei Farnell. Sie sind allerdings etwas
teurer als 100nF, müßten aber ins Layout passen.
Gruß,
Michael
Hallo,
> Ich finde die Messanordnung richtig.
Willst Du nun den Fehler finden, oder neue Fehlerquellen einbauen?
Der Masseanschluß des Tastkopfes gehört immer direkt auf der Platine
angeschlossen - so nah an den Sensor, wie es eben geht. Wenn Du das
nicht weißt, dann merk es Dir einfach jetzt und freu Dich, daß jemand so
freundlich war, Dich darauf aufmerksam zu machen.
Gruß,
Michael
Ihr habt recht. Ich hab jetzt mit der aktuellen Messanordnung getestet
(100nF Keramik und 22µF parallel direkt am Baustein, 12V-Batterie). Die
Ausschläge unterscheiden sich wirklich um mehr als ein halbes Volt
abhängig davon, wo ich messe. An Batterie und am IC sind die Ausschläge
am kleinsten. In der Mitte der Leitung am größten (also genau dort, wo
sich die Probleme bemerkbar machen). Die Elektronen kommen halt doch
nicht so schnell durch die Leitung. Sicherlich könnte man jetzt an jeden
Verbraucher im gesamten System einen Kondensator schalten. Aber eine
lokale Lösung wäre mir lieber. Die habe ich - wie gesagt - schon, indem
ich einen LM2901 verwende.
Danke. Man lernt nie aus.
