|
Anzeige
|
DC-Offset in Sallen-Key, wie ensteht er?
Gast
#4907707
Hallo, ich habe hier einen Sallen-Key Tiefpass 2-ter Ordnung der DC-Offset produziert, mit 0V am Eingang ca. 200mV am Ausgang. Das gleiche Verhalten auch wenn irgendein Signal am Eingang anliegt. Mit anderen OPV-Typen gibt es dieses Problem nicht, hat jemand eine Idee wie es dazu kommt? Habe LTSpice-File angehängt. Mit freundlichem Gruß. Das Stichwort lautet Input Bias current. Der Beträgt in der Simulation 22,6µA und erzeugt an den Widerständen eben über 200mV. Füge dazu am besten etwa 10k in die Leitung zum - Eingang ein. Dann sollte es sich annähernd kompensieren. Hallo, deine negative Versorungsspannung ist Masse (0V). Die laut Datenblatt sinnvolle niedrigste Ausgangsspannung ist deshalb 0,5V. Nach Plus dann entsprechend 4,5V. Abhlife Bei "single supply" muss man durch geeigneten Offset am Eingang dafür sorgen, dass man den Opamp-Ausgang in einen vernünftigen Bereich bringt. Dazu habe ich am Eingang einen Offset von 2,5V gewählt. Gruß Helmut
Angehängte Dateien:
Ich würde eher einen anderen OPV wählen. Wozu benötigt man einen bipolaren OPV mit etwa 1nV/VHz bei einer so hohen Eingangsimpedanz? Das Rauschen der Widerstände ist deutlich höher, als das des OPVs. Auch sollte man sich fragen, warum man unbedingt ein 165MHz OPV für 22kHz Grenzfrequenz einsetzen will. Hallo, 1. Übrigens verursachen die 10uA Eingangsstrom bereits eine deutlich Verschiebung des Offsets. 10uA*9kOhm = 90mV 2. Außerdem erhöht sich die Rauschspannung deutlich wegen den "hochohmigen" Widerständen in Verbindung mit dem hohen Rauschstrom des Opamps. Un = 3.5pA/sqtrt(Hz)*9kOhm = ca. 30nV/sqrt(Hz) Das heißt man hat statt den theoretisch möglichen 1nV/sqrt(Hz) jetzt 30nV/sqrt(Hz) auf Grund des hohen Opamp-Eingangsstromes in Kombination mit den "hohen" Werten der Widerstände. Ein 62Ohm Widerstand hat ca. 1nV/sqrt(Hz). Alle extrem rauscharmen Opamps haben einen hohen Eingangsstrom und damit zwangsläufig einen hohen Rauschstrom. Man kann die niedrige Rauschsspannung von 1nV/sqrt des Opamps nur nutzen, wenn man mit Widerständen im Bereich von 50Ohm arbeitet. Das gilt übrigens für alle Opamps da bei diesen niedrigen Widerstandswerten dann tatsächlich das Spannunsgrauschen dominiert. Gruß Helmut
Angehängte Dateien:
Gast
#4907932
Hallo und vielen Dank an alle. Der OPV war im alten Schaltplan drin und wurde einfach genommen "weil so einer schon vorhanden war", ich sehe ihn hier auch nicht als einen optimalen Typen an. Ich denke dass ein Präzesions-OPV an der Stelle geeigneter wäre. Der OPV bekommt in Schaltung bereits ein Eingangssignal der auf 2,5V liegt, ein Offset wurde gesehen und ich habe aus dem Grund den Eingang auf Masse gelegt, und nochmals das Gleiche beobachtet. Bedeutet das jetzt dass man hier einen OPV wählen sollte mit möglichst wenig "Input bias current", ist das richtig? Ich sehen z.B. dass LT1001 nur 0,5nA hat. Gruß.
Gast
#4907943
Helmut S. schrieb: > deine negative Versorungsspannung ist Masse (0V). Die laut Datenblatt > sinnvolle niedrigste Ausgangsspannung ist deshalb 0,5V. Nach Plus dann > entsprechend 4,5V. Hi Helmut, wo genau siehst du das im Datenblatt? Ich dachte das wäre ein Rail-to-Rail-Typ. Gruß. Am Ende solltest Du ihn so wählen wie Du in brauchst. Der gewählte OP passt halt nicht wirklich zu den restlichen Spezifikationen. Wie schon oben erwähnt kann man einen Teil des Bias Stroms kompensieren. Wenn Du in Deiner Simulation einen weiteren 10k Widerstand hinzufügst kommst du von 200mV auf ca. 200µV. OPV-Frage schrieb: > Helmut S. schrieb: >> deine negative Versorungsspannung ist Masse (0V). Die laut Datenblatt >> sinnvolle niedrigste Ausgangsspannung ist deshalb 0,5V. Nach Plus dann >> entsprechend 4,5V. > > Hi Helmut, > wo genau siehst du das im Datenblatt? Ich dachte das wäre ein > Rail-to-Rail-Typ. > > Gruß. Im Datenblatt sind einige Spezifikationen die bei 5V Versorgung für Vout von 0,5V bis 4,5V gelten, z. B. Avol. Dann schaut man sich weiter hinten im Datenblatt die interne Schaltung an. Da sieht man dann, dass man am Ausgang nicht unter die Sättigungsspannung des NPN-Ausgangsstransistors kommen kann. Alle klassischen Bipolar-Rail to Rail Opamps haben diese Schaltung am Ausgang. Bei CMOS-Opamps dann halt mit einem NMOS Transistor. Da kommt man dann vielleicht sinnvoll bis auf 100mV herunter aber auch nicht vernünftig auf 0V. Wer "single supply" macht, muss wissen, dass es keine echten 0V am Ausgang gibt. Man könnte natürlich einen 1k Widerstand nach Masse dranhängen um das "letzte Stück" allein mit Pull-down zu machen aber auf die üblichen guten dynmaischen Eigenschaften muss man dann verzichten. Dem Ausführungen von Helmut im Prinzip nichts hinzufügen. Trotzdem vielleicht der Verweis auf einen Blog Beitrag, der sich mit dieser Thematik beschäftigt: https://lowcurrent.wordpress.com/2015/09/07/strom-senken-mit-dem-lm324/ Dort ging es im Prinzip zwar um DC, aber das Problem ist genau das Gleiche. Der LM324 kommt normal auch bis auf 0V am Ausgang, aber halt nur solange er keinen Strom senken muss. Antwort schreiben |
Anzeige
|
