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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsregler für Operationsverstärker


Autor: Gast (Gast)
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Guten Morgen,

ich betreibe eine Analogverstärkerschaltung, bestehend aus einem TL074 
Operationsverstärker, direkt mit der Spannung eines Netzteils +10/-10V.

Meine Frage ist nun: Würden die Operationsverstärker mit weniger 
Rauschen arbeiten, wenn ich auf meiner Platine noch extra 
Spannungsregler zur Stabilisierung hätte?

Ich glaube mich daran erinnern zu können, dass heutige OPs irgendwas mit 
>100dB Unterdrückung für Spannungsschwankungen an der Betriebsspannung 
haben.

Weiß da jemand was?

Gruß
Gast

Autor: Martin Laabs (mla)
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Nein. Denn der Spannungsregler erzeugt ja selbst nochmal Rauschen. 
Weniger Brumm würde es aber vermutlich schon geben. Die PSRR von den 
vielen dB gelten übrigens nur bei recht niedrigen Frequenzen.
Wenn dich der Brumm nicht stört würde ich es so lassen wie es ist. Das 
höherfrequente Rauschen kann man ja sehr gut durch Spulen/Feritte und 
Kondensatoren filtern.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Ich (Gast)
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Wenn das Eingangssignal relativ klein ist vllt. einen rauschärmeren OPV 
verwenden.

Autor: HildeK (Gast)
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>Meine Frage ist nun: Würden die Operationsverstärker mit weniger
>Rauschen arbeiten, wenn ich auf meiner Platine noch extra
>Spannungsregler zur Stabilisierung hätte?
Ich würde den Aufwand nur dann treiben, wenn die Versorgungsspannung 
sehr schlecht wäre.
Was du aber zur Verbesserung tun kannst, wäre einfach einen kleinen 
Widerstand (oder eine Spule) und einen Elko + Kerko in die 
Versorgungsleitungen des OPA schalten. An dem Widerstand sollten 
natürlich nicht mehrere Volts abfallen ...

>Die PSRR von den
>vielen dB gelten übrigens nur bei recht niedrigen Frequenzen.
>Wenn dich der Brumm nicht stört würde ich es so lassen wie es ist.
Wie die PSRR von der Frequenz abhängig ist, weiß ich zwar nicht, aber 
gerade Brumm ist niederfrequent und wird sehr deutlich unterdrückt. 
Problematischer sind oft Spannungsteiler in OPA-Schaltungen, um einen 
DC-Level, eine künstliche Masse etc. zu machen. Da nützt die PSRR dann 
nichts mehr, denn der Dreck wird ja mehr oder weniger direkt auf die 
Signalwege gekoppelt.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo,

> ich betreibe eine Analogverstärkerschaltung, bestehend aus einem TL074
> Operationsverstärker, direkt mit der Spannung eines Netzteils +10/-10V.
>
> Meine Frage ist nun: Würden die Operationsverstärker mit weniger
> Rauschen arbeiten, wenn ich auf meiner Platine noch extra
> Spannungsregler zur Stabilisierung hätte?
Der Vorteil der Linearregler ist, daß sie
a) die Brummspannung reduzieren und
b) relativ resistent gegen falsche Spannungsversorgung sind 
(Verpolschutzdiode vorausgesetzt). Das ist insbesondere dann nützlich, 
wenn Du im Labor arbeitest und Deine Kollegen die Schaltung ebenfalls 
benutzen.

Rauschen hat sehr häufig andere Ursachen als das Rauschen in der 
Versorgungsleitung, da Du standardmäßig bei jedem OPV einen 
100nF-Keramikkondensator von UCC nach Masse schaltest. Durch den 
Kondensator wird die Rauschbandbreite stark reduziert.

> Ich glaube mich daran erinnern zu können, dass heutige OPs irgendwas mit
>>100dB Unterdrückung für Spannungsschwankungen an der Betriebsspannung
> haben.
Poste lieber mal Deine Schaltung und gib den Frequenzbereich an. Dann 
können wir vielleicht hilfreichere Tips geben.


Gruß,
  Michael

Autor: micro (Gast)
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Benutz doch den TL082, der ist viel rauschärmer als der 074 und 
spezialisierter für NF Technik.

MfG micro

Autor: Layouter (Gast)
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>Wie die PSRR von der Frequenz abhängig ist, weiß ich zwar nicht, aber
>gerade Brumm ist niederfrequent und wird sehr deutlich unterdrückt.

Ist leider im Datenblatt des TL074 (hab bei TI und STT geschaut) nicht 
angegeben.
Im Angehängten Datasheet des OP-07 findest du das auf Seite 9/16 Figure 
15. Der Verlauf ist bei allen OP-Amps gleich, lediglich die 
Grenzfrequenz und das PSRR bei DC varieren.

Gruss

Autor: HildeK (Gast)
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>Im Angehängten Datasheet des OP-07 ...

Danke für die Information.
Trotzdem, wenn man die Kurve fortführen darf, sind im Audiobereich auch 
bei den oberen Frequenzen noch ganz Ordentliche 30-40dB drin. Zusammen 
mit den erwähnten R/L-C-Kombinationen sollten damit Rauschbeiträge über 
die Versorgung keine relevante Rolle spielen. Die Cs an den 
Versorgungspins sind sowieso Pflicht.

Autor: Exe (Gast)
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Hi HildeK
War auch überrascht dass die response so drastisch auf die Frequenz 
reagiert obwohl schon klar war dass mit zunehmender Frequenz die 
Unterdrückung der Störspannungen aus Vcc/Vee fallen wird.
Andererseits.
Die massgeblichen "Störungen" liegen im 50/100-Hz-Bereich was die 
Versorgungen anbetrifft und da ist die Unterdrückung praktisch 
unabhängig von der Frequenz.
Ich würde generell der Methode des zusätzlichen Reihen-R plus Block-C 
den Vorzug vor Festspannungszwergen geben da jedes aktive Bauteil 
GRUNDSÄTZLICH mehr Rauschen bringt, wo immer es sich befindet. Auch eine 
Z-Diode am Block-C wirkt Wunder. Zudem sind die Festspannungszwerge 
wahre Magier wenn es darum geht parasitäre Schwingungen zu erzeugen.
Zitat eines Mitstreiters hier:
""Wenn ich einen Oszillator brauche baue ich mir einen Verstärker. Der 
schwingt sicher an"".

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Benutz doch den TL082, der ist viel rauschärmer als der 074

Na dann steck das mal TI, denn die behaupten doch dreist:

 "The JFET-input operational amplifiers in the TL07_ series are designed 
as low-noise versions of the TL08_ series amplifiers"

(allerdings macht das eh keinen Unterschied, da sowohl bei TI als auch 
bei STM beide Familien mit identischen Rauschkurven spezifiziert sind)

Autor: Jens G. (jensig)
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@ Exe (Gast)
>GRUNDSÄTZLICH mehr Rauschen bringt, wo immer es sich befindet. Auch eine
>Z-Diode am Block-C wirkt Wunder. Zudem sind die Festspannungszwerge

Also Z-Dioden wurden früher sehr gern als Quelle für Rauschgeneratoren 
benutzt. Hier wirste also eher ein blaues (Rausch-)Wunder erleben ...

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Gast wrote:
> Guten Morgen,
>
> ich betreibe eine Analogverstärkerschaltung, bestehend aus einem TL074
> Operationsverstärker, direkt mit der Spannung eines Netzteils +10/-10V.
>
> Meine Frage ist nun: Würden die Operationsverstärker mit weniger
> Rauschen arbeiten, wenn ich auf meiner Platine noch extra
> Spannungsregler zur Stabilisierung hätte?
>
> Ich glaube mich daran erinnern zu können, dass heutige OPs irgendwas mit
>>100dB Unterdrückung für Spannungsschwankungen an der Betriebsspannung
> haben.
>


die 100 dB gelten bei niedrigen Frequenzen.

Zu höheren Frequenzen nimmt dieser Wert rapide ab.

Sind die 10V bereits stabilierst oder ist das einfahc nur "Gleichrichter 
+ Glättungselko"?

Zu Messungne was eine sehr gut stabilisierte Speisung bringt:

Die Kurzform: http://tangentsoft.net/elec/opamp-linreg.html

Die ausgedehnte Variante via google : "Walt Jung regulator"

Fazit: Es bringt schon einiges, aber lohnt den Aufwand nur bei 
augefeilter Elektronik.


hth,
Andrew

Autor: Einer (Gast)
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Einfach aber effektiv

Autor: Exe (Gast)
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Hi Jens
Da hast du eine Kleinigkeit übersehen. Jede Diode, nicht nur Z-Dioden 
kann als Rauschgenerator verwendet werden aber du solltest einmal einen 
Ic mit ungleich mehr aktiven Dioden und auch Z-Diodenstrecken in 
Relation zu EINER Z-Diode setzen dann wird der Unterschied wohl klar 
werden.
Die Z-Diode als Spannungsstabilisator ist ein halbaktives Bauteil dessen 
negative Kennlinie ausgenützt wird. Ein Festspannungszwerg ist ein 
geregeltes, aktives Bauteil mit einer Unmenge Rauschquellen die sich 
akkumulieren.
Da muss man nicht anfangen zu vergleichen.
Die Z-Diode hat aufgrund ihres niedrigen differentiellen Widerstands 
bereits den Effekt eines Block-Cs und wenn der dann noch, wie ich 
schrieb, parallel liegt hat es sich ausgerauscht.
Ein Zwerg ist extrem niederohmig am Ausgang und da hat es der Block-C 
ungemein schwerer das Rauschen abzuwürgen.
Leuchtet doch ein, gelle?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Ist schlichtweg Blödsinn.

Autor: Jens G. (jensig)
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also wenn es um vergleichsweise niedrige Versorgungsströme bei geringem 
Raquschen geht, bevorzuge ich RC/LC/LRC-Filter vorm Versorgungs-Pin.
Klar hat ein IC viele Rauschquellen, aber Z-Dioden rauschen meines 
Wissens um ein Vielfache stärker bzw. "weißer" (in "Z-Richtung"). Es 
kommt natürlich auf den OPV und dessen Beschaltung an, wie sehr das auf 
den Ausgang durchschlägt. Aber wenn Rauschen ein Kriterium ist, würde 
ich gar nicht erst mit Z-Dioden als Rauschminderer anfangen (zumindest 
nicht direkt am OPV-Versorgungs-Pin).

Autor: Scherbo (Gast)
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Ohne Begründung ... ?

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Jens G. wrote:
> also wenn es um vergleichsweise niedrige Versorgungsströme bei geringem
> Raquschen geht, bevorzuge ich RC/LC/LRC-Filter vorm Versorgungs-Pin.
> Klar hat ein IC viele Rauschquellen, aber Z-Dioden rauschen meines
> Wissens um ein Vielfache stärker bzw. "weißer" (in "Z-Richtung").

Genauso ist das.

> Es
> kommt natürlich auf den OPV und dessen Beschaltung an, wie sehr das auf
> den Ausgang durchschlägt.

Ebenfalls : genauso ist das.


> Aber wenn Rauschen ein Kriterium ist, würde
> ich gar nicht erst mit Z-Dioden als Rauschminderer anfangen (zumindest
> nicht direkt am OPV-Versorgungs-Pin).

Zumindest buried Zener, da diese weniger rauschen als bandgap.
Du kommst halt selten um die Zener herum, denn irgendwo muß man halt die 
Referenz unterbringen.

Autor: Scherbo (Gast)
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Wenn man die Zener-Dioden in Sperrichtung betreibt kann man nichtmehr
vom Schrotrauschen ausgehen, seh ich das richtig ?

Autor: Jens G. (jensig)
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@  Andrew Taylor (marsufant)
>Zumindest buried Zener, da diese weniger rauschen als bandgap.
>Du kommst halt selten um die Zener herum, denn irgendwo muß man halt die
>Referenz unterbringen.

jo sicher - aber eben nicht direkt am Versorgungspin, bzw. parallel zum 
Block-C dort am OPV, wenn es ums Rauschen gehen soll - irgendeine 
passive Filterung betrachte ich als das beste, wenn es um minimales 
Rauschen von der Versorgung her geht.

Autor: Ulrich (Gast)
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Die Festspannungsregler Rauschen zwar etwas, aber wenn man das mit PSSR 
multipliziert kommt beim TL07x wohl kaum mehr raus als das 
Eingangsrauschen. Im Vergleich zum OP07 sollte sich die PSSR kurve wohl 
auch noch zu etwas höheren Frequenzen verschieben.
Wenns Rauscharm sein soll, wäre das erst einen besseren OP als den TL07x 
zu finden.
Die einfache "stabilisierung" mit dem einen Transistor ist eine gute 
alternative, denn wirklich stabil muß die Spannung ja nicht sein.

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