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
Hast du bypass Kondensatoren an den Versorgungspins angeschlossen? Ist deine Quelle ziemlich hochohmig?
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.
Angehängte Dateien:
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schaltung.png
11 KB
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?
>Ein Foto vom Aufbau ...
inclusive Anklemmung des Tastkopfes!
>>Ein Foto vom Aufbau ... >inclusive Anklemmung des Tastkopfes! Tadaa! Jetzt bin ich aber mal gespannt, was Euch das sagt.
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.
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