Hallo,
ich habe die Schaltung im Anhang aufgebaut, um ein +/-5V Signal um den
Faktor 20 auf +/-100V zu verstärken.
Betrieben wird die Schaltung mit +/-10V für den OpAmp und mit +/-110V
für den diskret aufgebauten Schaltungsteil.
Die Schaltung funktioniert, hat aber einen starken Offset (etwa 4V) hin
zur positiven Versorgungsleitung.
Da ich in Analogelektronik noch nicht so fit bin, hoffe ich auf eure
Hilfe:
Was kann man an der Schaltung verändern, um den Offset kleiner und die
Schaltung etwas linearer zu bekommen?
Danke, viele Grüße,
Benito
Die einfachste Lösung ist ein ausreichend großer und spannungsfester
Kondensator am Ausgang in Reihe geschaltet.
Hat das Eingangssignal vielleicht schon einen Offset? Dann alternativ
hier genau so verfahren.
Hallo,
erstmal Danke für die Hilfe!
Einen Kondensator mit 470nF habe ich schon an den Ausgang gegen Masse
geschaltet, hat leider nichts gebracht.
Das Eingangssignal hat keinen Offset.
Ist der OpAmp vielleicht ungeeigent? Sollte ich einen OP07 probieren?
Ich habe die Schaltung mal in LTSpice simuliert, dort ist der Offset
bzw. Nichtlinearität auch zu sehen.
Wenn ich mit den Widerstandswerten an dem Stromspiegel spiele kann ich
den Offset auch verändern, aber weg bekomme ich ihn nicht.
Mit den Werten im Schaltplan ist die Nichtlinearität am geringsten.
Grüße,
Benito
> Damit hältst du den Gleichanteil von der folgenden Schaltung weg.
Ja, es erhöht allerdings die untere Grenzfrequenz signifikant :-/
@ Benito (Gast)
Ein Tipp: sieh dir mal die Funktion der Pins 1 und 5 des OPs genauer
an...
Lothar Miller schrieb:
>> Damit hältst du den Gleichanteil von der folgenden Schaltung weg.> Ja, es erhöht allerdings die untere Grenzfrequenz signifikant :-/
Ist schon klar, von einer unteren Grenzfrequenz war nur bisher noch
nicht die Rede, und Gleichtakt verstärkt man mit einer solchen Schaltung
überlicherweise eh nicht, zumindest nicht gewollt wie man sieht =)
Ist halt alles eine Frage der Dimensionierung ...
Lothar Miller schrieb:
>> @ Benito (Gast)> Ein Tipp: sieh dir mal die Funktion der Pins 1 und 5 des OPs genauer> an...
Dein Rat nutzt dem TE hier leider nicht viel: 4V V offset @ V=20 würden
200mV Vos am OPV bedeuten.
Das hat der hier verwendete OPV nicht.
Die Ursache liegt entweder vor dem OP (wie Thorsten schon ganz richtig
erkannt hat) oder in einem Schaltungsfehler (z.B. beim Aufbau).
> Dein Rat nutzt dem TE hier leider nicht viel:
Hmm, richtig.
Wenn sogar die Simulation spinnt, dann würde ich (in der Simulation) mal
die beiden Dioden rauslassen. Vielleicht liegt die Ube von Q5 zu dicht
an der Durchlassspannung...
jo, vor allem D2 ermöglicht eine zusätzliche (stärkere) Rückkopplung, so
daß die Ausgangspannung selbst über R9 keine hohe Signifikanz mehr hat.
Ansonsten auch mal checken, daß die Schaltung nicht schwingt - mit einem
normalen Multimeter erkennt man das praktisch nicht, nur indirekt an
einem scheinbaren Offset (also Oszi ranhalten)
Hallo,
Vielen Dank für eure Hilfe!
einen Kondensator in Reihe schalten kann ich nicht machen, das
Eingangssinal ist fast DC, maximale Frequenz in der Anwendung ist etwa
10Hz.
Das der Offset nur vom verwendeten OpAmp stammt kann rein rechnerisch
nicht sein, wie schon gechrieben, ich werde aber dennoch einmal einen
OP07 versuchen, wenn mir einer in die Hände fällt.
Die Schaltung schwingt nicht, Offset usw. habe ich mit Oszi gemessen,
siehe Anhang.
Die Schaltungsänderungen werde ich mal simulieren.
Grüße,
Benito
Schau mal ins Datenblatt des STK3062. Das ist ein Vorverstärker IC für
Audio Verstärker. Da ist eine Schaltung drin, die ein Offset und
Ruhestrom Poti hat. Kannst Du irgendwo in Deine Schaltung auch einbauen.
>Die Schaltungsänderungen werde ich mal simulieren.
Häng doch mal die Datei zur Simulation hier rein.
Ich würde Q5 als erstes mal einen Basiswiderstand
verpassen. R9 und R8 um den Faktor 10 vergrößern
und die Dioden rauswerfen.
Anbei die LTSpice Simulation.
D2 kann man rauslassen, ändert gar nichts.
Lässt man D1 allerdings auch weg, schwingt die Schaltung laut
Simulation.
Genauso, wenn man für D1 2 Dioden einsetzt.
Vielen Dank!
hatte ich vorhin D2 gesagt? Ich meinte natürlich D1. Die begrenzt den
Hub des OPV nach unten, und zwar bei rund 0.6V - also dort, wo auch Q5
anfängt zu leiten. Daß Du bei Wegnahme dieser D1 in Schwingungen
gerätst, ist natürlich Pech, aber auch zu erwarten (Q5/Q6 liefern
nochmal einen kräftigen Verstärkungsschub (innere Verstärkung), was bei
OPV-Schaltungen selten gut geht). Die D1/D2 begrenzen das nur rein
zufällig - vielleicht war das auch so gewollt??? Ich würde daher einen R
von ein paar k oder so vom Ausgang zu D1/D2 reinschalten, um deren
Einfluß etwas zu dämpfen.
Die Diode D1 ist definitiv ein Problem. Man könnte das Schwingen
eventuell loswerden, wenn man D1 durch 2 Dioden ersetzt (oder auch ganz
wegläßt ?) und paralle dazu einen kleinen Kondensator von z.B. 100 pF
nimmt. Effektiv verlangsamt das den Operationsverstärker. Der eher
langsame OP07 statt dem relativ schnellen LF411 könnte auch schon was
bringen.
Es sollte ein Problem sein die Schaltung stabil zu kreigen, wenn der OP
schneller ist, als die Transistorschaltung dahinter. Die
Hochspannungstransistoren sind nun mal oft eher langsam. Wenn es
schneller sein muß, dann sollte man zumindestens die transistoren außer
Q1,Q2 durch schnellere ersetzen, z.B. BF420/BF421. Dabei aber noch mal
auf die Leistung achten.
Eine Rückkopplung noch in der Transistorschaltung (z.B. zum Emitter von
Q5) wäre eventuell auch nicht schlecht für weniger Verzerrungen.
Super, vielen, vielen Dank!
Ich habe die Schaltung nochmal mit einem LF411 und MJE340 bzw. MJE350
simuliert und sie funktioniert perfekt.
Es gibt zwar noch leichte Überschwinger, aber die werden besser, wenn
man den Kondensator in der Rückkopplung vergrößert.
moin moin,
mach lieber die Rs in der Rückkopplung größer, R2 also > 1Mohm. Warum
soll da "Leistung" verbraten werden?
Bau auch einen Kurzschlussschutz ein, über R10, R11 je einen Transi der
der Basis von Q5/Q6 den Strom dann wegnimmt.
Das Überschwingen hängt auch von dem Strom durch R9/R12 ab, spiel damit
mal rum.
MfG
Pieter
Danke, die Änderungen werde ich übernehmen.
Den Kurzschlussschutz würde ich gerne weglassen, da die
Spannungsversorgung strombegrenzt ist.
Spricht etwas dagegen, eine zweite komplementäre Transistorstufe
parallel zur ersten zu schalten, um den maximalen Ausgangstrom zu
erhöhen?
In der Simulation funktioniert das recht gut.
Viele Grüße,
Benito
moin moin,
in der Simulation geht das nur wegen der ideal gleichen Parameter.
Real muß jeder Transi mindestens einen eigenen Emitterwiderstand haben.
Thermischer Kontakt zwischen beiden Transis ist auf Kühlblech gegeben.
Rechne das mal für Transis mit unterschiedlicher Stromverstärkung durch.
Im Aufbau würde ich Transis ausmessen und nur welche mit gleicher
Stromverstärkung einbauen.
Der Kondensator in der Rückkopplung sollte so klein wie möglich sein.
Bei 1MOhm hatte ich 2p2 drin.
mfg
Pieter
Hallo,
so sieht die Schaltung im Moment bei mir aus.
Die 470n am Ausgang sollen meine Last simulieren.
Allerdings, glaube ich, verlasse ich die SOA der Transistoren in dieser
Anwendung.
Welche anderen Transis mit höherem maximalen Kollektorstrom wären denn
geeignet?
Nochmals vielen Dank für die Hilfe!
Grüße,
Benito
HVOPAMP.jpg
(42 KB)
