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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Aktiver Gleichrichter 1MHz Operationsverstärker


Autor: Michael Korte (Gast)
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Hallo,
ich möchte mir einen aktiven Einweg Gleichrichter für 1MHz bauen, bin 
aber mit meinen Bauteilen an die Grenzen gestoßen. Der schnellste Op den 
ich habe, ist ein LF 357, und diesen habe ich mit UF 4007 Dioden 
bestückt, aber das Ergebnis sieht schon bei 250 kHz so bescheiden aus, 
dass ich euch alles andere ersparen möchte...
Was benötige ich für Bauteile bei meinem Vorhaben, oder kann ich das 
Schaltungstechnisch auch anders lösen ???
viele Grüße
Michael

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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LF355 und 1N4148 bringen Dich WESENTLICH weiter.

Autor: Michael Korte (Gast)
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Aber laut Datenblatt ist doch der LF355 langsamer, und 1N4148 habe ich 
versucht, sieht noch viel schlimmer aus...
Grüße

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Welche Gleichrichterschaltung mit welcher Dimensionierung der passiven
Bauteile hast du denn aufgebaut?

Deine Schaltung scheint bei negativen Eingangsspannungen zu schwingen.
Tut sie das auch dann noch, wenn du eine negative Gleichspannung
anlegst, oder klingen die Schwingungen dann irgendwann ab?

Das Platinenlayout spielt bei dieser Anwendung auch eine Rolle. Die
Anschlussleitungen der Bauteile in der Gegenkopplungsscheife und der
Stützkondensatoren sollten sehr kurz sein.

Generell sind solche Gleichrichterschaltungen bei höheren Frequenzen
nicht so leicht zu beherrschen, da der OpAmp-Ausgang im Nulldurchgang
des Eingangssignals um eine oder zwei Diodenspannungen springen muss.
Ist der OpAmp zu langsam, enstehen an dieser Stelle Fehler im Ausgangs-
signal. Ist er zu schnell, besteht die Gefahr des Schwingens. In deiner
Schaltung scheint beides der Fall zu sein.

Der LF357 ist im Wesentlichen ein LF355 mit einer kleineren Kapazität
für die interne Frequenzkompensation. Er ist zwar, wenn ich das Daten-
blatt richtig interpretiere, trotzdem noch für Verstärkung 1 geeignet,
dürfte aber deutlich schwingfreudiger sein.

Dass die Schaltung mit der UF4007 besser funktioniert als mit der
1N4148, liegt vermutlich daran, dass die höhere Kapazität der UF4007
eine externe Frequenzkompensation für den OpAmp darstellt und somit die
Schwingungen etwas reduziert. Ich würde aber trotzdem die 1N4148 nehmen
und eine externe Frequenzkompensation ggf. mit einem "richtigen"
Kondensator vornehmen, dessen Kapazität genauer definiert und weniger
spannungsabhängig ist als die der Diode. Hast du die Schaltung dann
irgendwann am Laufen, kannst du überlegen, statt des Kondensators gleich
einen langsameren OpAmp-Typ aus der gleichen Serie (also einen LF356
oder LF355) zu nehmen.

Autor: Marcus (Gast)
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Hallo Michael,

probier es mal mit dem OP37 und Shottky-Dioden BAT46 oder BAT48.
Aber nicht die Bypass-Kondensatoren (Versorgungsspannung) dicht am OP 
vergessen.
Hast du ein Layout und eine geätzte Platine oder Loch/ Streifenraster ?
Die Störungen in deinem Plot deuten etwas auf kleine Aufbaufehler der 
Schaltung.

bis dann
Gruß Marcus

Autor: Marcus (Gast)
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Ups,
da war Yalu X. schon schneller.

Noch mal gRU?
Marcus

Autor: Michael Korte (Gast)
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Hallo, danke schon mal für die Antworten.

Erstmal sorry, solche Frequenzen sind für mich Neuland, habe sonst mehr 
mit Audio zu tun.
(Natürlich) habe ich die Schaltung bisher nur auf dem Steckbrett.(geht 
das gar nicht ???)
Versorgungsspannung ist +/- 15 V.
Ich habe auch schon BAT 41 probiert, die habe ich noch liegen.
Der Einganswiderstand ist 10k, die Gegenkopplung ist 22k, ich habe aber 
auch schon beides mit 10k probiert.
grüße
Michael

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Das ganze kann man auch sehr breitbandig mit Transistoren machen.
Der Differenzverstaerker Q1,Q2 stellt von Hause aus 2 gegenphasige 
Signale an den beiden Kollektoren zu verfuegung. Als Gleichrichtdioden 
werden hier die beiden Emitterfolger Q3,Q4 benutzt. Am Emitter der 
beiden steht die gleichgerichtete Spannung zur verfuegung. Q7,Q6 bilden 
Stromquellen fuer den Betrieb des Differnzverstaerkers und der 
Ausgangsstufe. Mit Q5 und  Poti R9 wird das Ausgangspotential wieder auf 
Masse verschoben.
Zur dimensionierung gilt:

R1 = R2 = 2* (R3)

Bei entsprechend breitbandiger Auslegung der Stufe geht die Schaltung in 
den MHz Bereich.

Gruss Helmi

Autor: Michael Korte (Gast)
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Hallo nochmal,

Ich habe mal versucht mit verschiedenen Kondensatoren eine 
Frequenzkompensation zu bauen, aber leider ohne Erfolg. Der LF357 macht 
hat aber schon bei geringen Frequenzen viel "Gerippel". Ich habe dann 
noch verschiedene andere OPV`s aus meinem Sortiement ausprobiert, wie 
zB.
4558
NE5532
TL072
TL082
TL062 ....
diese Verhalten sich alle ruhig, nur dass die irgendwann natürlich die 
Frequenz nicht  mehr schaffen, und von der Verstärkung in den Keller 
gehen.
In den nächsten Tagen bekomme ich ein par OP37, und werde die mal 
testen. Wenn das auch nicht gehen sollte, probiere ich mal die 
Transistorschaltung von Helmi, welche für mich auf den ersten Blick aber 
aussieht wie ein Zweiweggleichrichter, oder liege ich da falsch??
Wenn noch jemand eine Idee hat, ich freue mich über jede Anregung,

viele Grüße
Michael

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Michael Korte schrieb:
> welche für mich auf den ersten Blick aber
> aussieht wie ein Zweiweggleichrichter

Die sieht nicht nur so aus, das ist ein Zweiweggleichrichter.

Autor: MaWin (Gast)
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> Einweg Gleichrichter für 1MHz bauen,

So schlecht sieht das gleichgerichtete Signal nicht mal aus,
nur deine Nullinie schwingt. Das wird zum Teil am Steckbrett liegen.

Das Problem aller dieser Gleichrichter: Wenn im abgeschnittenen 
negativen Zweig der OpAmp in Sättigung, also Vollausschlag geht, ist der 
Anfang der Halbwelle beschnitten. Such also eine Schaltung, bei der der 
OpAmp nicht sättigt.

Ansonsten gilt bei allen hohen Frequenzen (wie hier den 1MHz): Man 
braucht schnon schnelle OpAmps, und für die gutes Platinenlayout, um das 
Signal sauber zu übertragen. Die Diode ist schnell genug, selbst eine 
1N4148 täte es, aber Schaltungen bei denen ein Komparator den 
Nulldurchgang erkennt und einen FET schaltet der das Eingangssignal dann 
kurzschlisst, sind schneller, weil bei denen gar kein OpAmp im Signalweg 
liegt. Wahlweise kann man einen OpAmp mit dem Komparatorsignal auch 
zwischen invertiert/nicht-invertiert schalten, dann hat man einen 
Vollweggleichrichter.

Autor: Zipp (Gast)
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Da ist dann schnell mal fertig mit OpAmps. Ich empfehle einen LTC5505 
oder aehnlich, der beginnt offiziell erst bei 300MHz, inoffiziell aber 
schon sehr viel tiefer, was auch immer der Koppelkondensator bringt. Ich 
wuerd einen 10uF Keramik nehmen und dann geht der auf unter 1MHz runter.

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