Ich hab mit 2 LT1363 einen Verstärker gebaut. Schaltung ist oben angehängt. Die Potis zum Offsetabgleich sind (noch) nicht verbaut!!! Die entsprechenden Pins liegen offen! Nun zeigt sich folgendes Verhalten. Lasse ich den Eingang des ersten OPV offen, schwingt der Ausgang von -Vcc bis +Vcc mit ca. 1.4MHz. Verbinde ich den Eingang (egal ob vor oder hinter dem Eingangs C) mit GND, ändert sich die Frequenz auf 4.2MHz. Beide Sachverhalte oben als JPG angehängt. Die beiden OPVs haben zusammen eine theoretische Verstärkung von 100. Ziel soll es später sein, ein vorher auf gefiltertes Signal (20kHz) zu verstärken. Was ist die Ursache? Die offenen Abgleichpins? Habe leider noch keine Möglichkeit diese mit dem richtigen Poti zu versehen. Schlechte Masse? Ist in meinem Layout vielleicht nicht die beste, aber ich nutze zu mindestens ne Ground-Plane. Hab gelesen, dass ein kleiner Widerstand vor der Rückkopplung Schwingneigungen vermeiden kann. Kriege ich das Schwingen damit wirklich komplett weg? Nächster Schritt wäre genau dies mal auf nem Steckbrett zu untersuchen. Trotzdem wäre ich jetz schonmal über Hinweise und Ratschläge dankbar. Gruß Maddin
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Experimentiere mal mit kleinen Cs (pF-10nF) parallel zu R20 und R22. Abblockkondensatoren scheinen auch zu fehlen. Poste mal noch das Layout dazu.
Luk4s K. schrieb: > Experimentiere mal mit kleinen Cs (pF-10nF) parallel zu R20 und R22. Mach ich. Luk4s K. schrieb: > Abblockkondensatoren scheinen auch zu fehlen. Nene sind vorhanden. Jeweils 100nF für jeden Versorgungspin auf Masse.
Die Frage ist ja, welche Zielbandbreite gesucht wird. Das ist ja ein sehr fixer OPV. Gruss Klaus
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Hier mal das Layout. Habe Beschriftungen eingeführt. Des Weiteren ist mir aufgefallen, dass der GND Pin des oberen OPV nicht direkt mit der mittleren Massefläche verbunden ist sondern einmal um das ganze Board läuft. Deshalb habe ich an dieser Stelle bereits eine zusätzliche Verbindung hergestellt. Ja der OPV ist wirklich schnell. Ich hoffe das bricht mir nicht die Beine. Aktuelle will ich nur 20kHz verstärken. Jedoch wäre es nicht schlecht wenn nach oben ein bischen Reserve bleibt (ca. 40kHz) und die OPV nicht schon gleich bei 21kHz in die Knie gehen.
Die Massefläche, die eine sein sollte ist keine, seh dir doch mal an, über was für einen mikroskopischen Steg der obere Opamp angebunden ist. Viel bringt deine zusätzliche Verbindung da auch nicht. Der untere +15V bringt bei seiner momentanen Masseanbindung fast nichts.
Mein Puls steigt... Auf was man nich alles achten muss. Aber klar. Wie hieß es? Sternförmige Masseverbindungen? Heißt also möglichst alle GND-Pins der C´s und OPV auf eine zusammenhängende Massefläche ziehen? Aber das geht doch in der Realität so gut wie nie..!? Sind ja noch andere ICs drauf, dann haben die wieder ne schlechte Masse.? Mannoman, nagut. Muss eben das beste draus gemacht werden. Vielleicht is noch Zeit für ne neue Version. Aber: Is das der Grund für das Schwingen? Bzw. kann es sein? Ich sollte vielleicht ersteinmal mit den C´s rumspielen.
Der Kondensator an den +15V bringt aber auch nicht viel. Leg ihn über den Ausgang drüber.
Mit ner doppelseitigen Platine und VIAs/Dukos ist das Problem einfachst in den Griff zu bekommen. Wenn es ein Einzelstück werden soll, dann würde ich auf eine geätzte Platine verzichten und es so machen, wie Jim Willams es macht: http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1154,C1009,C1028,P1219,D4138 Seite 102ff Den Rest der Appnote ist auch sehr empfehlenswert Diese Methode hat sich bei mir auch mehrfach bewährt.
Maddin schrieb: > Ich sollte vielleicht ersteinmal mit den C´s rumspielen. Würde ich auch tun. Ein Kondensator ist ja schnell huckepack über den Widerstand gelötet. Da du — gemessen an der Bandbreite des Opamp — relativ hochohmige Widerstände benutzt, machen sich Leitungs- und Eingangskapazitäten des Opamps schon deutlich bemerkbar. Die benötigte Parallelkapazität liegt in der Größenordnung von 1pF. Da du aber bei Weitem nicht die volle Bandbreite brauchst, ist es auch kein Fehler, den Kondensator ein gutes Stück überzudimensionieren. Da dadurch der Opamp künstlich ausgebremst wird, sind auch die Layoutaspekte nicht mehr ganz so kritisch. Im Datenblatt stehen unter "Layout and Passive Components" ein paar Informationen dazu.
Yalu X. schrieb: > Würde ich auch tun. Ein Kondensator ist ja schnell huckepack über den > Widerstand gelötet. Da du — gemessen an der Bandbreite des Opamp — > relativ hochohmige Widerstände benutzt, machen sich Leitungs- und > Eingangskapazitäten des Opamps schon deutlich bemerkbar. Die benötigte > Parallelkapazität liegt in der Größenordnung von 1pF. Da du aber bei > Weitem nicht die volle Bandbreite brauchst, ist es auch kein Fehler, den > Kondensator ein gutes Stück überzudimensionieren. Da dadurch der Opamp > künstlich ausgebremst wird, sind auch die Layoutaspekte nicht mehr ganz > so kritisch. > > Im Datenblatt stehen unter "Layout and Passive Components" ein paar > Informationen dazu. Vielen Dank für diese Erklärung. Jetzt ist mir auch klar, inwiefern ich was mit den C´s bewirke. Vielleicht bekomm ich auch noch langsameren OPV gleichen Typs ran. Ich werde berichten.
Abblock-C'S so na wie möglich am IC platzieren. Mit "nah" meine ich nicht einfach nur örtliche Nähe, sondern elektrisch kurze Strippen. Der einzige C, der sinnvoll angeordnet ist, ist am unteren IC am -15V Anschluß. Also jeweils beide C's (+ und -) auf Masse in der nähe des nichtrinvertierenden Anschluß (Pin 3) einklinken. Bei deiner Platine sind die fast alle nur über lange Massewege miteinander verbunden (pro IC)
Verstehe, die Masche IC-Versrogungspin -> "positiver" C-Pin -> "negativer" C-Pin -> IC-Massepin/nichtinvt. Eingang muss klein in der Fläche sein?!
Maddin schrieb: > Verstehe, die Masche IC-Versrogungspin -> "positiver" C-Pin -> > "negativer" C-Pin -> IC-Massepin/nichtinvt. Eingang muss klein in der > Fläche sein?! http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung
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Aus Fehlern lernt man. 2ter Versuch. Wohl besser oder? vielleicht is ja noch jemand wach ;) Gruß Maddin
Ich vergaß: Die Pfeile kennzeichnen den Weg AUS der Quelle. Diesmal ist eine Groundplane auf der Bottom Seite vorhanden. Nur vereinzelnt liegen dort auch Leiterbahnen, wie z.B. im letzten Bild ein Teil der +15V und -15V.
Geilo. Zuerst habe ich 15pF parallel zu beiden Rückkopplungswiderständen probiert. Siehe da, Amplitude des Schwingens hat sich deutlich auf ca 800mV reduziert. Da geht noch mehr dacht ich. Also aus 15pF mal 47pF gemacht und schon waren es nur noch 10mV. Frequenz in diesem Fall bei ca. 140kHz. Dabei sollte ich es belassen, da diese sowieso rausgefiltert werden. Very cool, wie einfach das doch war... Dank euch. ;) Zu meinem Layout könnt ihr aber trotzdem noch was sagen, wenn hier wieder mehr los ist :) Gruß Maddin
> Zuerst habe ich 15pF parallel zu beiden Rückkopplungswiderständen > probiert. Siehe da, Amplitude des Schwingens hat sich deutlich auf ca > 800mV reduziert. Hmm, ich hätte eigentlich erwartet, dass die Schwingung schon mit weniger pF komplett verschwinden. Nur um sicher zu gehen: Du hast jeweils einen Kondensator parallel zu den beiden 120kΩ- bzw. 240kΩ-Widerständen geschaltet? Wenn es dann bei konstanter Eingangsspannung immer noch Dauerschwingungen gibt, scheinen da noch irgendwelche zusätzlichen parasitären Elemente zu existieren, von denen wir bisher nichts wissen. Ein schnell abklingendes Überschwin- gen bei einem angelegten Rechtecksignal würde ich gerade noch als plau- sibel betrachten, aber bei dir sieht es ja viel schlimmer aus. > Zu meinem Layout könnt ihr aber trotzdem noch was sagen, wenn hier > wieder mehr los ist :) Die Anordnung der Blockkondensatoren und der Masseflächen sieht jetzt viel besser aus. Prinzipiell könntest du den Kondensator links oben (-15V) an die gleiche Masse-"Halbinsel" schalten, an der auch schon der Kondensator rechts oben (+15V) hängt. Zusätzlich können die beiden Kondensatoren für +15V noch etwas näher an die ICs geschoben werden, Platz dafür ist ja vorhanden.
>Zuerst habe ich 15pF parallel zu beiden Rückkopplungswiderständen >probiert. Siehe da, Amplitude des Schwingens hat sich deutlich auf ca >800mV reduziert. Da geht noch mehr dacht ich. Also aus 15pF mal 47pF >gemacht und schon waren es nur noch 10mV. Frequenz in diesem Fall bei >ca. 140kHz. Dabei sollte ich es belassen, da diese sowieso rausgefiltert >werden. Da ich immer noch vermute, daß die Schwingungen von der schlechten Abblockung kommen, und nicht von irgendwelchen "normalen" Rückkopplungsgeschichten vom Ausgang auf den inv. Eingang, denke ich mal, daß Du diese "Lösung" nicht wirklich anwenden solltest. Denn wenn sich mit steigender C-Größe selbst bei 47p die Amplidute nicht auf 0 reduzieren läßt, ist anzunehmen, daß es eher die Abblock-C sind, die unglücklich platziert sind/waren. Ich würde also an Deiner Stelle die neue Platine benutzen, wo die C's schon ganz gut platziert sind. Zusätzlich noch die Masse unter den invertierenden Eingängen (Pin 2) aussparen (damit keine zu großen parasitären C's dort rumlungern), und zusätzlich die R's, die an Pin2 gehen, möglichst auch dicht an den IC ran, damit aufgrund kürzerer Leitungslänge an Pin 2 ebenfalls die parasitären C's reduziert werden. Alles Cu, was an Pin2 direkt dran ist, sollte möglichst kleine Fläche haben. Den R unten rechts neben dem unteren IC würde ich als 90° drehen, und soweit wie möglich an den IC ransetzen (deselbe dann auch oben beim anderen IC). Eigentlich ist es auch vorteilhaft, die Ausgangsleitungen, die direkt an den Ausgangspins 6 liegen, ohne Masse von hinten zu machen - aber ich denke, bei einem 70MHz ist das vielleicht noch nicht so kritisch. Und ich denke, es ist eine schlechte Idee, Ein- und Ausgang auf dieselbe Steckerleiste unmittelbar nebeneinander zu setzen. Schließlich hast Du ja 100-fache Verstärkung, so daß bereits kleines Streukapazitäten zw. Ein/Ausgang zu Oszillationen führen können. Wenn schon beide zusammengeführt werden sollen, dann noch mindestens eine Masseleitung dazwischen vorsehen
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Also. Ja ich bin dabei das von euch erwähnte nun konsequent für die ganze Platine anzuwenden. Ich hoffe ich kann nocheinmal eine fertigen lassen. Bis dahin muss ich jedoch mit dem was ich habe sicherstellen, dass keine Fehler in der Funktionsweise der Schaltung sind. Habe das mal ausprobiert mit den freigestellten Masseflächen auf der Bottomseite. Siehe oben beide Lagen. Dann habe ich mich mal rangesetzt und die Verstärkerstufen mit den parallelen 47pF untersucht. Also Frequenzgang und Phasengang aufgenommen. Und man siehe die 47pF waren wirklich zu viel des Guten. Der 3dB Punkt bzw. die Grenzfrequenz hat sich auf ca. 6kHz verringert. Das geht mal garnicht, wenn ich 20kHz verstärken will. Dann ist mir noch etwas aufgefallen. Die beiden OPVß´s werden ganz schön warm. Anfangs habe ich nur leicht Wärme gespürt, als ich später den Eingang mal offen ließ, waren die ganz schön heiß. Ist das Normal bei so dicken/schnellen OPV´s. Nun gut die brauchen ja jeweils schon ca 8mA bei +-15V. Sind dann schon 240mW ohne Last. Aber OPV´s kühlen? Wer macht denn sowas? Macht mir bissal Angst. Gruß und schönen Abend Maddin
Warum sollen 240mA Angst machen? Ist doch noch voll im Rahmen (im Datenblatt wird auch dieses Thema angesprochen - brauchst nur mal durchlesen, was die max. Verlustleistung so angeht). Achja - es hilft der Stabilität auch, wenn die R's zur Verstärkungseinstellung nicht zu hochohmig werden. Wird um so kritischer, je höher die GBW des OPV ist. 120/140kOhm sind also nicht mehr als so ideal zu betrachen. Ich würde schon zu nur noch einem Zehntel neigen, sofern der Eingang so niedrig werden darf.
Jens G. schrieb: > Warum sollen 240mA Angst machen? Ist doch noch voll im Rahmen (im > Datenblatt wird auch dieses Thema angesprochen - brauchst nur mal > durchlesen, was die max. Verlustleistung so angeht). Ja schon klar, ich bezweifel auch nicht, dass die Verlustleistung im zulässigen Rahmen bleiben. Nur, das heißt ja nicht, dass ein Bauteil nicht den Hitzetod sterben kann. Durch 1A Transis im To-92 kann ich auch 1A schicken, aber ob der das ohne Kühlung überlebt... Wer weiß. Jens G. schrieb: > Achja - es hilft der Stabilität auch, wenn die R's zur > Verstärkungseinstellung nicht zu hochohmig werden. Wird um so > kritischer, je höher die GBW des OPV ist. 120/140kOhm sind also nicht > mehr als so ideal zu betrachen. Ich würde schon zu nur noch einem > Zehntel neigen, sofern der Eingang so niedrig werden darf. Ja werde ich unter Berücksichtung des Eingangswiderstandes anpassen.
Sorry - meinte natürlich 240mW (nicht mA). Aber egal - ob ein 1A Transis im To-92 verglüht, hängt nicht einfach vom Strom ab, sondern eben dessen Verlustleistung, die er gerade umsetzt. Wenn der TO-92 nur im Schaltbetrieb arbeitet, dann ist das eine Ampere auch egal, und heizt nicht so sehr, wie im analogen bereich.
Ich wollte auch nur sagen, dass auch wenn man die Spezifikation im Datenblatt nicht überschreitet das Bauteil kaputt geht, weil man zB. die Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses nicht beachtet hat.
Die Wäremleitfähigkeit (oder üblicher Wärmewiderstand) ist Teil der Spezifikatio im DB. Und damit kannst Du ausrechnen, daß Du mit den 240mW deutlich vom Maximum entfernt bist. Erst so bei 400/500mW wirds langsam kritisch, je nach Platine, die ja auch kühlt über die Pins.
Ich möchte dieses Thema einmal weiterführen, da das Problem mit dem Schwingenden LT1363 immer noch nicht ganz behoben wurde. (Nein ich habe nicht durchgängig daran gearbeitet) Ich habe ein neues Layout verwendet. im Prinzip wie die letzten Layoutbilder. Mein Messpfad sieht folgendermaßen aus: Instr.Amp (A=100) -> 2x Bandpass (f=20khz, Q=3) -> 2x Verstärkung mit LT1363 mit A=100 Gesamtverstärkung für 20kHz Komponenten = 40.000 Messungen ergaben: Auf der Betriebsspannung (+-10V) sind im Abstand von 1/11kHz kleine Pulse mit anschließendem Einschwingverhalten (ca. halbe Si-Fkt). FFT Spektrum zeigt Peaks bei vielfachen von 11kHz mit steigendem Pegel bis in MHz Bereich. Diese Puls sind auch im Ausgangssignal der ersten Stufe enthalten. 2x11Khz liegen im Durchlassbereich des Bandpasses und werden deshalb auch schön mit ca. 40000 verstärkt. Macht am Ausgang eine Amplitude von 500mV. Das Nutzsignal ist so nicht verwendbar. Zuerst dachte ich es liegt wieder am LT1363. Dann habe ich den Eingang dessen mal mit GND kurzgeschlossen und an dessen Ausgang zeigen sich dann die Störimpulse mit Amplitude von ca. 1.5V. Dieses Signal ist sehr sauber. Ich gehe also davon aus, dass dieser auch stabil läuft und das besagte Schwingen von oben behoben ist. Lasse ich den Eingang offen, zeigen sich am Ausgang sogut wie keine Störungen. Sie Störimpule kommen also von außen und Woher weiß ich also woher die Störung kommen? Man könnte denken sie sind in der Masse (weil sich ja bei Eingangskurzschluss erwähntes Verhalten zeigt). Wie kommen sie dann aber auf die Versorgungspannungen? Oder kommen sie aus der Versorgungspannung und übertragen sich verstärkt auf den Ausgang? Zeitweise ging ich davon aus sie kommen von "außen". Ich verwende ein Netzteil ohne zusätzlich Filter usw. Einen LC Filter (fg=5kHZ) mit L und C aus der Kramkiste habe ich ausprobiert, verschlechtern aber besagtes Verhalten nur. Die Störimpulse sind unabhängig von der Größe der Versorgungsspannung. Bei allen verwendeten OPVs habe ich Strikt darauf geachtet, EntkoppelCs richtig zu positionieren. Das ich jedoch keine weiteren stabilisierung habe (und nun auch nur über einlöten in die Zuleitung realisieren kann) macht mir Sorgen. Was könnte ich nun tun? Ich habe schon darüber nachgedacht, dickere C´s (Elkos) an kritischen Stellen (überall??) über die 100nF Entkoppel-C´s zu löten. Hatte bis dato aber noch keine zur Hand. Würden es auch diese Standard SMD Keramiks tun? Ich weiß, dass sind alles spärliche Informationen, ich möchte jedoch ungern mein Layout posten. Vielleicht reichen die Informationen auch. Ich suche nur Anregungen, Kritiken und Hinweise auf typische Problemfelder.
Bei einer so hohen Verstärkung muss man vor allem für die ersten Stufen eine saubere Versorgungsspannung haben. Bei 11 kHz kommt man kaum um einen größeren Kondensator oder Elko herum. Das könnten ggf. auch 47 µF als Vielschicht Keramik sein - es muss kein Elko sein. Die Leitungen zum Elko dürfen auch etwas länger sein, notfalls auch erstmal mit ein paar cm Kabel. Beim Elko reichen 1 oder 2 Stück - wichtig ist hier ggf. der Punkt wo die Verbindung zur Signal Masse ist. Wenn das Signal bei Eingang auf GND da ist, ist das Signal auf der Massefläche. Das können z.B. die Ströme durch die Entkoppelkondensatoren sein, die in die Massefläche einkoppeln. Ein Problem könnte auch sein das am OP Ausgang einfach zu viel Kapazität dran hängt. Bei mehr als etwa 50 pF lieber einen Widerstand als Isolierung dazwischen. 11 kHz sind schon eine etwas ungewöhnliche Frequenz. Das könnte eventuell von einer Energiesparlampe kommt, oder ggf. von einem Schaltnetzteil, dass nicht ganz stabil in der Regelung ist, oder im fast Leerlauf.
Ulirch schrieb: > Beim Elko reichen 1 oder 2 Stück - wichtig ist hier ggf. der Punkt wo > die Verbindung zur Signal Masse ist. Meinst du Signal-Masse (masse vom Signal) oder das Signal Masse. Bei letzterem würde ich den Elko einfach möglichst nahe den Entkoppel C´s packen. Ulirch schrieb: > Ein Problem könnte auch sein das am OP Ausgang einfach zu viel Kapazität > dran hängt. Bei mehr als etwa 50 pF lieber einen Widerstand als > Isolierung dazwischen. Meinst du damit einen Serienwiderstand in den Ausgangspfad um Rückkopplunsstrom zu verringern? Jetzt natürlich schlecht machbar, da schon Leiterplatte fertig. Wie hier bereits Forenmitglieder gepostet haben, habe ich unten den Ausgängen der empfindlichen OPs (LT1028 und LT1363) die Massefläche auf der Bottom Seite ausgespart. Die Leitungen nicht zu dick usw. Ulirch schrieb: > 11 kHz sind schon eine etwas ungewöhnliche Frequenz. Das könnte > eventuell von einer Energiesparlampe kommt, oder ggf. von einem > Schaltnetzteil, dass nicht ganz stabil in der Regelung ist, oder im fast > Leerlauf. Ich dachte auch zuerst die Impulse kommen von außen. Habe in unterschiedlichen Laboren/Gebäuden mit unterschiedlichem Netzteil gemessen. Nur Oszi war das gleiche. Ich schätze die Störungen werden von meiner Baugruppe erzeugt/verursacht. Ich habe ein PWW auf meiner Platine. Periode 1kHz. Passt aber nicht zum Zeitverlauf der Impulse und nicht zum FFT Bild. Man sieht das PWM zwar auf der Versorgung, aber eben viel seltener als die Impulse.
Lange Leitungen (z.B. 10 cm) zum Elko sind kein Problem. Das Problem wie bei den anderen Entkoppelkandensatoren auch der Strom der über die Kondensatoren ggf. in die Masseleitung eingekoppelt wird. Deshalb ist es ggf. nötig eine seperate Masse für die Signale und für die Versorgung zu habe. Die Kondensatoren gehören zur Versorgung. Für den ersten Test würde ich die Elkos ruhig über Kabel extern anlöten - die beiden Elkos für die pos. und neg. Spannung schon extern verbinden. Wo die Masse dann am besten hinkommt muss man ggf. probieren - das hängt vom gesamten Layout ab, nicht nur dem Teil lokal um die OPs. Der Serienwiderstand hinter dem OP ist dazu da damit sich durch eine Kapazitive Last keine wesentlichen Phasenverschiebungen ergeben. Das könnte ggf. zu HF Schwingungen führen. Für die 11 kHz Störungen ist das eher nebensächlich. Der Widerstand kommt hinter die ganze Schaltung mit den OP incl. Rückkopplung. Wenn der Widerstand stört muss man ggf. die Schaltung anpassen.
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