Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Op fängt integration nicht von 0 an.


von Basti T. (Gast)


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Hallo,
ich habe seit kurzem ein Problem. Ich habe einen integrierer aufgebaut. 
OP mit R & C. Der Op fängt mit der integration nicht bei 0 an. Mir geht 
es bei der Frage nicht um eine konkrete Lösung.

Ist es bei realen OPVs immer so dass man nicht bei 0 anfangen kann? Kann 
man das irgendwie umgehen? Welche Möglichkeiten gibt es? Welche 
Eigenschaften muss ein realer OP haben damit ich anfangen kann ab 0 zu 
integrieren?

Schonmal Danke für eure Antworten.

Mfg
Basti T.

von Mark (Gast)


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Deine Frage ist in diesem Fall warum am invertierenden Eingang nicht 
Massepotential anliegt also virtuelle Masse. Wie der Name schon sagt 
virtuelle Masse! Nicht reale Masse.

Du müsstest an diesem Punkt so wenig Spannung wie möglich haben.
Wie du das machen kannst weiss ich auch leider nicht. Habe auch keine 
Erfahrung mit realen Bauelementen.

Habe ich denn dein Problem richtig erkannt?

von U.R. Schmitt (Gast)


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Das ist die Anfangswertbedingung.
Bei analogen Rechenschaltungen gab es immer einen Schalter und 
enstprechend ein 10-Gang Poti um den Anfangswert einzustellen.
Du musst also vorher dafür sorgen, daß der Anfangswert entsprechend 
steht.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Der klassische Integrierer

  http://de.wikipedia.org/wiki/Integrierer#Integrierer

fängt bei anfänglich entladenem Kondensator und geeignet dimensionierter
Versorgungsspannung sehr wohl bei null an. Kleine Abweichungen (wenige
mV) entstehen allenfalls durch die Offsetspannung des Opamp.

von Basti T. (Gast)


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[Zu Martin]: Rechtecksignal am Eingang sool integriert werden, also 
lineare Steigung am Ausgang.
Was meinst du genau mit künstl. Intelligenz? Ich benutze einen normalen 
OP ohne µC oder ähnlichem drum rum.

Sorry bin noch anfänger.

[Zu Mark]: Jap du hast das Problem richtig erkannt.

von Basti T. (Gast)


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Habe eine Abweichung von knapp 50 mV. Dimensioniert habe ich richtig 
Ua=(-Ue/RC)*t + U0

Habe mit dieser Formel gearbeitet.
Endwert stimmt auch. Aber mein integrierer fängt bei knapp 50mV an zu 
integrieren. Ich will aber einen möglicht genauen integrierer, auch für 
sehr kleine Zeiten.

Dankeschön.

von U.R. Schmitt (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> fängt bei anfänglich entladenem Kondensator und geeignet dimensionierter
>
> Versorgungsspannung sehr wohl bei null an.

Real hat man dazu einen Schalter, der den kondensator vor 
Integrationsbeginn kurzschließt, bzw enn man beliebiege 
Anfangsspannungen will einen 2pol. Um Schalter mit dem man den 
Kondensator vor Beginn der Integration auf eine definierte Spannung 
auflädt.
Du musst dir im klaren sein, daß du nicht beliebig lange integrieren 
kannst, da du immer Offsetfehler mit aufintegrierst und damit 
zwangsläufig irgendwann an der positiven oder negativen 
Versorgungspannung endest.

von U.R. Schmitt (Gast)


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Basti T. schrieb:
> Ich will aber einen möglicht genauen integrierer, auch für
> sehr kleine Zeiten.
Dann musst du dir einen OP mit möglichst geringer Offsetspannung und 
trotzdem hohem Eingangswiderstand suchen der schnell genug ist.
Als Kondensator einen mit möglichst geringen Leckstrom. Ich würde jetzt 
mal sagen Folien, aber die Leute mit mehr Prakis können dir das genauer 
sagen.

von Basti T. (Gast)


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Halo Yalu,

Erstmal Dankeschön für deine Hilfe.
Das tue ich, ich schließe den Op am Anfang für 1ns nach Masse kurz. Wenn 
ich dann Anfange zu integrieren habe ich das Problem dass mein Ausgang 
ersteinmal von z.B. 5mV einen Sprung (unendliche Steigung) nach 50mV 
macht und dan anfängt linear zu integrieren.

von Helmut L. (helmi1)


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Basti T. schrieb:
> Das tue ich, ich schließe den Op am Anfang für 1ns nach Masse kurz. Wenn
> ich dann Anfange zu integrieren habe ich das Problem dass mein Ausgang
> ersteinmal von z.B. 5mV einen Sprung (unendliche Steigung) nach 50mV
> macht und dan anfängt linear zu integrieren.

1ns ist aber verdammt kurz.

Der klassische Integrierer mit nur einem Widerstand und einem C wie er 
in der Literatur beschrieben taugt in der Praxis nicht. Deine 
unvermeintlichen Offsetspannungen des OPs und Leckstroeme der Cs lassen 
jeden Integrator nach einiger Zeit an die Betriebsspannungsgrenzen 
laufen. Deshalb wird in realen Schaltungen parallel zum C ein Widerstand 
geschaltet der diesen Fehlern entgegenwirkt. Dadurch ergibt sich aber 
zwangslauefig das er nicht ganz exakt integriert. Einen Integrierer wie 
du in dir vorstellst gibt es im realen Leben nicht. Selbst wenn du ihn 
in Software auf einen uC nachbildest hast du mit den gleichen Problemen 
zu kaempfen. Mit ausnahme der Leckstroeme des Cs.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Basti T. schrieb:
> Das tue ich, ich schließe den Op am Anfang für 1ns nach Masse kurz.

Wie meinst du das? Legst du den Ausgang des Opamps kurzzeitig auf Masse?
Dadurch wird der Kondensator nicht (zumindest nicht vollständig) entla-
den, dafür kommt aber der Opamp wegen es Kurzschlusses durcheinander.

Du musst den Kondensator kurzschließen, nicht den Opamp.

von Ina (Gast)


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Basti, am besten zeigst du uns mal deine Schaltung...

von Basti T. (Gast)


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Da gibt es eigtl. nicht viel zu zeigen. OPV mit R am invertiernden 
Eingang und C in der Rückkoppling. Wie in jedem Lehrbuch. Nicht inv. 
Eingang an Masse.
Am Eingang liegt ein Rechtecksignal welchen integriert werden soll.

von Helmut S. (helmuts)


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Opamp Typ?
Versorgung +5V, -5V?
R?
C?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Interessant wäre vor allem auch, wie genau du den Integrierer am Anfang
auf Null setzt. Ich vermute, da liegt der Hund begraben.

von ArnoR (Gast)


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Basti T. schrieb:
> einen Sprung (unendliche Steigung) nach 50mV
> macht und dan anfängt linear zu integrieren.

Na da steht doch was dein Problem ist. Der Eingangssprung ist einfach zu 
steil. Er pfeift über die parasitäre Parallelkapazität des Widerstands 
zum invertierenden Eingang und weiter durch den OPV hindurch zum 
Ausgang.

von Basti T. (Gast)


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Okay, und wie verhindere ich das?

von Anja (Gast)


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Basti T. schrieb:
> Erstmal Dankeschön für deine Hilfe.
> Das tue ich, ich schließe den Op am Anfang für 1ns nach Masse kurz. Wenn
> ich dann Anfange zu integrieren habe ich das Problem dass mein Ausgang
> ersteinmal von z.B. 5mV einen Sprung (unendliche Steigung) nach 50mV
> macht und dan anfängt linear zu integrieren.

Den OP oder den Kondensator im Rückkopplungszweig.
Ist das ein Teflon-Kondensator oder ein normaler.

siehe auch Bob Pease zu Dielektrischer Absorption:

http://www.national.com/rap/Application/0,1570,28,00.html

Gruß Anja

von Michael (Gast)


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WIE machst du deinen Integrator Reset (Schaltung?)

Mit einem 1ns Reset an ??? erschrickst du allenfalls ein paar 
Leitungsinduktivitäten ;-)

von Anja (Gast)


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Michael schrieb:
> erschrickst du allenfalls ein paar
> Leitungsinduktivitäten

War irgend was?
Ich denke die bewegen sich nicht mal.

Gruß Anja

von Ina (Gast)


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>Da gibt es eigtl. nicht viel zu zeigen. OPV mit R am invertiernden
>Eingang und C in der Rückkoppling. Wie in jedem Lehrbuch. Nicht inv.
>Eingang an Masse.

Mensch, Basti, und wie sieht die Reset-Schaltung aus??

So funktioniert das nicht. Du mußt schon die ganze Schaltung posten. Das 
ist doch eine sinnlose und krampfige Nebelstocherei ohne vollständigen 
Schaltplan! Und kläre uns dabei gleichmal auf, was du mit 1nsec-Impulsen 
machst?!?!?!?

von Helmut L. (helmi1)


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Basti T. schrieb:
> Da gibt es eigtl. nicht viel zu zeigen. OPV mit R am invertiernden
> Eingang und C in der Rückkoppling. Wie in jedem Lehrbuch. Nicht inv.
> Eingang an Masse.
> Am Eingang liegt ein Rechtecksignal welchen integriert werden soll.

Ja ja die Schaltungen aus dem Lehrbuch. Nur funktionieren die im realen 
Leben nicht immer so richtig. Ein bisschen Offsetspannung des OPs und 
schon laeuft der Integrator an den Anschlag.

von U.S. Schmitt (Gast)


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Anja schrieb:
> siehe auch Bob Pease zu Dielektrischer Absorption:

Danke, wieder was gelernt.

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