Hallo, die Frage ist mir schon fast peinlich, aber ich stelle sie trotzdem. Wir haben hier seltsames Verhalten bei einem OPAMP von Texas Instr. Der TLV2401IDBVTG4 Jetzt zur Frage: Wenn ich auch dort die Eingänge kurzschliesse, muss der Ausgang doch auch auf LOW gehen!? Betriebsspannungsbereich wird eingehalten! Irgendwelche Erfahrungen mit dem Typ gemacht? Dank und Gruß
Tom schrieb: > Wenn ich auch dort die Eingänge kurzschliesse, muss der Ausgang doch > auch auf LOW gehen!? Wie kommst du darauf? Berücksichtige die input offset voltage. Die ist nicht null sondern typ. 390µV max. sogar bis 1,5mV. Wie sieht eigentlich die Schaltung aus? LG Christian
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Ok, das stimmt, das hatten wir auch schon in Verdacht. Der Hintergrund ist aber folgender, wir haben unterschiedliches Verhalten bei gleichem design aber drei unterschiedlichen Bezugsquellen des Opamp. Auch wenn ich die Schaltung mal völlig außer Acht lasse, nur VCC, GND anschließe und dann die Eingänge kurzschliesse sowie am Ausgang messe, erhalte ich diese unterschiedliche Verhalten, wobei das Marking des Opamp sich nur darin unterscheidet, dass zwei kleine Punkte mehr darauf sind, was einer Aussage des Distributor zufolge nur das Fertigungsdatum sein soll. anbei Bilder vom Marking sowie der Schaltungsauszug, Eingänge liegen über 3,3Ohm Shunt. Darüber soll der Stromfluss gemessen werden. 6V<VBAT>8V Gruß
Sowohl Betrag als auch Vorzeichen der Offset Spannung sind von Bauteil zu Bauteil verschieden. Innerhalb eines Wavers sind die Daten der Bauteile jedoch ähnlicher als über mehrere Waver. Deine gut/schlecht Kandidaten stammen aus unterschiedlichen Chargen. Damit ist es recht wahrscheinlich, dass das beobachtete Verhalten auf das Vorzeichen der Offsetspannung zurückzuführen ist. Gruß
Tom, willst du uns verulken?? Das ist doch gar keine funktionierende Schaltung, die du uns da zeigst!
Soll das ein Komperator sein? Tut er das denn so wie er soll? Besonders cool ist der 10 k nach den insgesamt 110 k. Hihi.
Hallo, hier hat niemand etwas von Komparator oder kompletter Schaltung geschrieben. Bitte lest die Artikel komplett. Ich habe den fehlenden Sense-R erwähnt. Spannungsversorgung ebenfalls. @Andreas: ja, das könnte zum Verhalten passen. Wir untersuchen grad ob das Verhalten sich für alle Modelle aus der jeweiligen Lieferung reproduzierbar ist. @Lukas: Das ist ein interessanter Punkt. Diese Schaltung wurde von mehreren für gut befunden und erfüllt auch wie gewollt mit einer Charge ihre Funktion. Ist hier eine Rückkopplung erforderlich? es sollen nur 2 Zustände am Ausgang eingenommen werden in Abhängigkeit vom gemessenen Strom. Grüße
Tom schrieb: > @Lukas: Das ist ein interessanter Punkt. Diese Schaltung wurde von > mehreren für gut befunden Hoppla. Mich hast du nicht gefragt! ;-) Das ist (theoretisch) ein OP mit unendlicher Verstärkung (landläufig: Komparator ohne Mitkopplung).... Kurz: Man darf nicht die Eingänge eines OP miteinander verbinden, und dann meinen der mache anschliessend noch was sinnvolles... Tom schrieb: > anbei Bilder vom Marking sowie der Schaltungsauszug, Eingänge liegen > über 3,3Ohm Shunt. Darüber soll der Stromfluss gemessen werden. Ein Differenzverstärker (der die Spannungsdifferenz über einem Shunt messen soll) sieht anders aus. Der hat 4 Widerstände und einer davon geht vom Ausgang zum invertierenden Eingang. Tom schrieb: > und erfüllt auch wie gewollt mit einer Charge ihre Funktion. DAS wundert mich überaus! Andreas schrieb: > Waver Damit könnte ein Wafer gemeint sein... ;-)
Hallo, @Lothar Vielen Dank für deine Antwort. Dann war das eine Fehlannahme, dass man per Kurzschluss der Eingänge die grundsätzliche Funktion eines OP testen kann. Ok, dann scheint es in dieser Variante der Schaltung wirklich Zufall zu sein, dass er seine Funktion so erfüllt. Die Schaltung eines Differenzverstärkers ist bekannt und wird nun aufgebaut und getestet. Ich werde die Schaltung und das Ergebnis hier posten. Vielen Dank nochmal. Grüße
>Ok, dann scheint es in dieser Variante der Schaltung wirklich Zufall zu >sein, dass er seine Funktion so erfüllt. Also ihr seid ja Nullcheckis. Wie kann man überhaupt erwarten, daß diese Schaltung funktioniert?? Zum Feststellen der Stromrichtung mag sie ja vielleicht noch gehen, aber zum Messen von Strömen sicherlich nicht. Der TLV2401 ist ein "ultra-low supply current" OPamp, der in vielerlei Hinsicht nicht wie ein "richtiger" OPamp arbeitet. Wahrscheinlich seid ihr einem solchen Effekt aufgesessen. Aber wie konntet ihr nur annehmen, daß diese halbfertige Schaltung überhaupt richtig funktioniert??? Kopfschüttel...
Nullchecki schrieb: > Der TLV2401 ist ein "ultra-low supply current" OPamp, der in vielerlei > Hinsicht nicht wie ein "richtiger" OPamp arbeitet. In welcher Hinsicht?
Hallo, Wie schon erwähnt, das ist nicht die komplette Schaltung!! Und es wurde nie behauptet damit einen Strom als Größe genau messen zu wollen. Es soll nur registriert werden, ob überhaupt ein Strom fliesst. Es ging hauptsächlich um das Verhalten des OPAs auch außerhalb dieses Schaltungsteils und seines spezifischen Verhaltens. Das wurde schon von Lothar und auch Andreas erwähnt und auch registriert. Wer hier mehr reininterpretiert als dazu gesagt wurde ist eher ein "Nullchecki" MFG
>Wie schon erwähnt, das ist nicht die komplette Schaltung!! Und warum zeigst du uns dann nicht die komplette Schaltung, sondern läßt uns herumraten?? >Und es wurde nie behauptet damit einen Strom als Größe genau messen zu >wollen. Es soll nur registriert werden, ob überhaupt ein Strom fliesst. Und warum sagst du das nicht von Anfang an? >Wer hier mehr reininterpretiert als dazu gesagt wurde ist eher ein >"Nullchecki" Ich habe mich ja bereits selbst als Nullchecki bezeichnet, weil ich deine kryptischen Erläuterungen nicht gescheckt habe. Du mußt auch ein wenig an die anderen denken, wenn du um Rat fragst... >In welcher Hinsicht? Erst mal ist das Teil mit einer UGBW von rund 5kHz und einer "settling time" von rund 5msec ultra langsam. Dadurch ist die "open loop gain" bei Frequenzen unter 5kHz so gering, daß der OPamp eine vermeindlich eingestellte Verstärkung vorgaukeln kann. Solche ultrasparsamen, extrem langsamen OPamp sind tückisch, weil sie eigentlich nur bei DC leidlich gut funktionieren. Ihr Verhalten ist noch weit weniger ideal als das eines normalen OPamp und die Dinger arbeiten nur mit äußerst geringen Lasten am Ausgang hinreichend genau. Die ganze Beschaltung muß darauf ausgelegt und sehr hochohmig ausgeführt sein, sonst knickt das Teil ein und das Ausgangssignal kriecht verirrt um den korrekten Wert herum.
Lothar Miller schrieb: >> Der TLV2401 ist ein "ultra-low supply current" OPamp, der in vielerlei >> Hinsicht nicht wie ein "richtiger" OPamp arbeitet. > In welcher Hinsicht? "nullchecki" bezieht sich vermutlich auf den suboptimalen Übergang zwischen dem NPN- und dem PNP-Differenzverstärker der ersten Stufe. Schau dir einmal die Kurven V_off/V_CM oder I_B/V_CM an. Ich würde sehr vorsichtig sein, wenn meine Schaltung durch diesen Bereich fahren müsste. Tom schrieb: > wollen. Es soll nur registriert werden, ob überhaupt ein Strom fliesst. Wie du nun lernst, war diese Schaltung für diesen Zweck auch nie geeignet. Wie "nullchecki" schrieb, du kannst (für hinreichend große Ströme) feststellen, ob ein positiver oder ein negativer Strom fließt - das ist auch alles.
Ich erinnere mich an eine Anwendung, bei der ich vor vielen Jahren mal solche OPamps von Maxim eingesetzt habe. Um weiter Strom zu sparen (Batteriebetrieb!), sollte die Schaltung nur zeitweise angeschaltet werden. Die Schaltung hat aber schon das Anschalten der Versorgungsspannung nicht verkraftet, sondern fing spontan an zu schwingen. Ich hatte nicht bedacht, daß diese OPamps nur eine miserable PSRR haben. Erst als ich in die Betriebsspannungszuleitung eines jeden OPamp fette RC-Glieder eingefügt habe, lief die Schaltung. Man muß sich die Datenblätter dieser ultrasparsamen OPamp ganz genau anschauen und mit vielen dokumentierten und nicht dokumentierten Überraschungen rechnen. Diese Dinger setzt man nur ein, wenn man muß...
Nullchecki schrieb: > Diese Dinger setzt man nur ein, wenn man muß... Nach Durchsicht des Datenblatts kann ich das nur bestätigen. Die Dinger sind extrem "auf Kante genäht"... :-o
Hallo, ok, erstmal möchte ich mich für den regen Austausch bedanken. Weiterhin noch für die doch stark beschränkten Angaben entschuldigen. Ich wollte den Sachverhalt nicht unnötig verkomplizieren. Um an dieser Stelle nun weiter zu kommen, gebe ich die Randparameter nochmals bekannt: - batteriegespeiste Elektronik (6-8V Betriebsbereich) - Funktion: Erkennung eines Verbrauchers ab ca. 2mA und Ansteuerung eines Aktors(MOSFET), also DC Anwendung, ähnlich der beschriebenen Anwednung von "Nullchecki" - da ständig versorgt, Low Power Typ - Messung über Serien-R im Verbraucherkreis. (3,3Ohm) Vielleicht hat jemand ne Idee oder einen Ausweichtypen dazu. Oder falls doch der Typ TLV2401, gibt es noch weitere Hilfsmaßnahmen (RC glieder in VCC), ihn doch für diese Funktion zuverlässig einsetzen zu können? Vielen Dank im Vorraus! Grüße
Tom schrieb: > Erkennung eines Verbrauchers ab ca. 2mA > - Messung über Serien-R im Verbraucherkreis. (3,3Ohm) 6,6mV... Hmmmm. Dann gib doch einfach auf einen deiner Eingänge (den negativeren) eine "Offsetspannung". Wie ist der Shunt angeschlossen? Hast du dort Massebezug? Wie?
6,6mV liegt im Offsetbereich, ja! Nein der Sense-R liegt direkt hinter der Batterie und vor dem Verbraucher, ohne Massebezug...also direkt in Reihe. Er hat schaltungstechnisch eine Schutzfunktion (ATEX) und soll für Verbrauchererkennung "missbraucht" werden. Gruß
Tom schrieb: > Nein der Sense-R liegt direkt hinter der Batterie und vor dem > Verbraucher, ohne Massebezug... Mit Massebezug ist gemeint, ob der OP an der selben Versorgung hängt wie der Widerstand. Ohne Massebezug kannst du mit keinem OP messen. Du könntest ja nicht mal die Gleichtaktspannung festlegen. BTW: wenn der Shunt an der Batterie hängt, die auch den OP versorgt, dann kommst du automatisch in den "schlechten" Eingangsbereich des OPs...
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Hallo, wie versprochen teste ich den Differenzverstärker und poste hier das Ergebnis. Der Aufbau ist wie im beigefügten Bild zu erkennen. Das simulierte Verhalten ist auch so erwünscht. Leider entspricht das nicht ganz dem realen Verhalten in Bezug auf das Verhalten bei Last = offen. Das heisst der OPAmp-Ausgang liegt knapp unter Vcc, obwohl die Last offen ist und kein Strom fliesst und auch keine Udiff anliegt. Das liegt dann wohl an dem hohen Eingangsspannungsoffset und der doch hohen eingestellten Verstärkung Vout = Ve*(Rf/R1). Oder hat noch jemand eine Idee dazu? Danke schon einmal. Grüße
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Hallo, ich nochmal. wie im Bild im Anhang zu sehen, habe ich jetzt die Last mal sinusförmig mit einer Amplitude von 20mA und einem Offset von 20mA simuliert. Das Ergebnis sieht so aus, dass Vout nicht unter 2,45V fällt, auch bei Iload = 0mA. Auch habe ich den gleichen Aufau mit einem LM358 gemacht und der Wert Vout war dort 0,26V. Nun entsprechen die 2,45V als Vout immer noch nicht dem gemessenen Wert, jedoch geht es schon in diese Richtung. Ok, da ich aber einen OP mit sehr geringer Stromaufnahme brauche, suche ich nach möglichen Verbesserungen für diese Schaltung! Wie kann ich eine Stromschwellenerkennung realisieren, die mir bei Überschreiten eines Stromwertes, ein Ausgangssignal liefert, dass ich weiter als Steuersignal verarbeiten kann? Bin für jeden Hinweis dankbar! Grüße
>Oder hat noch jemand eine Idee dazu?
Das dürfte mit der nicht idealen Gleichtaktunterdrückung zu tun haben.
Du solltest eben keinen Highside-Shunt verwenden, bei dem du die ganze
Versorgungsspannung als Störsignal hast, sondern einen Lowside-Shunt.
Oder aber einen Spannungsabfall am Shunt erzeugen, der mal deutlich aus
dem ganzen Offset-Getümmel herausragt und für eindeutige Verhältnisse
sorgt. Mit deinen 6,6mV am Shunt kommst du in einer solchen Schaltung
einfach nicht weit. Das ist mindestens eine Größenordnung zu klein.
Hallo, LowSide Sensing hatte ich auch schon erwogen, jedoch gefällt mir das angehobene GND nicht, bzw. der Applikation dahinter. ok, wenn ich die "Schwelle" der Stromerkennung anhebe auf ca. 20mA, liege ich auf jeden Fall außerhalb des Offset Bereichs. Das klappt auch gut soweit. Wie kann ich jedoch bei offener Last das beschriebene Verhalten vermeiden? Grüße und Dnake für die Geduld! Tom
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Probiers mal hiermit.
>Wie kann ich jedoch bei offener Last das beschriebene Verhalten vermeiden?
Eventuell mit einer Grundlast. Eine CMRR von 60dB beschert dir immerhin
bei 8V Versorgungsspannung eine Fehlerspannung von 8mV, die wie eine
zusätzliche Offsetspannung in Erscheinung tritt (intern zwischen den
Eingängen)!
Hallo das mit der Grundlast selber erzeugen wollte ich vermeiden, aber der angeschlossene Verbraucher hat eine Grundlast, die dieses Verhalten unterdrückt. Ich habe das auch schon zusammen getestet. Funktioniert. Nachdem ich nun mal die Werte der Widerstände überarbeiten wollte, ist mir etwas aufgefallen: ich erhalte jetzt mit Simu und Aufbau in etwas gleiche Ergebnisse, jedoch habe ich bei der Simulation den inv. Eingang des TLV auf Lastseite des Sense-R, aber beim Testaufbau auf Quellenseite. Das erschliesst sich mir grad nicht. Kann mir das jemand mal helfen? Drehe ich das in der Simulation, erhalte ich das gleiche Fehlverhalten wie in der Realität, aber wieder mit vertauschten Eingängen des OPV. mmhh
Kommando zurück, tut mir leid, falscher Alarm. letzten Beitrag ignorieren. Ich teste das nochmals und werde das Ergebnis mit Bauteilwerten dann hier einstellen. Grüße
>ich erhalte jetzt mit Simu und Aufbau in etwas gleiche Ergebnisse, >jedoch habe ich bei der Simulation den inv. Eingang des TLV auf >Lastseite des Sense-R, aber beim Testaufbau auf Quellenseite. Das >erschliesst sich mir grad nicht. Kann mir das jemand mal helfen? Auch ich habe in meinem Entwurf diese Anschlüsse vertauscht, wie du vielleicht schon gemerkt hast. Du machst einen Fehler, wenn du diesem OPamp ein ideales Verhalten unterstellst. Diese Dinger sind nicht annähernd so ideal, wie das Datenblatt es dir glauben machen will. Und oft verhalten sich die zwei Eingänge unterschiedlich und zeigen keineswegs die vorgegaukelte Symmetrie. Vergiß die Simulation und versuche vielmehr durch reale Messungen das Verhalten des Teils in den Griff zu bekommen. Bis wohin funktioniert noch alles normal, und ab wann benimmt er sich merkwürdig. Versuche den Ausgang dazu zu bringen, dort, wo etwas passieren soll, nicht gerade in der Sättigung kleben zu bleiben. Schau, daß er schon um den Bereich herum etwas zu tun bekommt. Deswegen habe ich die Verstärkung mit R3 und R4 kleiner gewählt als in deinem Entwurf. >tut mir leid, falscher Alarm. letzten Beitrag ignorieren. War aber garnicht so falsch...
Hallo, ja ich werde deinem Rat folgen und den Aufbau mit mehreren Konfigurationen und auf mehreren Boards testen. Auch will ich, aufgrund der Erfahrungen die zu Beginn des Threads hier geschildert habe, mehrere dieser Typen testen, um nicht bei Wechsel der Charge wieder im Regen zu stehen. Danke "Nullchecki" für deine hilfreichen Kommentare und Anregungen. Ich werde den Aufbau bis zum Lastschaltglied in meiner endgültigen Version hier als Simu ablegen. Weist du, ob man bei Tina sowas wie ne Monte Carlo Simu machen kann? Grüße
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>Weist du, ob man bei Tina sowas wie ne Monte Carlo Simu machen kann?
Das weiß ich jetzt nicht. Aber du kannst verschiedene Bauteile ein
ganzes Band an unterschiedlichen Werten durchlaufen lassen, um auf diese
Weise den Einfluß von Bauteiletoleranzen zu testen. Für ein
Doppel-T-Filter habe ich das mal gemacht. Dazu wählst du in "Analysis"
"Set Control Object", falls dir das weiterhilft.
>falls dir das weiterhilft
Ja das ist schon sowas in der Richtung...Danke!
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Hallo, wie versprochen melde ich mich wieder, wenn ich ein Stück weiter bin. Ich habe den oben gezeigten Aufbau realisiert und auch parallel dazu in LT Spice simuliert. Stimmt auhc ganz gut überein. Was jedoch in LT nicht geht, oder ich finde es nicht, ist die Möglichkeit eine Monte Carlo oder Toleranz Drift Simulation, so wie in Tina. Hat da jemand einen Tip für mich? Ich habe diesen Aufbau nun 5 Mal aufgebaut und getestet. EMV technisch habe ich noch einen 10pF parallel zu beiden Eingängen geschaltet. Falls jemand noch Anmerkungen oder Verbeserungen hat, gerne. Aktuell, wie im Diagramm zu sehen, wird der N-Kanal bei ca. 4,2mA durchgesteuert. Gerne würde ich simulieren können, wie sich dieser Punkt bei schwankenden(Toleranz) Widerstandswerten verschiebt. Grüße
>Gerne würde ich simulieren können, wie sich dieser Punkt bei >schwankenden(Toleranz) Widerstandswerten verschiebt. Setz doch andere Widerstandswerte in deiner Simulation ein! Deine MOSFET-Schaltung ist übrigens sehr hochohimg, da können sich Leckströme schon ungesund auswirken...
Die Simu mit vielen verschiedenen Werten ist eben sehr aufwändig aber wohl die einzige Möglichkeit. Ja diese Dimensionierung der MOSFET Ansteuerung ist aufgrund der Low Power Anforderung entstanden. EMV? Ich bin noch nicht durch nen Vortest durch damit? Will gerne Ende der Woche ne neue LP Version fertigen lassen, deshalb noch für jeden Hinweis dankbar. Grüße
Also, ich würde den Aufbau wirklich zweistufig auslegen, so wie weiter oben schon gezeigt, damit die Schaltung genügend steil schaltet und die MOSFETs entweder ganz aus oder ganz an sind.
Ok ich gebe dir recht, die Sicherheit wäre dann auf jeden Fall höher, in keinen undefinierten Zustand zu kommen. Ich versuche das noch mit aufs Board zu bekommen. Danke! Kann ich dich vielleicht auf einen anderen Artikel verweisen? du bist ja analog ganz gut unterwegs ;-) Überspannungsdetektor mit ISL21440 Grüße
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Hallo, so ich möchte nochmals das Ergebnis meines Eintrags hier veröffentlichen. Dank der Hilfe von "Nullchecki" hab ich ne zuverlässig arbeitende Lösung gefunden, die jetzt auch schon mehrfach getestet wurde. Es steht "lediglich" der EMV Test an. Na mal sehen. Die Schaltpunkte liegen bei 6V ubatt = 4mA und bei 9V Ubatt = 6mA. Durch den Komparator erhalte ich saubere Schaltpunkte und die angeschlossenen P-MOS bzw. N-MOS FET schalten sauber durch oder ab. ich hab nen Originalauszug vom Schaltplan, die Simuschaltung und das Chart dazu angehangen.Hoffe es ist alles zu erkennen. Vielen Dank nochmals an das Forum. Grüße
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