Hallo liebes Forum,
erstmal kurz zum Zweck der Schaltung: Ich generiere mir zunächst mit
einem xr2206 ein Dreieckssignal mit 10Hz und 150mV Amplitude. Diesem
Signal soll nun ein Sinussignal aufmoduliert werden, welches ich mit
einem weiteren xr2206 erzeuge mit 50kHz und 10mV.
Zur Addition der Signale benutze ich einen Summierverstärker mit
Verstärkung 1 mit einem LM358. Dem Summierer sind zwei Spannungsfolger
vorangestellt zwecks Impedanzanpassung, weil ich das irgendwo gelesen
habe.
Das Problem ist jetzt, dass die Signale völlig falsch addiert werden.
Das Ausgangssignal ist entweder rein positiv oder rein negativ, d.h. das
Sinussignal wird immer abgeschnitten, wenn das Dreieckssignal von einer
negativen zu einer positiven Spannung wechselt (und umgekehrt). Außerdem
ändert sich die Amplitude des Sinus ständig (scheint eine Schwebung zu
sein). Vielleicht noch anzumerken, dass ich den LM358 mit +-5V betreibe.
Ich hoffe jemand kann mir helfen, vielleicht gibt es ja einen besseren
Addierer für das Problem. Danke.
Max schrieb:> Vielleicht noch anzumerken, dass ich den LM358 mit +-5V betreibe.
Zeig mal den Rest der Schaltung...
Welche Ausgangsspannung erwartest du?
> Das Ausgangssignal ist entweder rein positiv oder rein negativ, d.h. das> Sinussignal wird immer abgeschnitten
Kannst du da mal ein Bild davon machen?
Ggf. ist der Spannungsfolger zu hochohmig ausgelegt, wenn er nur aus
einem Transistor plus Widerstand in der Emitterleitung besteht.
Ohne Schaltplan macht es aber keinen Sinn, hier weiterzudiskutieren. Die
Salamitaktik bringt doch nichts.
Max schrieb:> erstmal kurz zum Zweck der Schaltung: Ich generiere mir zunächst mit>> einem xr2206 ein Dreieckssignal mit 10Hz und 150mV Amplitude. Diesem>> Signal soll nun ein Sinussignal aufmoduliert werden, welches ich mit>> einem weiteren xr2206 erzeuge mit 50kHz und 10mV.
Da sollte ein 10Hz Dreiecksignal rauskommen, welches mit einen 50KHz
Sinus überlagert ist.
Bei dieser Konstellation kann keinesfalls eine Amplitudenmodulation
rauskommen. Mal abgesehen das es sich hier um eine reine Addition
handelt.
Gesetz der Fall man hätte wirklich eine Modulation ( durch
Multiplizieren der beiden Signale ) was soll denn da hinten raus kommen?
M.E. kann bei diesen Frequenz und Pegelverhältnissen niemals was
vernünftiges entstehen. Der 50KHz Träger ist gegenüber dem 10 Hz
Dreiecksignal viel zu klein.
Ralph Berres
Sorry erstmal für das Missverständis mit der Modulation, ich meinte
einfach eine Addition der beiden Signale.
Ich hab jetzt mal eine einfache Skizze für den Schaltplan angehängt. Die
Signale vom XR2206 werden sauber erzeugt, so dass ich hier die genaue
Beschaltung nicht eingezeichnet habe. Ich denke das Problem muss beim
Summierverstärker liegen, vielleicht passt das ja auch nicht mit den
Spannungsfolgern zusammen.
Im zweiten Bild sind die Signale dargestellt. Ich hoffe es ist
einigermaßen anschaulich, dass der Sinus an der 0V Linie einfach
abgehackt wird anstatt hindurchzulaufen. Was ich mir auch nicht erklären
kann, warum die Amplitude des Sinus so variiert.
Ich hoffe das Ganze wird jetzt klarer. Danke schon mal für weitere
Anregungen.
Max schrieb:> Ist ein nichtinvertierender Summierverstärker wobei der Eingang für> Subtraktionen eben auf Masse gelegt ist.
Nee nee nee, mal eben die Eingänge vertauschen funktioniert nicht. Du
scheinst das Prinzip hinter einem invertierenden Summierer nicht
verstanden zu haben. Deine Schaltung summiert da gar nichts. Mach es so
wie mhh schrieb.
LG Christian
Hallo Christian,
ich hab da nicht einfach selbst rumgefuscht, das überlass ich anderen.
Die Schaltung habe ich hierher:
stefandumler.de/PDF/specimen01_3.pdf
Da wird auch darauf eingegangen, dass die Spannungsfolger sinnvoll sind.
Außerdem wird ja bei mir schon summiert ;)
Nichtsdestotrotz werd ich euren Rat umsetzen und es halt mit einem
"normalen Addierer" versuchen.
Gruß,
Max
Hmm, bei näherer Betrachtung funktioniert das sogar, obwohl der
Wirkmechanismus ein anderer ist. Ich ziehe daher meine Behauptung
zurück. Du musst aber noch den Rückkopplungswiderstand, der die
Verstärkung des OPVs bestimmt auf das doppelte des Widerstands gegen
Masse setzen, da sonst nur zwei drittel der Eingangsspannungen am
Ausgang entsteht. Anbei mal eine Simulation.
LG Christian
Christian L. schrieb:> Hmm, bei näherer Betrachtung funktioniert das sogar,
Logisch.
> obwohl der Wirkmechanismus ein anderer ist.
Es sind einfach 2 gekoppelte Spannungsteiler...
Max schrieb:> Ich hab jetzt mal eine einfache Skizze für den Schaltplan angehängt.
Ein paar Bauteilwerte wären arg interessant...
Max schrieb:> Nichtsdestotrotz werd ich euren Rat umsetzen und es halt mit einem> "normalen Addierer" versuchen.
Ich habe den kleinen Verdacht, dass du mit diesen Spannungen SEHR an die
Grenzen des LM358 gehst mit 10mV Eingangssignal, bei max. 7mV
Offsetspannung ohne Offsetabgleich...
Max schrieb:> mit 50kHz und 10mV.
Und diese 50kHz willst du um wieviel verstärken? Mit einer Unity Gain
von 1MHz ist da nicht viel Luft...
Lothar Miller schrieb:> Es sind einfach 2 gekoppelte Spannungsteiler...
Ja, ist mir dann auch aufgefallen.
> Ein paar Bauteilwerte wären arg interessant...
Die Widerstände sind alle 100k.
> Und diese 50kHz willst du um wieviel verstärken?
So, wie ich es verstanden habe sollen diese nur addiert werden.
LG Christian
Christian L. schrieb:>> Ein paar Bauteilwerte wären arg interessant...> Die Widerstände sind alle 100k.
Die Frage galt dem TO Max...
Max schrieb:> Was ich mir auch nicht erklären> kann, warum die Amplitude des Sinus so variiert.
Wie wurde das gemessen?
Mit welcher Frequenz wiederholt sich diese "Modulation"?
Lothar Miller schrieb:>>> Ein paar Bauteilwerte wären arg interessant...>> Die Widerstände sind alle 100k.> Die Frage galt dem TO Max...
Hä? Die stehen doch auch so in seiner Zeichnung im rechten unteren Rand.
Oder versteh ich dich gerade falsch?
LG Christian
So auf mehrfachen Wunsch sind hier ein paar Screenshots. Ich denke das
Problem wird in den ersten beiden Bildern ersichtlich.
Danke Christian für die Simulation, dass gibt immerhin Sicherheit dass
es prinzipiell funktionieren sollte. Den Rückkoppel-Widerstand hab ich
nun auch verdoppelt, die Signalamplituden stimmen auf jeden Fall. Auch
die Schwebung im Sinus ist nun weg, wie in Bild 3 zu sehen.
Vllt komm ich heut noch dazu es mit dem inv. Addierer zu probieren, werd
auf jeden Fall dann nochmals hier posten.
Max schrieb:> So auf mehrfachen Wunsch sind hier ein paar Screenshots. Ich denke das> Problem wird in den ersten beiden Bildern ersichtlich.
Könnten das Übernahmeverzerrungen sein beim Übergang vom unteren PNP zum
oberen NPN-Transistor (siehe Innenschaltung des LM358)?
Versuch mal, die Frequenz vom Sinus deutlich zu reduzieren. Wenn es dann
besser wird, ist der OP zumindest in diesem Bereich zu langsam.
Gruß Dietrich
Dietrich L. schrieb:> Könnten das Übernahmeverzerrungen sein beim Übergang vom unteren PNP zum> oberen NPN-Transistor (siehe Innenschaltung des LM358)?
Das wollte ich vorhin auch schon schreiben, denn das würde den Effekt
sehr gut erklären. Mich hat nur gewundert, dass der Effekt bei den noch
recht humanen Anstiegszeiten der Signale schon so stark in Erscheinung
tritt. Ich hätte erwartet, dass die Sinusschwingung in den Nulldurchgän-
gen etwas angeknabbert ist, nicht aber, dass die eine Halbschwingung
komplett fehlt.
@Max: Um zu sehen, ob das wirklich die Ursache ist, könntest du mal die
Frequenz des Sinussignals von derzeit 20kHz auf etwa 5kHz reduzieren und
davon noch einmal einen Osziscreenshot posten.
Hi Leute,
für die, dies es noch interessiert hier mal ein update:
Die Reduzierung der Sinusfrequenz hatte keine Verbesserung zufolge. Ich
kam aber dann auf die Idee, ein DC-Offset auf die beiden Signale zu
geben und hab anschließend noch ein bisschen am Supply-Voltage gedreht
und dann ging es auch (siehe Bild 1 und 2).
Jetzt wollte ich nach den Spannungsfolgern und dem Summierverstärker ein
Hochpassfilter mit 1,6Hz Grenzfrequenz einfügen um das Offset wieder
loszuwerden. Aber dann sehe ich nur ein starkes Rauschen, siehe Bild3.
Muss ich dazwischen noch irgendeinen Puffer einbauen, damit es keine
Rückkopplungen gibt oder gibt es noch eine andere Möglichkeit das Offset
wieder zu eliminieren?
Viele Grüße
Max
Ist noch ein Prototyp, deswegen hab ich noch keine GND Plane und keine
Caps an der Versorgung. Das dürfte das Offset aber auch nicht weg
machen, oder? ;)
Danke, den Opamp werd ich bei Gelegenheit austauschen. Hat jemand noch
eine Idee, wie ich das Offset wegkriege, oder zumindest stark reduziere,
das würde auch schon reichen.
Wegen den Offset abgleich kannst du mal nach den "Handbock for
Operational Amplifiers" und "OpAmp for Everyone" suchen. Da sind jede
menge Dinge erklärt und möglicherweise sind da einige Trickschaltung
bezüglich des Offsetabgleiches drin.
Eine einfachere Alternative wäre ein Operationsverstärker zu nehmen
welcher von hause aus ein kleines Offset mitbringt. (Würde ich auch
persönlich bevorzugen)
Danke für den Tipp mit den Büchern "Student".
Ich weiß aber nicht ob ich dich richtig verstehe. Ich meine mit Offset
den DC-Anteil von 1,5V mit dem die summierten Signale ausgegeben werden,
das liegt ja darin, dass die beiden Signale vorher auch mit einem Offset
in den Addierer gehen. Deswegen verstehe folgende Aussage nicht:
Student schrieb:> welcher von hause aus ein kleines Offset mitbringt.
Max schrieb:> Ich meine mit Offset> den DC-Anteil von 1,5V mit dem die summierten Signale ausgegeben werden,> das liegt ja darin, dass die beiden Signale vorher auch mit einem Offset> in den Addierer gehen.
Den kannst Du durch addieren/subtrahieren von eine Spannung/Strom aus
einer festen Spannungsquelle kompensieren.
Siehe hierzu unter "Addierer" bzw. "Subtrahierer" bei
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen
Gruß Dietrich
>Ich weiß aber nicht ob ich dich richtig verstehe. Ich meine mit Offset>den DC-Anteil von 1,5V mit dem die summierten Signale ausgegeben werden,>das liegt ja darin, dass die beiden Signale vorher auch mit einem Offset>in den Addierer gehen.
Dann stimmt aber dein Schaltplan weiter oben nicht! Poste einen
korrekten Schaltplan, Max. Was die Leute hier garnicht leiden können,
ist, sinnlos zu raten. Nur so als Tipp...
Meine Güte, irgendwie bist du schon beratungsresistent.
Die Verzerrung kommt durch den ungeeitgneten OP. Durch den Offset ist
sie weg, weil der OP nicht mehr durch den Spannungsnulldurchgang muss wo
die Übernahmeverzerrungen auftreten.
Statt einfach einen geeigneten OP zu nehmen machst du mit Offset rum,
der dann wieder weg muß und so weiter.
Also nimm endlich einen OP mit einem mindestens 10 mal höheren
Bandbreite-Verstärkungsprodukt, dann funktioniert es auch.
Dietrich L. schrieb:> Den kannst Du durch addieren/subtrahieren von eine Spannung/Strom aus> einer festen Spannungsquelle kompensieren.
Wenn er das aber direkt am OPV macht erhält er sein altes Problem
wieder. Der LM358 scheint Signale um den Nullpunkt nicht sauber zu
übernehmen. Deshalb hat er ein Offset darauf gegeben, um vom Nullpunkt
weg zu kommen.
Scheinbar ist das Spicemodell hier nicht korrekt, sodass dieses
Verhalten in meiner Simulation nicht auftrat. Aber das Bild von LM358i
zeigt diesen Fehler ja deutlich, allerdings beim LM324.
Das einfachste wird wohl sein, einen anderen OPV ohne dieses Verhalten
zu nehmen.
LG Christian
LM358i schrieb:> Dann stimmt aber dein Schaltplan weiter oben nicht! Poste einen> korrekten Schaltplan, Max. Was die Leute hier garnicht leiden können,> ist, sinnlos zu raten. Nur so als Tipp...
Wer lesen kann muss nicht raten...;)
UR Schmitt schrieb:> Meine Güte, irgendwie bist du schon beratungsresistent.
Einfach fehl am Platz...
> Die Verzerrung kommt durch den ungeeitgneten OP. Durch den Offset ist> sie weg, weil der OP nicht mehr durch den Spannungsnulldurchgang muss wo> die Übernahmeverzerrungen auftreten.
Ist mir auch klar, dewegen hab ich es ja gemacht.
Christian L. schrieb:> Wenn er das aber direkt am OPV macht erhält er sein altes Problem> wieder. Der LM358 scheint Signale um den Nullpunkt nicht sauber zu> übernehmen. Deshalb hat er ein Offset darauf gegeben, um vom Nullpunkt> weg zu kommen.>> Scheinbar ist das Spicemodell hier nicht korrekt, sodass dieses> Verhalten in meiner Simulation nicht auftrat. Aber das Bild von LM358i> zeigt diesen Fehler ja deutlich, allerdings beim LM324.> Das einfachste wird wohl sein, einen anderen OPV ohne dieses Verhalten> zu nehmen.>> LG Christian
Danke für die Bestätigung. Ist wohl tatsächlich ein prinzipielles
Problem beim LM358 und damit auch bandbreitenunabhängig. Leider komm ich
nicht so schnell an neue OPV, da das Bestellsystem hier im Unternehmen
etwas kompliziert ist.
Also sorry an alle, dass ich der Sache auf den Grund gehen wollte und
nicht einfach andere OPV getestet habe.
>Wer lesen kann muss nicht raten...;)
Wenn der Text aber nicht genug hergibt, muß man raten. Ach, mach doch
was du willst...
>Danke für die Bestätigung. Ist wohl tatsächlich ein prinzipielles>Problem beim LM358 und damit auch bandbreitenunabhängig.
Wie ich schon sagte, sind 50kHz kein Pappenstiel und der LM358 die
völlig falsche Wahl.
>Leider komm ich nicht so schnell an neue OPV, da das Bestellsystem hier>im Unternehmen etwas kompliziert ist.
Und euer Unternehmen hat nur LM358 auf Lager?? Bestell doch deinen OPamp
privat, bei Reichelt oder sonstwo...
>Also sorry an alle, dass ich der Sache auf den Grund gehen wollte und>nicht einfach andere OPV getestet habe.
Wenn du einen zu langsamen OPamp einsetzt, kannst du Wochen damit
zubringen, die sich ergebenden Meßkuriositäten zu bestaunen.
Ach LM358i lass gut sein.
Bevor das hier noch mehr offtopic wird, kann das Thema meinetwegen
geschlossen werden. Es gab ja zum Glück ein paar hilfreiche Beiträge.
>Bevor das hier noch mehr offtopic wird, kann das Thema meinetwegen>geschlossen werden. Es gab ja zum Glück ein paar hilfreiche Beiträge.
Du weißt nicht, daß ein LM358 viel zu langsam für einen 50kHz Sinus ist.
Du weißt nicht, daß der LM358 total unlinear ist und nur für die
allereinfachsten Anforfderungen reicht. Du weißt nicht, wie ein
Summierer funktioniert und mußt dir einen aus dem Internet suchen. Und
du weißt nicht, wie man einen Offset entfernt.
Wenn ich so wenig Ahnung von OPamps hätte wie du, wäre ich ein wenig
kleinlauter...
Hallo Max,
die Schaltung zeigt einen gewöhnlichen nichtinvertierenden Addierer.
Solche Grundschaltungen sollten an sich problemlos funktionieren.
Daher denke ich zunächst an einen recht groben Fehler:
- Gib mal bitte alle Bauteilwerte an.
- Ist die Spannungsversorgung mit 100µF(Elko)||100nF(Keramik) entstört?
- Sind die Massen sorgfältig verbunden?
- Kannst Du einmal mit den Widerständen runtergehen? 100k finde ich
recht viel, weil sie zu kleinen Strömen führen. Dadurch wird die
Anordnung anfälliger gegen Störungen.
- Werden alle Transistoren mit einer +/-Versorgung ausgestattet?
Viele Grüße
Michael
