Hallo zusammen,
ich habe eine Verstärkerschaltung mit NE5534 aufgebaut (im Prinzip nur
ein Spannungsfolger mit Push-Pull-Stufe am Ausgang) die prinzipiell
wunderbar funktioniert (Audioverstärker). Op-Amps und die Ausgangsstufe
wurden bislang einfach an Trafo+Gleichrichter+Siebelkos mit +/-20V
versorgt.
Nun dachte ich tu ich den Op-Amps noch was Gutes und verpasse denen eine
geglättete Versorgungsspannung. Gesagt getan: Zwei kleine Drosseln
(schätzungsweise einige zehn uH) vor den Opamp, außerdem hinter den
Drosseln je zwei Elkos 100uF nach Masse. Resultat: Der Verstärker
produziert gerade im oberen Leistungsbereich heftige Verzerrungen.
Überbrücke ich nur eine(!) der Drosseln mit einem Draht, hört der Krach
schlagartig auf und alles klingt bestens.
Zweiter Versuch: Zwei 78/79 Spannungsregler, mit den vorschriftsgemässen
Kondensatoren bestückt, zur Versorgung des Op-Amps. Wieder das exakt
gleichte Resultat!
Ich muß dazu sagen dass das ganze "fliegend" auf zwei Breadboards
aufgebaut ist und die Drähte zwischen Spannungsreglern und Op-Amp locker
20cm lang sind.
Es sieht fast so aus als wäre das Phänomen beide male das gleiche, so
als würde die Leitungsinduktivität oder eben die Drossel irgendwie
Schwingungen verursachen. Hat jemand eine Erklärung dafür?
Endstufen betreibt man an Versorgungsquellen mit niedrigem
Innenwiderstand. Nun weißt Du auch warum...
Dötz schrieb:> so> als würde die Leitungsinduktivität oder eben die Drossel irgendwie> Schwingungen verursachen.
Die Verzerrungen entstehen durch hochfrequentes Schwingen des
Verstärkers. Ein gutmütiger (stabiler) Verstärker schwingt bei einer
solchen Versorgung nicht. Dein Problem dürfte ein schon so fast
instabiler Verstärker sein. Eine Schaltung wie deine, OPV +
komplementäre Endstufe, ist nie gut. Leg mal an die ursprüngliche
Schaltung ein richtig steiles Rechtecksignal und trimme die
Frequenzgangkorrektur des NE5534 so hin, dass kein Überschwingen in der
Sprungantwort auftritt, dann gehts auch mit der Filterung in der
Betriebsspanunng.
Helmut you are my hero! :)
Das hat's gebracht, nun klappts sowohl mit Spannungsregler als auch
Induktivität. Jetzt muss ich nur noch verstehen was Resonanzüberhöhung
ist damit ich das Problem beim nächsten mal selbst verstehe...
Vielen Dank!!!
@mhh
>Endstufen betreibt man an Versorgungsquellen mit niedrigem>Innenwiderstand. Nun weißt Du auch warum...
Das weiß ich selber. Für die Endstufe müssen alle Rohre frei sein, die
hängt auch bei mir direkt an Elko+Gleichrichter. Aber die
Differenz-Eingangsstufe (bei mir ein Op-amp) hat doch gerne eine
entweder geregelte oder zumindest sorgfältig gesiebte Versorgung!
@Dötz
Eigentlich hatte mich ja gestern MaWin an das Einfügen eines
Serienwiderstandes in einem anderen Thread erinnert.
Im Anhang siehst du wie man das mit LTspice simulieren kann.
Dötz schrieb:> Jetzt muss ich nur noch verstehen was Resonanzüberhöhung> ist damit ich das Problem beim nächsten mal selbst verstehe...
Es wackelt heftig an der Betriebsspannung des OPV, da diese ja inmitten
des Filters abgegriffen wird.
http://de.wikipedia.org/wiki/Saugkreis
Das ruft diese Instabilität dann hervor.
Unbedämpfte LC-Filter sieht man sehr sehr oft in Schaltungen, gerade
auch in Industrieschaltungen. Erschreckend, was da oft für eine
Unwissenheit herrscht...
Filti schrieb:> Unbedämpfte LC-Filter sieht man sehr sehr oft in Schaltungen, gerade> auch in Industrieschaltungen. Erschreckend, was da oft für eine> Unwissenheit herrscht...
Es gibt in Wirklichkeit keine unbedämpften (? ungedämpften)
Schwingkreise, da Induktivität als auch Kapazität parasitäre Elemente
enthalten, die den Schwingkreis dämpfen.
>Es gibt in Wirklichkeit keine unbedämpften (? ungedämpften)>Schwingkreise, da Induktivität als auch Kapazität parasitäre Elemente>enthalten, die den Schwingkreis dämpfen.
Also, dann rechnen wir mal, was ich erst neulich gesehen habe: Stehende
6,8µH Induktivität von Fastron mit 30mOhm DC-Widerstand plus 10µF X7R
Highcap mit 10mOhm DC-Widerstand. Minimum R zur Unterdrückung der
Resonanzüberhöhung R >= SQRT(2 x L / C) = 1,2 Ohm. Tatsächlicher
Bedämpfungswiderstand 40mOhm!
Parallelschalten eines "schlechten" Elkos kann aber helfen, die
Situation zu entschärfen.
>Mit dem zusätzlichen "schlechten" Elko reicht schon ein zusätzlicher
geht aber so einfach (dämpfen nur mit dem Elko-ESR) nicht bei
Schaltungen welche zb -40°C bis +85°C Temperaturbereich haben. Der ESR
ändert sich da schon um den Faktor 10 und mehr.
Der Dämpfungskondensator (welcher ja den DC-Anteil am
Dämpfungswiderstand abblockt) muss grob immer den Faktor 10 mehr haben.
Also wenn Folie oder Keramik->größer.
Aber man kann auch mit einem LR-Glied parallel zur Filterdrossel
dämpfen. Die Dämpfungsdrossel muss keinen hohen Biasstrom können, daher
nicht groß. So wird das ganze um Welten Temperaturunabhängigger als die
Dämpfung mittels ESR. oder ESR+Widerstand.
Will damit nur sagen, dass auch mit LR-Gliedern gedämpft werden kann was
bei machen SMPS Anforderungen Vorteile bringen kann...
MFG Fralla
Im Falle der Versorgung eines OPAMPs reicht es oft schon, wenn man
einfach eine Drossel benutzt, die einen entsprechend hohen
Gleichstromwiderstand hat...
Größer ist nicht immer besser. Eine fette Tonneninduktivität braucht man
hier nicht.
>Im Falle der Versorgung eines OPAMPs reicht es oft schon, wenn man>einfach eine Drossel benutzt, die einen entsprechend hohen>Gleichstromwiderstand hat...
Was hier brauchbar ist, kann man erst sagen, wenn der TE uns einen
Schaltplan zeigt.
Bei einem OP kann auch ein RC-Glied reichen. Oder wie schon gesagt ein
RLC-Glied. Soviel Strom wirds nicht sein, dass es extrem ineffizient
wird. Da braucht man keine Kindergarten-Simulation eines Filters....
>Bei einem OP kann auch ein RC-Glied reichen. Oder wie schon gesagt ein>RLC-Glied. Soviel Strom wirds nicht sein, dass es extrem ineffizient>wird. Da braucht man keine Kindergarten-Simulation eines Filters....
Bei Klasse-B-Betrieb des OPamp als Treiber der Push-Pull-Stufe willst du
keine zu großen Spannungsabfälle der Treiberströme in der
Versorgungsspannungsspannung, weil diese stark verzerrt sind und durch
die endliche PSRR auf den Eingang durchschlagen können. Da kann es schon
sinnvoll sein, ein RLC-Filter mit kleinem R zu verwenden.
Hallo nochmal,
der Schaltplan ist ein (fast) 1:1 Nachbau dieser Verstärkerschaltung für
mittlere Leistung:
http://www.diyaudio.com/forums/solid-state/194453-very-simple-class-b-amplifier.html
Im Unterschied zur Originalschaltung kriegt der Op-Amp aber eine
getrennte Versorgung. Hierbei habe ich inzwischen folgende Varianten
ausprobiert:
-Op-Amp direkt aus Gleichrichter+Siebelko versorgt: Funktioniert perfekt
-Op-Amp aus Gleichrichter+Siebelko+LC-Glied: Heftige Verzerrungen
-Op-Amp aus Gleichrichter+Siebelko+LC-Glied+seriellen 2x10R-Widerstand
in den V+/V- Leitungen des Op-Amp: Funktioniert perfekt
-Nach Gleichrichter+Siebelko eine 20V Zenerdiode+Emitterfolger: Heftige
Verzerrungen
-Nach Gleichrichter+Siebelko eine 20V Zenerdiode+Emitterfolger MIT 2x10R
Widerstand in der Versorgungsleitung des Op-Amp: Funktioniert perfekt
-Nach Gleichrichter+Siebelko einen 78-Spannungsregler: Heftige
Verzerrungen
-Nach Gleichrichter+Siebelko einen 78-Spannungsregler MIT Widerstand in
der Versorgungsleitung des Op-Amp: Funktioniert perfekt
Für mich ist damit ziemlich klar dass Helmut recht hat und hier ein
Resonanzproblem vorliegt.
Bei den Spannungsreglern hatte ich 0.22uF zwischen Ausgang und GND, dies
ist wahrscheinlich zu wenig um die Resonanzfrequenz zu vermindern.
Zwischen den Versorgungspins des Op-Amp liegt nochmal ein 100n
Folienkondensator zur Stabilisierung. Wie gesagt vermute ich mal dass
die Leitungsinduktivitäten hier eine Rolle spielen weil das Netzteil auf
einem getrennten Breadboard aufgebaut ist und "fliegend" mit der
Verstärkerschaltung verdrahtet. Hab spassenshalber mal nachgemessen: Die
Versorgungsdrähte haben gut 40cm Länge!
In der Versuchsreihe sieht es ja so aus dass sich sowohl der diskrete
wie auch der integrierte Spannungsregler ähnlich auswirken wie die
Induktivität was mir erst spanisch vorkam. In diesem Artikel wird es
erklärt warum es tatsächlich so ist:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/uregindu.htm
>Was klein ist und groß ist kann man wohl nicht pauschalisieren wenn nur>der Strom des OPs durch muss.
10Vs an 4R macht 2,5As. Stromverstärkung von 100 in den
Endstufentrasnistoren macht 25mA Strom, den der OPamp liefern muß.
Fließt der über 10R in der Versorungsspannung, ergibt das einen
Spannungsabfall von 0,25V. Dieser Spannungsabfall hat mit dem Signal
wenig gemeinsam und ist stark verzerrt. Bei 40...60dB PSRR des OPamp
sind das 0,25...2,5mV auf den Eingang bezogen. Bei einem typischen
Eingangssignal von 0,5V für Vollaussteuerung sind das dann 0,05...0,5%
Störsignal...
>der Schaltplan ist ein (fast) 1:1 Nachbau dieser Verstärkerschaltung für>mittlere Leistung:>http://www.diyaudio.com/forums/solid-state/194453-
Ich sehe da keinen Schaltplan...
>Hab spassenshalber mal nachgemessen: Die Versorgungsdrähte haben gut >40cm Länge!
Dann wirst du wohl einen ganz ordinär schwingenden Verstärker haben!
Wenn der OPamp größere Ströme liefern muß, dann braucht er unmittelbar
an den Pins größere Entkoppelcaps. Mit 100n Caps ist es dann oft nicht
getan.
>Ich sehe da keinen Schaltplan...
Ganz oben aus der Seite
>Wenn der OPamp größere Ströme liefern muß, dann braucht er unmittelbar>an den Pins größere Entkoppelcaps. Mit 100n Caps ist es dann oft nicht>getan.
Nö denn selbst mit 100uF war das Problem noch immer da!
