Ich habe eine großes Verständnisproblem in Bezug auf
Operationsverstärker...
Egal welche Verstärkergrundschaltung ich aufbaue (invertierender,
nichtinvertierender Verstärker) und welche Typen ich verwende,
beobachtete ich eine Phasendifferenz zwischen Ein- und Ausgangsignal
(Sinus) des OPV in Abhängigkeit der Eingangsamplitude bei konstanter
Frequenz. Bandbreite der OPV's sind min. um den Faktor 100 größer als
die Signalfrequenz, slew rate ist auch beachtet worden.
Nach langer Recherche habe ich die Kapazität der Verstärkerstufe von
OPV's in Verdacht. Bin mir jedoch nicht sicher. Ich habe gelesen, dass
Komparatoren diese Kapazität nicht aufweisen um ihre typisch hohen slew
rates zu erreichen. Praktisch hatte sich dies auch bestätigt, die
Eingangsamplitudenabhängigkeit auf die Phasendifferenz (bezogen auf die
Nulldurchgänge) ist im Vergleich zum OPV deutlich geringer.
Hat jemand soviel Erfahrung/Wissen um mir sagen zu können, wonach ich
genau suchen muss um es zu verstehen, bzw. es mir erklären kann?
Vielen Dank.
>Nach langer Recherche habe ich die Kapazität der Verstärkerstufe von>OPV's in Verdacht. Bin mir jedoch nicht sicher. Ich habe gelesen, dass>Komparatoren diese Kapazität nicht aufweisen um ihre typisch hohen slew>rates zu erreichen. Praktisch hatte sich dies auch bestätigt, die>Eingangsamplitudenabhängigkeit auf die Phasendifferenz (bezogen auf die>Nulldurchgänge) ist im Vergleich zum OPV deutlich geringer.
Komparatoren haben ja meistens auch keine Frequenzgangkorrektur,
"Normale" OPV's dagegen meistens schon. Deswegen haben die irgendwo
einen internen C, der schonmal eine Phasenverschiebung bewirken kann.
Das gilt vorrangig im Kleinsignalbetrieb.
Im Großsignalbetrieb macht sich dann die SlewRate der Endstufe zunehmend
bemerkbar - deswegn siehst Du dann eine Abhängigkeit des Phasengangs von
der Aussteuerung. Siehe SlewRate im DB.
student schrieb:> Bandbreite der OPV's sind min. um den Faktor 100 größer als die> Signalfrequenz
Vorsicht: Die Bandbreite der kompletten Verstärkerschaltung ist abhängig
vom Verstärkungsfaktor:
Bandbreite = Verstärkungsbandbreiteprodukt / Verstärkungsfaktor
Wenn die Signalfrequenz deutlich unter diesem Quotienten liegt, sollte
die Phasenverschiebung kaum in Erscheinung treten, wobei sie natürlich
nie ganz zu null wird.
Wenn man aus dem Opamp die maximale Verstärkung herausholt (ihn also
ohne Gegenkopplung betreibt) liegt die Grenzfrequenz vieler 0815-Typen
bei nur etwa 10-100 Hz.
Hallo Student,
gib doch mal ein Beispiel in Form einer Schaltung (z. B. Simulation mit
LT-Spice). Ganz ohne Schaltung ist das schlecht zu bewerten.
Viele Grüße
Michael
> Egal welche Verstärkergrundschaltung ich aufbaue (invertierender,> nichtinvertierender Verstärker) und welche Typen ich verwende,> beobachtete ich eine Phasendifferenz zwischen Ein- und Ausgangsignal> (Sinus) des OPV in Abhängigkeit der Eingangsamplitude bei konstanter> Frequenz. Bandbreite der OPV's sind min. um den Faktor 100 größer als> die Signalfrequenz, slew rate ist auch beachtet worden.
Die Signalfrequenzen bewegen sich im Bereich von 10kHz-15kHz. Die
Verstärkung beträgt 1.
Bei den Versuchen habe ich es real aufgebaut (z.b. so wie im Anhang,
oder als invertierender Verstärker mit der Verstärkung 1) die Frequenz
fest auf bspw. 12kHz gestellt und die Eingangsamplitude im Bereich von
100mV bis 5V variiert und dabei die Phasendifferenz zw. Ein- und
Ausgangssignal am Oszi. betrachtet.
Verschiedene:
LT1226, AD622, LF351, TL081
Die Phasenverschiebung betrug bis zu 10° und war wie gesagt abhängig von
der Eingangssignalamplitude bei konstanter Frequenz.
Bist du sicher, dass die positive und die negative Versorgungsspannung
hoch genug sind?
Kannst du mal Screenshots vom Oszi posten?
Und das Oszi ist nicht zufälligerweise schon etwas lädiert?
Kontrolliere auch noch einmal deinen Aufbau, nicht dass da vielleicht
ein Kondensator an die falsche Stelle gerutscht ist.
Der LT1226 ist übrigens erst ab A=25 stabil. Bei A=1 sollte er
eigentlich schwingen.
Ich nehme an, die "bis zu 10%" beziehen sich auf den langsamsten OPV der
genannten. Also der AD622 mit nicht mal Gain Bandwidth 1MHz und SlewRate
1,2V/µs.
12kHz mit Upp=14V (bei Urms=5V) macht schonmal über 0,4V/µs. Bei solchen
Werten würde ich mich also bei 12kHz nicht mehr über 10° wundern, und
auch erst recht nicht über deutliche Verzerrungen der Sinuskurve.
Der LT1226 dagegen sollte bei 12kHz noch nichts sichtbares zeigen (wobei
der eigentlich erst ab v=25 als stabil gilt, also so ohne weiteres
eigentlich gar nicht bei v=1 vermessen werden kann - da haste wohl noch
irgendein Erklärungsproblem, wie Du das hinbekommen haben magst)
Yalu X. schrieb:> Der LT1226 ist übrigens erst ab A=25 stabil. Bei A=1 sollte er> eigentlich schwingen.
Wie erkennt man eigentlich in der Simulation, das der OPV
"eigentlich schwingen" sollte?
Gruss
Harald
>Wie erkennt man eigentlich in der Simulation, das der OPV>"eigentlich schwingen" sollte?>Gruss>Harald
Tja - ich würde mal tippen, daß der Ausgang des OPV in der Simulation
eben schwingen sollte (sofern dessen Modell sauber gemacht ist)
Hallo Harald,
der TO sagt er hat es aufgebaut:
student schrieb:> Bei den Versuchen habe ich es real aufgebaut
Ist wie immer, man muss die Informationen Stück für Stück uas der Nase
ziehen.
Keine exakten Zahlen bei welcher Amplitude, welcher Frequenz und welchem
OP er welche Phasenverschiebung gemessen hat, nur gequirlter Infobrei...
Hallo Student,
> Verschiedene:> LT1226, AD622, LF351, TL081>> Die Phasenverschiebung betrug bis zu 10° und war wie gesagt abhängig von> der Eingangssignalamplitude bei konstanter Frequenz.LT1226 ist erst ab v=25 stabil, AD622 ist gar kein Opamp und TL081
benötigt - wenn ich mich richtig erinnere - eine Kompensationsschaltung.
Probier's also mit dem LF351, und gib die gesamte Schaltung inkl.
Stromversorgung, Entstörkondensatoren, Signalfrequenzen,
Signalamplituden an. Dazu gehört auch ein aussagekräftiger
Oszilloskopplot und ggf. ein Bild vom Schaltungsaufbau. Eine
Prinzipschaltung reicht nicht, denn im Prinzip funktioniert die
Schaltung ja.
Gruß,
Michael
