Nabend zusammen!
Ich weiß nicht genau was jetzt mit der Stabilität eines OPVs da genau
gemeint ist.
Ich hab hier mal ein Bild, wo 2 verschiedene Schaltungen mit je einem
Bodediagramm:
http://www.bilder-upload.eu/show.php?file=5505e4-1355776666.png
Warum sieht das bei der Schleifenverstärkung das Bodediagramm gerade so
aus, warum ist der Phasengang mehr verschoben?
Wegen Gegenkopplung? Hat ein OPV eine Grundverschiebung, 180°? Die
Gegenkopplung hat ja auch eine oder? Und dann wirds noch invertiert.
Warum hängt der Minus-eingang in der Luft hier(bei
Schleifenverstärkung)?
Aber was wird denn jetzt genau stabilisiert, warum ist den beim OPV
überhaupt was instabil hier?
Hier z.B. die Zeichnung mit dem V1, V2 und V3 so sieht ja ein
unkorregierte OPV aus, aber wenn man weiter unten schaut dann sieht man
einen Kondi eingebaut was bewirkt dieser jetzt genau, also welche
Funktion hat der?
Naja beim Bodediagramm sieht man ja die rote Linie, aber ist das besser
jetzt? Wo sehe ich das ob es besser ist?
Hier der Link: http://kurcz.at/opv4.php
Und bei meinem Bild, hat das überhaupt was mit Stabilität zu tun?
Leerlaufverstärkung ist ja, wenn der OPV einfach im Leerlauf ist, also
der OPV alleine ohne Außenbeschaltung, oder?
Und was ist auf einmal die Schleifenverstärkung? Wie kommt diese
zustande?
Ist Schleifenverstärkung einfach die normale Verstärkung bei einem z.b
invertierenden OPV mit Gegenkopplung? Gegenkopplung schwächt doch das
Signal? Wie darf ich das nun verstehen?
Bitte helft mir meine Lücken zu füllen, das ich das nun einigermaßen
verstehe.
Danke :).
mfg
frodo
> Bitte helft mir meine Lücken zu füllen, das ich das nun einigermaßen> verstehe.
Ich sehe da nur eine einzige große Lücke und überhaupt kein Verständnis;
statt dessen nur etliche Fragen, die zu beantworten ein ganzes Buch
füllen würde. Und davon gibt es schon genug.
Für den Anfang:
> Ich weiß nicht genau was jetzt mit der Stabilität eines OPVs da genau> gemeint ist.
Ein OPV wird, wie ein Oszillator, mit einer Rückkopplung betrieben.
Damit er nicht schwingt, also stabil ist, muss die Schaltung bestimmte
Bedingungen erfüllen: Schleifenverstärkung <1 bei Phasendrehung 360°. Da
der OPV mit Gegenkopplung betrieben wird (Normale Phasendrehung 180°)
darf die zusätzliche (wodurch auch immer bedingte) Phasendrehung 180°
bei Schleifenverstärkung >=1 nicht erreichen. Für eine praktisch gut
verwendbare Schaltung sollte die Phasenreserve sogar >70° (Phasendrehung
<110°) sein.
Im Bild rechts:
Schleifenverstärkung=Leerlaufverstärkung*Rn/(Rn+Rf)
Im Beispiel wird Rn/(Rn+Rf)=1/10 gewählt.
Dadurch liegt die Kurve um 20dB(=Faktor 10) unterhalb der Kurve der
Leerlaufverstärkung. (Start bei 80dB statt 100dB, 0dB Durchgang bei
niedriger(ungefähr 1/10) Frequenz, ...).
Da hier im Beispiel so getan wird als ob der Minuseingang angesteuert
wird, ist die Phase um weitere 180° gedreht. Allerdings ist das eine
sehr unübliche Phasendarstellung. Normalerweise wird auch im rechten
Fall am Pluseingang angesteuert(Minuseingang auf Masse) und damit ist
das Phasenbild das Gleiche wie im linken Bild.
Aso ok danke, was versteht man unter Phasenreserve?
Wie viel ° des Ausgangssignals noch auf 360° brauchen? Wenn ja, was für
Sionn steckt dahinter?
Und hier: http://kurcz.at/opv4.php ist ja ein Kondi auch eingebaut. Was
bezweckt der, was wird besser? Die lineare Verstärkung bei bestimmer f?
Ja das Bodediagramm, wird dünner --> stark korregiert, oder so, aber was
heißt das jetzt genau im Bodediagramm?
> Aso ok danke, was versteht man unter Phasenreserve?
Wie viel ° des Ausgangssignals noch auf 360° brauchen? Wenn ja, was für
Sionn steckt dahinter?
Ja, das ist der Abstand zu -180° bzw, zu deren unglücklichen -360° bei
der Frequenz bei dem die Schleifenverstärkung auf 0dB ist. Ehrlich
gesagt alle Welt nimmt bei der Phase die Definition wie im linken Bild
mit den -180°.
Wenn die Phasenreserve groß ist, dann hat man weniger oder gar kein
Überschwingen in der Sprungantwort.
> Und hier: http://kurcz.at/opv4.php ist ja ein Kondi auch eingebaut.> Was bezweckt der, was wird besser? Die lineare Verstärkung bei bestimmter f?
Mit dem C wollen die andeuten, dass man die Stufe mit der niedrigsten
Grenzfrequenz noch tiefer legt um die 0dB-Frequenz zu verringern.
Dadurch schafft man es die Phasenreserve zu vergrößern.
> Ja das Bodediagramm, wird dünner --> stark korregiert, oder so, aber was
heißt das jetzt genau im Bodediagramm?
Ich verstehe diese Frage nicht?
>Ich weiß nicht genau was jetzt mit der Stabilität eines OPVs da genau>gemeint ist.
Der gegengekoppelte Verstärker erhält einen Teil seiner Ausgangsspannung
auf den Eingang zurückgeführt, was eine erhebliche Gefahr darstellt,
wenn für bestimmte Frequenzen dadurch die Schwingungsbedingung erfüllt
wird. Deswegen untersucht man OPamp-Schaltungen immer darauf, ob in der
Gegenkopplung unerlaubte Phasenverschiebungen ("phase lags") auftreten,
die die "phase margin" aufzehren. Google mal nach diesen beiden
Begriffen.
>Warum sieht das bei der Schleifenverstärkung das Bodediagramm gerade so>aus, warum ist der Phasengang mehr verschoben?
Na, weil viele parasitäre Tiefpäße vorhanden sind, die jeder mit einer
90° Phasenverschiebung zu Buche schlagen. Und irgendwo hat beim
unkompensierten OPamp die Phasendrehung dann ungesunde Werte erreicht,
bevor die Leerlaufverstärkung unter 0dB gefallen ist. Ein solcher OPamp
muß dann beispielsweise mit einer Mindestverstärkung betrieben werden.
>Wegen Gegenkopplung? Hat ein OPV eine Grundverschiebung, 180°?
Eín OPamp hat zwei Eingänge, einer der mit 0° Phasenverschiebung auf den
Ausgang wirkt und einen anderen mit 180° Phasenverschiebung.
>Warum hängt der Minus-eingang in der Luft hier(bei>Schleifenverstärkung)?
Beim Verstärker mit Leerlaufverstärkung, weil er eben gedanklich ohne
Beschaltung "betrieben" wird. Beim Verstärker mit Beschaltung liegt der
"-" Eingang doch garnicht in der Luft?? Oder welches Bildchen meinst du
jetzt?
>Aber was wird denn jetzt genau stabilisiert, warum ist den beim OPV>überhaupt was instabil hier?
Na, weil das Teil hochverstärkt und ein Teil der Ausgangsspannung auf
den Eingang zurückgeführt wird! Hier muß der Phasengang des OPamp und
der Gegenkopplung aneinander angepaßt werden, was man mit einem
einfachen und stabilen Phasengang beim OPamp (kompensierter OPamp!)
erreicht und einem streng kontrollierten Phasengang in der
Gegenkopplung.
>Hier z.B. die Zeichnung mit dem V1, V2 und V3 so sieht ja ein>unkorregierte OPV aus, aber wenn man weiter unten schaut dann sieht man>einen Kondi eingebaut was bewirkt dieser jetzt genau, also welche>Funktion hat der?
Der OPamp bekommt gezielt einen Tiefpaß verpaßt, der eine dominierende
20dB/Dekade Charakteristik bewirkt und eine Phasendrehung, die schon bei
sehr niedrigen Frequenzen auf 90° einschwingt. Der Sinn dieser Maßnahme
ist, daß die Verstärkung unter 0dB fällt, BEVOR die zusätzlichen
parasitären Tiefpäße mit ihren zusätzlichen Phasendrehungen weitere 90°
Phasendrehung beisteuern können. Das Bildchen gibt übrigens die
Situation für einen OPamp mit 180° phasengedrehtem "-" Eingang nicht
richtig wieder.
Ah ok danke, schon langsam wirds mir klarer.
Aber eins verstehe ich noch net warum gerade "Minus-Phasenverschiebung",
also beim Phasengang sind nur Minusgrade angegeben, warum keine
Plusgrade?
Der invertierende Verstärker hat ja eine Phasenverschiebung von 180° -->
sind auch keine Minusgrade.
> warum gerade "Minus-Phasenverschiebung" ... warum keine Plusgrade?
Weil das Signal am Ausgang oder am Rückkoppeleingang mit einer gewissen
Zeitverzögerung gegenüber dem Eingangssignal ankommt.
> -180° oder +180° ist mathematisch das Gleiche
Mag sein. In dem hier diskutierten Fall würde es aber bedeuten, dass das
Ausgangssignal zeitlich vor dem Eingangssignal erscheint.
>> warum gerade "Minus-Phasenverschiebung" ... warum keine Plusgrade?>Weil das Signal am Ausgang oder am Rückkoppeleingang mit einer gewissen>Zeitverzögerung gegenüber dem Eingangssignal ankommt.
Genau. Zeitverzögerungen und "phase lags" bedeuten nun mal negative
Phasenverschiebungen. Schau dir dazu mal das Phasenverhalten von einem
RC-Tiefpaß an.
