Hi, habe kurz eine Frage. Jeder Verstärker hat ja eien Frequenzgang. Wenn ich einen nicht Frequenzkompensierten OPV habe, der bei zb. 100Khz Eine Verstärkung von 1 bei einer Phasenverschiebung von 360 Grad hat, würde er hier ja schwingen. Doch wann tritt diese Schwingung ein? Kann das schon passierenz, wenn ich ein Gleichstromsignal anlege am eingang, oder erst, wenn ich mit meinem Eingangssignal in die nähe der 100khz bringe?
Die Schwingung kann bereits auftreten wenn der Verstärker mit Rückkopplung beschaltet wird. Was für ein Eingangssignal man anlegt ist dabei relativ egal - außer es ist so viel das der Verstärker vom Signal gesättigt ist. Wenn die Phasenverschiebung noch nicht ganz so groß ist, dass der Verstärker von sich aus schwingt, kommt es z.B. bei einem Rechtecksignal zu einem Nachschwingen nach den Flanken.
>Kann das schon passierenz, wenn ich ein Gleichstromsignal anlege am >eingang, oder erst, wenn ich mit meinem Eingangssignal in die nähe der >100khz bringe? Es genügt das Eigenrauschen der Schaltung um den Opamp zum Schwingen zu bringen. Auch mit dem Einschalten der Versorgungsspannung kann das Schwingen einsetzen.
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Jan R. schrieb: > Jeder Verstärker hat ja eien Frequenzgang. Wenn ich einen nicht > Frequenzkompensierten OPV habe, der bei zb. 100Khz Eine Verstärkung von > 1 bei einer Phasenverschiebung von 360 Grad hat, würde er hier ja > schwingen. Doch wann tritt diese Schwingung ein? Kann das schon > passierenz, wenn ich ein Gleichstromsignal anlege am eingang, oder erst, > wenn ich mit meinem Eingangssignal in die nähe der 100khz bringe? <seufz> Das hast du also auch nicht verstanden. Für die Schwingung braucht es gar kein Signal von außen. Das erledigt das allgegenwärtige Rauschen. Entscheidend ist die Gegenkopplung. Genauer gesagt die Schleifen- verstärkung. Das ist der Teil der Leerlaufverstärkung, der durch die Gegenkopplung "totgelegt" wird. Bei einer gewissen Frequenz wird innerhalb des OPV eine Phasenverschiebung von 180° erreicht. Zusammen mit den definitionsgemäß 180° der Gegenkopplung ergibt das dann 360° Phasenverschiebung für die komplette Schleife. Und wenn dann die Schleifenverstärkung größer 1 ist, dann schwingt die Schaltung. Man kompensiert den OPV dadurch, daß man die Leerlaufverstärkung so steil abfallen läßt, daß beim Punkt wo die Schleifenverstärkung unter 1 fällt, die Phasendrehung noch genügend Abstand zu 180° hat. Den Abstand nennt man Phasenreserve. Es gibt auch Schwingungen, die durch Aussteuerung verursacht werden. Das beruht auf Nichtlinearitäten (wenn bspw. die Verstärkung bei großen Amplituden höher ist als bei kleinen). Wenn dann die Phasenreserve klein ist, dann kann eine große Aussteuerung des System kurzzeitig "über den Rand" schubsen. Im allgemeinen ist man mit 45° Phasenreserve auf der sicheren Seite. XL
Axel Schwenke schrieb: > Jan R. schrieb: > >> Jeder Verstärker hat ja eien Frequenzgang. Wenn ich einen nicht >> Frequenzkompensierten OPV habe, der bei zb. 100Khz Eine Verstärkung von >> 1 bei einer Phasenverschiebung von 360 Grad hat, würde er hier ja >> schwingen. Doch wann tritt diese Schwingung ein? Kann das schon >> passierenz, wenn ich ein Gleichstromsignal anlege am eingang, oder erst, >> wenn ich mit meinem Eingangssignal in die nähe der 100khz bringe? > > <seufz> Doch das habe ich zu deiner Enttäuschung schon verstanden, und noch so ein tipp, du wirst du solche Kommentare auch nicht cooler. habe nur vorhin, irgendwo gelesen, dass einer einen OPV ohne Kompensations C betriebt, und behauptet, dass der Stabil wäre, was ich mir selbst nicht so richtig vorstellen kann, denn ein Phasenschieberoszillator, ist ja praktisch das gleiche, ist, und hier. auch schon ein Rauschen reicht zum Auslösen. gibt es eigentlich nicht Frequenzkompensierte OPV oder bekommet man sowas nur unter dem Namen Komparator?
Jan R. schrieb: > habe nur vorhin, irgendwo gelesen, dass einer einen OPV ohne > Kompensations C betriebt, und behauptet, dass der Stabil wäre, was ich > mir selbst nicht so richtig vorstellen kann Natürlich ist das möglich, man muss nur die Verstärkung so groß einstellen, dass durch den natürlichen Frequenzgang des OPV (interner erster Pol bei ca. 0,1...10Hz) die Schleifenverstärkung unter 1 abgefallen ist, bevor die Phasendrehung in der geschlossenen Schleife 360° beträgt. > Doch das habe ich zu deiner Enttäuschung schon verstanden Siehst du den Widerspruch? > gibt es eigentlich nicht Frequenzkompensierte OPV Jain. Es gibt OPV mit für Vs=1 zu kleinem Korrekturkondensator, da muss die Schleifenverstärkung dann beispielsweise 2 oder 5 oder 10 sein. Auch OPV "ganz ohne Korrekturkondensator" kann man bei ausreichend hoher Verstärkung stabil betreiben, weil eine gewisse "Korrektur" (1.Pol) immer durch die Millerkapazität gegeben ist.
ArnoR schrieb: > da muss > die Schleifenverstärkung dann beispielsweise 2 oder 5 oder 10 sein Meinte natürlich die außen einzustellende Verstärkung.
ArnoR schrieb: > Natürlich ist das möglich, man muss nur die Verstärkung so groß > einstellen, dass durch den natürlichen Frequenzgang des OPV (interner > erster Pol bei ca. 0,1...10Hz) die Schleifenverstärkung unter 1 > abgefallen ist, bevor die Phasendrehung in der geschlossenen Schleife > 360° beträgt. Warum fällt diese Schleifenverstärkung gerade bei höherer außen eingestellter Verstärkung schneller unter 1 ist das nicht ein Paradoxon? Wie berechnet man das?
Wenn man extern eine Verstärkung haben will, teilt man das Ausgangssignal vor der Rückkopplung. Entsprechend reduziert sich die Schleifenverstärkung um die externe Verstärkung (gilt für die nicht invertierende Verstärkungsschaltung, invertierend kommt da noch 1 dazu). Das ist auf den ersten Blick etwas verwirrend, aber an sich einfach, wenn man es einmal verstanden hat. Es gab/gibt nicht (bzw. genauer nicht für kleine Verstärkung) kompensierte OPs - da muss bzw. kann man die Kondensatoren zur Kompensation extern hinzufügen. Ein altes Beispiel ist etwa der LM709.
Jan R. schrieb: > Doch das habe ich zu deiner Enttäuschung schon verstanden Ernsthaft: das glaube ich nicht. Denn dann würdest du nicht die Fragen stellen, die du stellst. Z.B. Jan R. schrieb: > Warum fällt diese Schleifenverstärkung gerade bei höherer außen > eingestellter Verstärkung schneller unter 1 ist das nicht ein Paradoxon? Das habe ich doch extra oben erklärt. Der "überschüssige" Teil der Leerlaufverstärkung, der durch die Gegenkopplung "totgelegt" wird, den nennt man Schleifenverstärkung. Wenn man extern eine größere Verstärkung einstellt, dann ist die Schleifenverstärkung von vornherein kleiner. Sie fällt dann nicht "schneller" auf 1, aber sie erreicht den Wert 1 bei einer kleineren Frequenz und folglich kleinerer Phasendrehung. XL
Axel Schwenke schrieb: > Jan R. schrieb: >> Doch das habe ich zu deiner Enttäuschung schon verstanden > > Ernsthaft: das glaube ich nicht. Denn dann würdest du nicht die Fragen > stellen, die du stellst. Z.B. > > Jan R. schrieb: >> Warum fällt diese Schleifenverstärkung gerade bei höherer außen >> eingestellter Verstärkung schneller unter 1 ist das nicht ein Paradoxon? > > Das habe ich doch extra oben erklärt. Der "überschüssige" Teil der > Leerlaufverstärkung, der durch die Gegenkopplung "totgelegt" wird, den > nennt man Schleifenverstärkung. Wenn man extern eine größere Verstärkung > einstellt, dann ist die Schleifenverstärkung von vornherein kleiner. Sie > fällt dann nicht "schneller" auf 1, aber sie erreicht den Wert 1 bei > einer kleineren Frequenz und folglich kleinerer Phasendrehung. Ja das ist doch Logisch. Wenn bei einer Phasenverschiebung n*360 eine Schleifenverstärkung kleiner 1 auftritt kann dann Rauschen immernich gedämpft harmonische Schwingungen bzw. Überschwinger bei verstärkung von Rechteckspannung z.b. auftreten..
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Hier in diesem Foto, ist die Schleifenverstärkung jetzt kleiner 1, Bei jedem Jeder Positiven und Negativen spannung, wird das teil erneut angeregt zu schwingen (gedämpft). Warum kann ich solch eine Schwingung an einem Operationsverstärker natürlich Grequenzkompensiert nie Feststellen? Gedämpfte dürfte es doch geben bei einer schleifenverstärkung kleiner 1. Habe das ganze an einem LM358 als Impedanzwandler getestet, selbst wenn ich mit meinem Oszi, die Flanken angucke, kann ich nie gedämpfte entdecken. Ist die Schleifenverstärkung durch die innere Kompensation, bei 180* verschiebung so gering, dass man da nichtsmehr entdecken kann, selbst mit dem 1GHZ scope hier nicht?
>Warum kann ich solch eine Schwingung an einem Operationsverstärker >natürlich
Grequenzkompensiert nie Feststellen?
Glück oder Pech, sieh es wie du willst.
Glaube mir, auf diesem Gebiet erfahrene Entwickler könnten ganze Bücher
mit Geschichten über solche in der Realität wirklich stattfindenden
Instabilitäten und Schwingungen füllen.
Jan R. schrieb: > einem LM358 als Der LM358 ist doch bereits intern frequenzkompensiert bis Av=1 hinunter...
Marian B. schrieb: > Jan R. schrieb: >> einem LM358 als > > Der LM358 ist doch bereits intern frequenzkompensiert bis Av=1 > hinunter... Klar hab ich doch gesagt.
Kai Klaas schrieb: >>Warum kann ich solch eine Schwingung an einem Operationsverstärker natürlich >>Frequenzkompensiert nie Feststellen? > > Glück oder Pech, sieh es wie du willst. > > Glaube mir, auf diesem Gebiet erfahrene Entwickler könnten ganze Bücher > mit Geschichten über solche in der Realität wirklich stattfindenden > Instabilitäten und Schwingungen füllen. Hmm, gibt es irgeneine Orientierung, wieviel unter 0db, die Verstärkung bei Phasenverschiebung von Pi sein muss, dass die gedämpfte praktisch bernachlässigbar wird. Denn bei -1db, dürfte die Sprungantwort ja noch mit einer Gedämpften Harmonischen überlagert sein.. Wie kann man diese Harmonische möglichst stark unterdrücken (Außer größere Äußerliche verstärkung) ? Wie groß ist denn die Verstärkung bei 180* beim LM358 habe kein Bodediagramm im Datenblatt gefunden. Hier wienich mir diese Sprungantwort vorstelle. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ee/Sprungantwort_t2-schwingungsglied.png danke Schonmal mfg
Jan R. schrieb: > Hmm, gibt es irgeneine Orientierung, wieviel unter 0db, die Verstärkung > bei Phasenverschiebung von Pi sein muss, dass die gedämpfte praktisch > bernachlässigbar wird. Meine Güte, lies doch einfach mal, was man dir schreibt. Und beende Fragesätze gefälligst mit einem Fragezeichen! So langsam beschleicht mich das Gefühl, daß du genauso schlampig denkst wie du schreibst. Und dann ist es kein Wunder, daß du immer so dämliche Fragen stellst. (ohne Gruß)
>Hmm, gibt es irgeneine Orientierung, wieviel unter 0db, die Verstärkung >bei Phasenverschiebung von Pi sein muss, dass die gedämpfte praktisch >bernachlässigbar wird. Mir kommt deine ganze Fragerei komisch vor. Es ist, als ob du wissen willst, wieviele Radmuttern man weglassen kann bis das Autofahren unsicher wird. Alles mit was mit der Stabilität eines OPamps, also mit der "phase margin", etc. zu tun hat, sind relative grobe "worst case" Abschätzungen. Eine genau Berechnung ist sowieso sinnlos, weil die SPice-Modelle selbst nicht 100%-ig stimmen, die OPamps gewaltige Produnktionstoleranzen haben und sich oft viele Dinge der Kontrolle des Entwicklers entziehen, beispielsweise wie konkret angeschlossene Lasten, etc. Es ist nicht Plan der Entwicklung eine ganz bestimmte Instabilität zu erreichen, sondern von ihr, so weit es geht, fernzubleiben. >Denn bei -1db, dürfte die Sprungantwort ja noch mit einer Gedämpften >Harmonischen überlagert sein. Die Sprungantwort IST die "gedämpfte Harmonische"! Auf dieser Harmonischen würde die Schaltung schwingen, wenn sie noch ein wenig instabiler wäre... >Wie kann man diese Harmonische möglichst stark unterdrücken (Außer >größere Äußerliche verstärkung) ? In dem man das Aufzehren der "phase margin", also die Entstehung einer unerwünschten "phase lag" in der Gegenkopplung durch eine "phase lead" Kompensation rückgängig macht. Gurgel selbst mal nach diesen Begriffen. Du wirst erstaunt sein, wieviel Literatur z.B. von TI man dazu findet. In meinen Schaltungen lasse ich in der Simulation im Niederfrequenzbereich eine "böse" Phase von bis maximal 60° zu. Mit böser Phase ist hier 60° "phase lag" in der Gegenkopplung gemeint. Im Bereich der "unity gain" erlaube ich maximal 10...15° "böse" Phase.
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Axel Schwenke schrieb: > Meine Güte, lies doch einfach mal, was man dir schreibt. Tja, was ich wissen wollte, hat man mir noch nicht geschrieben. (Auch nicht du). > So langsam beschleicht > mich das Gefühl, daß du genauso schlampig denkst wie du schreibst. Und > dann ist es kein Wunder, daß du immer so dämliche Fragen stellst. Tja, meine Fragen sind nicht so dämlich wie die meisten deiner Antworten, es gibt zwar daraus antworten, die Weiterhelfen, aber die meisten sind einfach Frech. > (ohne Gruß) Wenn du dich mit solchen Maßnahmen besserfühlst bitte. >In dem man das Aufzehren der "phase margin", also die Entstehung einer >unerwünschten "phase lag" in der Gegenkopplung durch eine "phase lead" >Kompensation rückgängig macht. Gurgel selbst mal nach diesen Begriffen. >Du wirst erstaunt sein, wieviel Literatur z.B. von TI man dazu findet. Ok, meinst du so ähnlich wie oben in dem mitgeschickten Foto, sodass die Schleifenverstärkung mit steigender Frequenz sinkt?
Jan R. schrieb: > Tja, was ich wissen wollte, hat man mir noch nicht geschrieben. (Auch > nicht du). Meist weiß ich auch nicht was ich schreiben sollte, weil deine Fragen sehr oft ziemlich wirr sind. > Tja, meine Fragen sind nicht so dämlich wie die meisten deiner > Antworten Deine Selbstwahrnehmung ist echt behandlungsbedürftig. Tatsächlich finde ich, dass kaum jemand so klare und fundierte Antworten gibt wie Axel Schwenke. > Ok, meinst du so ähnlich wie oben in dem mitgeschickten Foto Nee, so natürlich nicht. War ja irgendwie auch klar...
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ArnoR schrieb: > Jan R. schrieb: >> Tja, was ich wissen wollte, hat man mir noch nicht geschrieben. (Auch >> nicht du). > > Meist weiß ich auch nicht was ich schreiben sollte, weil deine Fragen > sehr oft ziemlich wirr sind. > >> Tja, meine Fragen sind nicht so dämlich wie die meisten deiner >> Antworten > > Deine Selbstwahrnehmung ist echt behandlungsbedürftig. Tatsächlich finde > ich, dass kaum jemand so klare und fundierte Antworten gibt wie Axel > Schwenke. Habe ich ja auch gesagt, das manche Antworten echt gut sind. Andere sind aber echt Frech. > >> Ok, meinst du so ähnlich wie oben in dem mitgeschickten Foto > > Nee, so natürlich nicht. War ja irgendwie auch klar... Entschuldigung der Herr, habe es in der eile Vertauscht. Habe ein Foto angehängt. Der OPV verzögert die Phase die Rückkopplung schobt sie vor.
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>Ok, meinst du so ähnlich wie oben in dem mitgeschickten Foto, sodass die >Schleifenverstärkung mit steigender Frequenz sinkt? Bei der "phase lead" Kompensation interessiert mich nur die Phase. Im Anhang ist ein Beispiel für eine Phasenganganalyse gezeigt. Es soll sich um einen Opamp mit einer Grenzfrequenz von 5MHz handeln, der eine "open loop output impedance" von 100R hat. Es ist ein Verstärker mit dem Faktor 2 gezeigt. Am invertierenden Eingang sitzt eine Streukapazität von 20pF und am Ausgang ist eine kapazitive Last angehängt, die über einen 100R vom Ausgang isoliert ist. Jetzt wird geschaut, wie sich die Spannung am invertierenden Eingang des OPamps bezüglich der Spannung am idealen Ausgang, also noch vor der "open loop output impedance", in der Phase verhält. Die "böse" Phase, also die destabilisierende "phase lag" bedeutet hier eine negative Phase. Gezeigt ist der Phasengang mit und ohne "phase lead" Kompensation (22pF Cap). Ohne Kompensation wird im Bereich der Grenzfrequenz eine sehr hohe "phase lag" erzeugt. Der OPamp ist sehr instabil. Mit Kompensation wird die "phase lag" auf unkritische Werte verringert. Der Opamp ist stabil. In diesem Beispiel ist eine nur sehr kleine, zusätzliche Kapazität von 22pF ausreichend, um einen OPamp von einem instabilen Betriebszustand in einen stabilen zu verwandeln.
Kai Klaas schrieb: > In diesem Beispiel ist eine nur sehr kleine, zusätzliche Kapazität von > 22pF ausreichend, um einen OPamp von einem instabilen Betriebszustand in > einen stabilen zu verwandeln. Wobei man das in diesem Fall besser als unkompensierten vs. frequenz- kompensierten Spannungsteiler betrachtet. Letztlich geht es bei dieser Schaltung ja nur darum, den Einfluß der Streukapazität zu eliminieren. Interessanter und deutlich wirklichkeitsnäher wird es, wenn man die innerhalb des OPV entstehende Phasenverschiebung betrachtet. XL
>Interessanter und deutlich wirklichkeitsnäher wird es, wenn man die >innerhalb des OPV entstehende Phasenverschiebung betrachtet. Oh, das ist sehr wirklichkeitsnah was ich hier mache. Nur muß man eben noch den internen Phasengang des Opamp, den man in jedem Datenbatt findet, zum Phasengang der Gegenkopplung hinzuaddieren. Das ist so offensichtlich, daß ich es nicht extra erwähnt habe. Natürlich gibt es auch die Möglichkeit, beide Phasengänge zusammen zu berechnen, wenn man das jeweilige Spice-Modell des OPamps verwendet. Leider sind einige Spice-Modelle in dieser Hinsicht unzureichend und zeigen falsche Ergebnisse. Ich habe das mal hier diskutiert: Beitrag "Re: Erreichbare Auflösung mit Photodioden" Seit diesem Erlebnis führe ich die Phasengangsanalyse so wie oben gezeigt durch und addiere dann den internen Phasengang aus dem Datenblatt. Interessant ist in der Regel sowieso nur der Bereich in der Gegend der Grenzfrequenz des OPamp, weil erst dort die interne Phase von den konstanten -90° abweicht und dann mehr oder weniger abschmiert.
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Kai Klaas schrieb: > Interessant ist in der Regel sowieso nur der Bereich in der > Gegend der Grenzfrequenz des OPamp, weil erst dort die interne Phase von > den konstanten -90° abweicht und dann mehr oder weniger abschmiert. Außer bei einigen "Hifi-OPV" wie z.B. AD797, NE5532 oder LT1028. Dort verwenden die Hersteller eine zweipolige Frequenzgangkorrektur, um die Leerlaufverstärkung möglichst lange auf hohem Niveau zu halten, weil man damit niedrigere Klirrfaktoren durch Gegenkopplung erhält. Beispielhaft mal das Bode-Diagramm des LT1028 im Anhang. Diese Korrekturmethode hat aber den Nachteil, dass die Phasenreserve schon lange vor der eigentlichen Transitfrequenz auf geringe Werte zurückgeht, was sich letztlich in schlechtem Impulsverhalten bei kleinen Verstärkungen zeigt, weil für das Impulsverhalten die minimal auftretende Phasenreserve maßgebend ist.
Kai Klaas schrieb: > Im Anhang ist ein Beispiel für eine Phasenganganalyse gezeigt. Es soll > sich um einen Opamp mit einer Grenzfrequenz von 5MHz handeln, der eine > "open loop output impedance" von 100R hat. Es ist ein Verstärker mit dem > Faktor 2 gezeigt. Am invertierenden Eingang sitzt eine Streukapazität > von 20pF und am Ausgang ist eine kapazitive Last angehängt, die über > einen 100R vom Ausgang isoliert ist. Faktor 2 ist Blödsinn. Du hast ein Rückkopplung mit 210 un 310 Kiloohm wie soll da 2 Herauskommen? :-( Wo ist der Verstärker? VG1 ist dein Messgerät. Wie bekommt das Die Relation zum Eingang? Kenne dieses Alte Simulationsprogramm nicht, welches du da hast. Dieses Klemmt hinter den 100 Ohm. Warum redest du dann von deinem tollen idealen Ausgang? Du hast nur einen Spannungsteiler gebaut, welchen du in der Phase Kompensierst. Aber KEINEN VERSTÄRKER wie Axel Schwenke schon gesagt hast. > In diesem Beispiel ist eine nur sehr kleine, zusätzliche Kapazität von > 22pF ausreichend, um einen OPamp von einem instabilen Betriebszustand in > einen stabilen zu verwandeln. Ja wenn da ein Verstärker wäre :D
Ich weis nicht warum wir es uns hier so schwer machen. Ein OPV ist doch dann stabil, wenn die phasenlage ungleich pi ist. Bzw. die Verstärkung bei PI kleiner 1 ist. Ich frage mich jetzt, was denn passiert wenn die verstärkung bei Pi z.b. 0,5 Beträgt, gibt es dann jetzt aufrund von Rauschen ständig Schwingungen die gedämpft sind, bzw. jede verstärkte Rechteckspannumg hat an den Flanken harmonische kleben, oder ist das ganz dann soweit gedämpft, dass man das verrnachlässigen kann? Denn selbst im Impedanzwandlermodus des LM358 sprich mit großer schleifenverstärkung, sind keine gedämpften Harmonischen feststellbar. Warum? (Ich will von niemandem wissen, wie diese Kompensation geht. Das weiß ich. Ein kompensierter OPV hat einen Verstärkungsfaktor unter 1 bei pi. Aber auch nicht 0. Somit sind meiner meinung nach Harmonische möglich. warum sehe ich dann keine beimsprunghaften eingangssignalen. Nur dass will ich wissen und nichts anderes.) Mfg
Jan R. schrieb: > Du hast nur einen Spannungsteiler gebaut, welchen du in der Phase > Kompensierst. Aber KEINEN VERSTÄRKER wie Axel Schwenke schon gesagt > hast. Ich habe nichts dergleichen gesagt. Kai hat die Simulation auf das notwendigste abgespeckt. War ja klar, daß du das nicht raffen würdest. Meine Kritik ging dahin, daß Kai dabei auch den eigentlich interessanten Teil weggelassen hat. Klar kann man die OPV-interne Phasendrehung nachher im Kopf draufschlagen. Aber wozu simulieren wir denn dann und lassen uns Phasenplots ausgeben? Und Kai: ein OPV hat nur in ausgesprochen seltenen Fällen einen einzigen Pol. Eigentlich immer nur dann, wenn er von Hersteller für den Betrieb als Spannungsfolger kompensiert wurde. XL
Axel Schwenke schrieb: > Jan R. schrieb: >> Du hast nur einen Spannungsteiler gebaut, welchen du in der Phase >> Kompensierst. Aber KEINEN VERSTÄRKER wie Axel Schwenke schon gesagt >> hast. > > Ich habe nichts dergleichen gesagt. Kai hat die Simulation auf das > notwendigste abgespeckt. War ja klar, daß du das nicht raffen würdest. Also in welcher Welt soll das ein Verstärker sein, das war nur ein Modell. Und natürlich hast du dann einen Spannungsteiler und die Eigefügte Kapazität sollte die Phasenversiebung verursacht von der Streukapazität Kompensieren. Beweis: > Wobei man das in diesem Fall besser als unkompensierten vs. frequenz- > kompensierten Spannungsteiler betrachtet. Letztlich geht es bei dieser > Schaltung ja nur darum, den Einfluß der Streukapazität zu eliminieren. Nein hast du nie gesagt. Klar. Hältst du mich für blöd oder was oder hast du vergessen, was du geschrieben hast. Aber nochmal: Warum wird meine Frage nie Beantwortet: Selbst bei der Phaselead is irgendwann Schluss. Wie man in der Simulation von Kai sieht bekommt selbst die Kompensierte Schaltung irgendwann einen Knick. Also bekommt man auch irgendwann Eine Rein Reelle Negative Verstärkung (180° Negativ Real). Also fragte ich folgendes: "Ich weis nicht warum wir es uns hier so schwer machen. Ein OPV ist doch dann stabil, wenn die phasenlage ungleich pi ist. Bzw. die Verstärkung bei PI kleiner 1 ist. Ich frage mich jetzt, was denn passiert wenn die verstärkung bei Pi z.b. 0,5 Beträgt, gibt es dann jetzt aufrund von Rauschen ständig Schwingungen die gedämpft sind, bzw. jede verstärkte Rechteckspannumg hat an den Flanken harmonische kleben, oder ist das ganz dann soweit gedämpft, dass man das verrnachlässigen kann? Denn selbst im Impedanzwandlermodus des LM358 sprich mit großer schleifenverstärkung, sind keine gedämpften Harmonischen feststellbar. Warum? (Ich will von niemandem wissen, wie diese Kompensation geht. Das weiß ich. Ein kompensierter OPV hat einen Verstärkungsfaktor unter 1 bei pi. Aber auch nicht 0. Somit sind meiner meinung nach Harmonische möglich. warum sehe ich dann keine beimsprunghaften eingangssignalen. Nur dass will ich wissen und nichts anderes.)" Warum kann mir das niemand beantworten? Mfg
>Faktor 2 ist Blödsinn. Du hast ein Rückkopplung mit 210 un 310 Kiloohm >wie soll da 2 Herauskommen? :-( Für die Phasenganganalyse reduziert man den OPamp auf das Wesentliche. Das ist der ideale Ausgang (VG1) vor der "open loop output impedance", die "open loop output impedance" (R1) und der invertierenden Eingang (VM1). Die Verstärkungsfunktion des OPamp ist hier unerheblich, weil wir uns nur für die Phase interessieren. Die verstärkungsbestimmenden Widerstände sind R3=10k und R2=10k, was einem Verstärker mit der Verstärkung 2 entspricht. Zusätzlich ist eine Streukapazität (C1) am invertierenden Eingang berücksichtigt und eine kapazitive Last (C2), die durch den Widerstand R4 vom Ausgang des OPamp "isoliert" ist. Zwischen VM1 und VG1 gibt es noch einen zusätzlichen Phasengang, der im Datenblatt des OPamp nachgeschlagen werden kann. Natürlich ist eine solche Schaltung viel zu primitiv, als daß man sich die Mühe einer Phasenganganalyse machen müßte. Aber ich habe absichtlich eine einfache Schaltung angenommen, damit du nicht allzu verwirrt bist. >Wo ist der Verstärker? Habe ich gerade erklärt. >VG1 ist dein Messgerät. Nein, der ideale Ausgang des OPamp. >Wie bekommt das Die Relation zum Eingang? ?? Was genau willst du wissen? >Kenne dieses Alte Simulationsprogramm nicht, welches du da hast. Ist TINA-TI und ist nicht alt. >Warum redest du dann von deinem tollen idealen Ausgang? Wann kann ich dafür, wenn du zu doof bist, daß zu erkennen? >(Ich will von niemandem wissen, wie diese Kompensation geht. Das weiß >ich. Du hast vielleicht eine entfernte Vortsellung davon. Aber du hast zu wenig Wissen, um es quantifizieren zu können, sonst würdest du diese ganzen Fragen nicht stellen. >Ich frage mich jetzt, was denn passiert wenn die verstärkung bei Pi z.b. >0,5 Beträgt, gibt es dann jetzt aufrund von Rauschen ständig >Schwingungen die gedämpft sind, bzw. jede verstärkte Rechteckspannumg >hat an den Flanken harmonische kleben, oder ist das ganz dann soweit >gedämpft, dass man das verrnachlässigen kann? Das läßt sich nicht pauschal sagen, sondern hängt vom jeweiligen OPamp ab. Auch ein völlig stabiler OPamp kann ausgeprägtes Überwschwingen bei Rechteckansteuerung haben. Das Ganze kann auch noch klein- und großsignalabhängig sein. Das sind letztlich Feinheiten, die ein einfaches Model garnicht berücksichtigt. Wenn du es ganz genau haben willst, mußt du es berechnen oder mit einem guten Modell simulieren. >Und Kai: ein OPV hat nur in ausgesprochen seltenen Fällen einen einzigen >Pol. Eigentlich immer nur dann, wenn er von Hersteller für den Betrieb >als Spannungsfolger kompensiert wurde. "Unity gain stable"? Aber das sind doch die meisten OPamps. Außerdem ist es egal wieviele Pole es da hat, wenn nur der Phasengang im Datenblatt angegeben ist: Ich mache eine "phase lead" Kompensation, sodaß möglichst viel von der "phase margin" erhalten bleibt und habe automatisch einen besonders stabilen Betrieb. Wenn es zusätzliche Pole mit Einbrüchen gibt, kann ich das in der Kompensation berücksichten und lasse im entsprechenden Frequenzbereich entsprechend weniger nacheilende Phasenverschiebung zu.
Kai Klaas schrieb: > Widerstände sind R3=10k und R2=10k, was einem Verstärker mit der > Verstärkung 2 entspricht. Tut mir wirklich leid, dass ich dich da kritisiert habe. Habe Habe gedacht das heißt 210k und 310k und dann gedacht, was will der... > Das läßt sich nicht pauschal sagen, sondern hängt vom jeweiligen OPamp > ab. Auch ein völlig stabiler OPamp kann ausgeprägtes Überwschwingen bei > Rechteckansteuerung haben. Das Ganze kann auch noch klein- und > großsignalabhängig sein. Das sind letztlich Feinheiten, die ein > einfaches Model garnicht berücksichtigt. Wenn du es ganz genau haben > willst, mußt du es berechnen oder mit einem guten Modell simulieren. Genau das wollte ich wissen. >>(Ich will von niemandem wissen, wie diese Kompensation geht. Das weiß >>ich. >Du hast vielleicht eine entfernte Vortsellung davon. Aber du hast zu >wenig Wissen, um es quantifizieren zu können, sonst würdest du diese >ganzen Fragen nicht stellen. Ich habe auch nie gesagt, dass ich nicht wüsste was Phase lead bzw. leg ist. Wollte die gesamte Zeit eigentlich nur auf die gedämpften Schwingungen im Stabilen betrieb hinaus. >Natürlich ist eine solche Schaltung viel zu primitiv, als daß man sich >die Mühe einer Phasenganganalyse machen müßte. Aber ich habe absichtlich >eine einfache Schaltung angenommen, damit du nicht allzu verwirrt bist. Um nochmal auf deine Vereinfachte Schaltung einzugehen. Wolltest du mit der Kapazitäten Last auf die Innerlichen Parasitären im OPV heraus oder Zeigen was Passiert wenn eine Kapazitive last angeschlossen wird. bedanke mich für deine Mühe, ist echt sehr Nett. Mfg
>Um nochmal auf deine Vereinfachte Schaltung einzugehen. Wolltest du mit >der Kapazitäten Last auf die Innerlichen Parasitären im OPV heraus oder >Zeigen was Passiert wenn eine Kapazitive last angeschlossen wird. Also, die Streukapazität am invertierenden Eingang ist hauptsächlich intern. Besonders rauscharme FET-OPamps können da beachtliche Kapazitäten haben, wenn ich jetzt beispielsweise an den AD743 denke. Aber auch der TL052 u.ä. haben da etliche pF. Die angenommene kapazitive Last am Ausgang speist sich dagegen hauptsächlich aus Kabelkapazitäten. Für längere Kabel müssen dann natürlich größere kapazitive Lasten angenommen werden. R4 zur "Isolierung" der kapazitiven Last ist mit 100R auch recht realistisch angenommen. Das ist schon eine sehr realistische Schaltung, die ich da simuliert habe. Man erkennt, daß bereits ein kleiner 22pF Cap ausreicht, um die Schaltung von "No-Go" in "Go" zu verwandeln. In Mischpulten findet man deshalb so einen Cap praktisch in jeder Verstärkerstufe (siehe Anhang).
Jup. Idealer Ausgang ist ja klar. Habe da ein wenig gepennt vorhin.. Aber von wasfür Kabeln gehst du da aus mit denn 100 Isolierung?
>Aber von wasfür Kabeln gehst du da aus mit denn 100 Isolierung?
Kabel mit 100pF pro Meter. Das läßt sich ja in der Simu jederzeit
anpassen.
Kai Klaas schrieb: >>Aber von wasfür Kabeln gehst du da aus mit denn 100 Isolierung? > > Kabel mit 100pF pro Meter. Das läßt sich ja in der Simu jederzeit > anpassen. Schon klar, halte aber die 100Ohm für Übertrieben.
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>Schon klar, halte aber die 100Ohm für Übertrieben.
Der in die Schaltung eingefügte R4=100R, der nicht Teil des Kabels ist,
falls du das meinst, macht immer Sinn, wenn ein Kabel angeschlossen
wird. Der Vorteil spielt sich allerdings erst längeren Kabeln aus. So
läßt sich der OPamp für eine kapazitive Last mit 1nF, entsprechend 10m
Kabellänge, mit verschwindendem R4 praktisch nicht mehr
phasenkompensieren.
Im linken Bild ist zu sehen, daß bei 1nF kapazitiver Last nun mit 33pF
in der Gegenkopplung eine minimale "phase lag" entsteht.
Im rechten Bild, mit verschwindendem R4, ist das Verhalten für zehn
verschiedene Gegenkopplungskapazitäten gezeigt, die zwischen 10pF und
100nF variieren. Die starke Zunahme der "phase lag" in der Gegenkopplung
im Bereich der Grenzfrequenz läßt sich nicht mehr rückgängig machen.
R4 ist wichtig, weil er die kapazitive Last vom Ausgang des OPamp
"isoliert". Isoliert in dem Sinne, daß die kapazitive Last nun nur noch
eine beherrschbare "phase lag" innerhalb der Gegenkopplung erzeugen
kann.
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Kai Klaas schrieb: >>Schon klar, halte aber die 100Ohm für Übertrieben. > > Der in die Schaltung eingefügte R4=100R, der nicht Teil des Kabels ist, > falls du das meinst, macht immer Sinn, wenn ein Kabel angeschlossen > wird. Der Vorteil spielt sich allerdings erst längeren Kabeln aus. So > läßt sich der OPamp für eine kapazitive Last mit 1nF, entsprechend 10m > Kabellänge, mit verschwindendem R4 praktisch nicht mehr > phasenkompensieren. Das ist logisch. Habe nur gedacht, dass der 100R zum Kabel gehört das hat mich verwundert. Allerdings gibt es ja auch die Lag-Kompensation, welche Absichtlich eine Kapazität an den Ausgang hängt, und somit zusammen mit dem Innenwiderstand einen RC Tiefpass bildet und somit einen weiteren Pol bei niedrigen Frequenzen einfügt. Habe irgendwann mal einen Audioverstärker mit Gegenkopplung gebaut. Da die Bandbreite hier nicht so hoch sein muss, konnte ich zwischen Zwischenstufe und Endstufe ein Potentiometer hängen, welches dann zusammen mit der Millerkapazität einen Tiefpass bildete. Das hat Wunderbar Funktioniert aber halt auf Kosten der Bandbreite.. Aber ja das ist wieder ne anderer Baustelle ;-) Mfg
Es gab auch einen umkompensierten 741 als 748. Und ja, solche Bauteile sind sinnvoll weil man damit bei höheren Verstärkungen weit mehr Bandbreite rausbekommt (IIRC geht zB mit einem 709 bei einer Verstärkung von 100 mehr als mit einem 741). Oder der LH0032 - bei dem es auch Sinn macht einen Trimmer an die Kompensationsanschlüsse anzuschliessen da die genaue Einstellung viel Unterschied zB in der Rechteckantwort macht...
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