Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kapazitive Last an einem OPV


von flo R. (florudolph)


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Hallo liebe Elektroniker.....
ich habe nun schon ziemlich viele Beiträge über OPVs gelesen die 
kapazitiv belastet werden, allerdings ist bei mir der Groschen noch 
nicht gefallen....
Meine Schaltung läuft mit einem LM1876....und soll ein Sinussignal im 
Frequenzbereich von 10kHz-120kHz auf 30Vpp verstärken.... Als 
Spannugsquellen verwende +-20V....mein Schaltung mach was sie soll.....
der Kondensator am ausgang des Verstärkers soll dafür sorgen, dass keine 
gleichsspannung an die Last gelangt....(wird später ein spule 
sein)....Nun wurde mir empfohlen noch einen Widerstand in Reihe zu 
schalten, so dass bei kapazitiver Belastung durch lange kabel o.ä. keine 
Schwingneiguung auftritt.... irgendwie versteh ich nicht was der 1 Ohm 
widerstand daran ändert... und durch den 3µ3 Farad 
Entkopplungskondensator belaste ich den Verstärker doch ohnehin schon 
kapazitiv...??????

von Frank (Gast)


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flo Ro schrieb:
> Nun wurde mir empfohlen noch einen Widerstand in Reihe zu
> schalten, so dass bei kapazitiver Belastung durch lange kabel o.ä. keine
> Schwingneiguung auftritt....
Kann vielleicht in gewissen Situationen angebracht sein, aber nicht bei 
Deinem LM1876.

> Entkopplungskondensator belaste ich den Verstärker doch ohnehin schon
> kapazitiv...??????
Nein, der macht nichts (wenig), denn der bildet keine Kapazität zu Masse 
aus. Aus der Sicht hoher Frequenzen handelt es sich um einen Kurzschluß, 
bzw. eines kleinen Widerstands bzw. einfach einer Leitung.

>(wird später ein spule sein)....
Was ja dann das Gegenteil einer kapazitiven Last ist.

Ich würde mir da zunächst einmal nicht so viele Sorgen machen. Dein 
LM1876 kann noch ganz andere Sachen treiben. Darüber hinaus willst Du ja 
eh eine induktive Last betreiben.

Grundsätzlich sollte man ein Auge darauf haben, bei Deinem 
Anwendungsfall erübrigt sich das.

von flo R. (florudolph)


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vielen Dank für deine Antwort,
das der LM1876 nicht der schnellst Gaul im stall ist und dadurch 
tendenziel keine schwingneigung besteht war auch mein gedanke.... aber 
meine Verständnisproblem zum Widerstand ist immmer noch nicht 
geklärt...keine ahnung was ser bezwecken soll

von MaWin (Gast)


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Ausgangskoppelkondensatoren belasten Verstärker NICHT kapazitiv, weil ja 
der Eingang der nachfolgenden Schaltung als Widerstand in Reihe liegt, 
und der so hoch ist, daß der resistive Anteil weit überwiegt. Auch lange 
Leitungen sollten nicht rein kapazitiv oder induktiv wirken, sondern 
entsprechend ihrer Leitungsimpedanz, also z.B. 50 Ohm Koax oder 120 Ohm 
Zwilligslitze.

Wenn natürlich der Ausgang deiner Schaltung kurzgeschlossen wird, oder 
fehlerhaft angeschlossen wird an eine Last mit viel zu geringem 
Widerstand, dann sieht der OpAmp eine kapazitive Belastung, und dann 
kann er schwingen.

Der LM1875 als 20W Class AB Audioverstärker ist durchaus sensitiv 
gegenüber kapazitiven Lasten und hat nicht ohne Grund im 
Beispielschaltung ein Boucherotglied mit 1 Ohm. Dieses 1 Ohm reicht, um 
die Schwingneigung zu unterdrücken. Deine 3.3 Ohm reichen also auch für 
grössere Kapaziäten. Kleine und empfindlichere OpAmps wollen hier 50 Ohm 
oder 1k Ohm sehen.

von Udo S. (urschmitt)


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flo Ro schrieb:
> 10kHz-120kHz

flo Ro schrieb:
> wird später ein spule sein

Du solltest allerdings darauf achten, daß Kondensator und Spule zusammen 
nicht ein Reihenschwingkreis bilden, der seine Resonanzfrequenz in dem 
angegebenen Frequenzbereich hat. Ein Reihenschwingkreis in Resonanz 
wirkt wie ein Kurzschluss (Saugkreis).

von flo R. (florudolph)


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vielen Dank für die Anworten,  aber leider kann ich daraus noch immer 
nicht Ableiten wie der kleine 1Ohm widerstand die Schwingneigung 
beeinträchtigt.........

von Udo S. (urschmitt)


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flo Ro schrieb:
> vielen Dank für die Anworten,  aber leider kann ich daraus noch immer
> nicht Ableiten wie der kleine 1Ohm widerstand die Schwingneigung
> beeinträchtigt.........

Du hast keine rein kapazitive Last, zumindest nicht solange wie die 
induktive Last, die du anschliessen willst, nicht eine so kleine 
Induktivität und ohmschen Widerstand hat, daß es wie ein Kurzschluss 
wirkt so daß der Koppelkondensator quasi auf Masse liegen würde.

von ArnoR (Gast)


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flo Ro schrieb:
> aber leider kann ich daraus noch immer
> nicht Ableiten wie der kleine 1Ohm widerstand die Schwingneigung
> beeinträchtigt

Dann solltest du dich mal informieren, wie die Schwingneigung mit 
kapazitiver Last überhaupt entsteht. Daraus ergibt sich dann unmittelbar 
der Wirkmechanismus des Isolationswiderstandes.

Eine kapazitive Last ergibt zusammen mit dem inneren Ausgangswiderstand 
des Verstärkers einen Tiefpass mit der dazugehörigen Phasendrehung. 
Diese zusätzliche Phasendrehung addiert sich zu der Eigenphasendrehung 
des OPV und frisst die Phasenreserve des OPV auf, weil die Gegenkopplung 
von dieser Stelle zum Eingang zurückführt. Wenn die gesamte 
Phasendrehung 360° beträgt und die Schleifenverstärkung >1 ist schwingt 
das Ding. Der Serienwiderstand entkoppelt den Kondensator mehr oder 
weniger vom Ausgang und vermindert dadurch die zusätzliche 
Phasendrehung.

von flo R. (florudolph)


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Vielen dank für die SUPER ERLÄUTERUNG.....(@ArnoR), das hat mir 
hoffentlich die Augen geöffnet....
nur nochmal zur Absicherung... also der Serienwiderstand sorgt dafür, 
dass die Grenzfrequenz des Tiefpass nach oben verschoben 
wird....fg=1/(2pi*R*C)...
oder was bedeuted entkoppelt den kondensator??

von ArnoR (Gast)


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flo Ro schrieb:
> also der Serienwiderstand sorgt dafür,
> dass die Grenzfrequenz des Tiefpass nach oben verschoben
> wird....fg=1/(2pi*R*C)...

Nein, an den Grenzfrequenzen ändert der so gut wie nichts, weil er im 
Verhältnis zum Verstärkerinnenwiderstand klein sein muss, um die 
Aussteuerbarkeit nicht unzulässig zu beschränken.

Er begrenzt vor allem den Maximalwert der Phasendrehung und führt zu 
einer Rückdrehung der Phase bei hohen Frequenzen.

Tatsächlich sind die Verhältnisse etwas komplizierter, weil der 
Ausgangswiderstand kein fester ohmscher Widerstand ist sondern ein 
Widerstand, der durch die Gegenkopplung herabgesetzt ist und daher mit 
der Frequenz ansteigt. Der Ausgangswiderstand ist also eigentlich eine 
Impedanz mit induktivem Verhalten.

von flo R. (florudolph)


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Nochmals Danke an deine Geduld.....die Simulation ist sehr 
aussagekräftig aber warum geht die Phasenverschiebung bei hohen 
Frequenzen wieder auf null grad zurück????

von Bernhard D. (pc1401)


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flo Ro schrieb:
> Nochmals Danke an deine Geduld.....die Simulation ist sehr
> aussagekräftig aber warum geht die Phasenverschiebung bei hohen
> Frequenzen wieder auf null grad zurück????

Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Blindwiderstand

Der kap. Blindwiderstand geht für steigende Frequenzen gegen Null und 
wird damit wesentlich kleiner als die 20R in Reihe.

von flo R. (florudolph)


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jetzt hab ich es tatsächlich Verstanden.... ich danke nochmal 
tausendfach für die guten Erklärungen....es hat mir wirklich sehr 
geholfen....

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