Hallo, kann mir jemand erklären warum eine OPV Schaltung mit Gegenkopplung stabil (kein Schwingen) wird wenn ein sehr kleiner Kondensator (pF) parallel zum Widerstand liegt? In den Datenblättern stehen zwar immer Formeln zum Berechnen des Kondensators, aber nicht was dahinter steckt :( Deswegen: Welche Theorie steckt dahinter? Vielen Dank!
Naja, ein Kondensator hat bei hohen Frequenzen einen niedrigen Widerstand, und da er parallel zum Rückkopplungswiderstand liegt, verringert er damit die Verstärkung bei hohen Frequenzen (z.B. Schwingen) = Tiefpassverhalten.
Die Eingangskapazität des OPV bildet mit dem Rückkoppelteiler einen Tiefpass. Dieser Tiefpass bewirkt eine Phasenverschiebung zwischen OPV-Ausgang und -Eingang, welche sich zu der inneren Phasendrehung des OPV addiert und damit die Phasenreserve des OPV reduziert. Die Schwingneigung nimmt zu. Der kleine Kondensator parallel zum Rückkoppelwiderstand hebt die Phasendrehung durch den Rückkoppelteiler wieder auf, wenn er so dimensioniert ist, dass sich insgesamt ein frequenzkompensierter Spannungteiler ergibt.
ArnoR schrieb: > frequenzkompensierter Spannungteiler Das ist der wesentliche Punkt. Und kann man so schön einfach sehen wenn man ein Oszilloskop und einen 10:1 Tastkopf hat. Einfach mal abgleichen.
ArnoR schrieb: > Die Eingangskapazität des OPV bildet mit dem Rückkoppelteiler einen > Tiefpass. Dieser Tiefpass bewirkt eine Phasenverschiebung zwischen > OPV-Ausgang und -Eingang, welche sich zu der inneren Phasendrehung des > OPV addiert und damit die Phasenreserve des OPV reduziert. Die > Schwingneigung nimmt zu. > > Der kleine Kondensator parallel zum Rückkoppelwiderstand hebt die > Phasendrehung durch den Rückkoppelteiler wieder auf, wenn er so > dimensioniert ist, dass sich insgesamt ein frequenzkompensierter > Spannungteiler ergibt. Also ich versuche das jetzt mal zu verstehen ;) Benutze dazu das Datenblatt des LMV791.... 1.Der Rückkoppelwiderstand und die Eingangskapazität bilden einen Tiefpass. (Figure 57 LMV791 Datenblatt) Die Phase dreht sich bei großen Frequenzen um +90° 2.Wenn sich die Phase von 1. zur Phasendrehung des OP addiert und die Phasenreserve kleiner wird müss der OP eine interne Phasendrehung von mindestens 90° haben? Damit kommt man dann auf eine Phase von insgesamt 180°, aus der gegenkopplung wir eine Mitkopplung und das Ausgangssignal addiert sich zum Eingangssignal? 3.Nachdem der Feedbackkondensator im System ist wird der Feedbackwiderstand Frequenzabhängig und bekomme eine Phasenverschiebung. Z = R || Xc Phase = tan(phi)= Xc/R Bei zunehmender Frequenz wird der Feedbackwiderstand kleiner und verringert so die Verstärkung? Aber die Phase des Tiefpassdreht sich bei zunehmenden Frequenzen immer noch um bis zu +90°? Allerdings dauert es jetzt länger bis die +90° erreicht werden? Allerdings drehen sich die ganzen Phasen doch bei recht hohen frequenzen. Warum wirkt der kondensator dann bei einem DC Signal am OP Eingang so stark stabilisierend? Sorry wegen den ganzen Fragen, will es einfach richtig verstehen :P
Tobias schrieb: > Bei zunehmender Frequenz wird der Feedbackwiderstand kleiner und > verringert so die Verstärkung? Na das ist doch schon der Trick. Wenn die Phase im 180° gedreht ist hast du die Mittkopplung. Wenn da dann aber schon die Verstärkung auf unter 1 gefallen ist wird draus praktisch wieder eine Gegenkopplung. ;)
Der Kondensator parallel zum Feedback Widerstand verhindert das es über Eingangskapazität und Widerstand zu viel Phasendrehung gibt. Die stärkere Rückkopplung und damit kleinere Verstärkung der Schaltung bei hoher Frequenz ist eher eine ungewünschte Nebenwirkung. Das wesentliche ist die veränderte Phase. Wenn der Kondensator nicht zu groß ist, kann man sogar statt der bis zu +90 Grad vom Tiefpass negative Werte bekommen. Mit dem Kondensator in der Rückkopplung muss man aber vorsichtig sein bei OPs, die nicht für Unitiy Gain kompensiert sind. Da kann ein (zu großer) Kondensator auch für instabilität sorgen.
wenn die Schwingungsbedingung erfüllt ist, schwingt der OPV: https://de.wikipedia.org/wiki/Oszillatorschaltung#Schwingungsbedingung Um das zu verhindern, wird die bedingung 2 (Phasenbedingung) an der Erfüllung gehindert. Das nennt sich dann Frequenzgangkompensation: https://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzkompensation Gruß,
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.