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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik operationsverstärker: ich werd verrückt


Autor: Simon Küppers (Gast)
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Mensch! Es klappt einfach nicht.

Ich habe ein 0,3Voffset/0,3Vamplitude Signal und möchte es verstärken.
habe jetzt LM7171 bekommen:
http://cache.national.com/ds/LM/LM7171.pdf
Und habe mal die beschaltung von Seite 14 vorgenommen (als
Verstärkungsfaktor = +2)

Aber das funktioniert einfach nicht.

Ich habe in Reihe vor den (+) Eingang einen 100nF Kondensator getan.
Wenn ich ohne bestückten Operationsverstärker mir das Signal mit meinem
Oszi anschaue, habe ich ein schönes 0,3Vamplitude, 0Voffset Signal.
Schließe ich den Operationsverstärker an, verschiebt sich das Signal
auf irgndwo bei -15V (Versorgungsspannung des Operationsverstärkers ist
+/-15V symmetrisch). Am Ausgang krieg ich nur +15V hin :( dauerhaft.

Woran liegt das bitte? Was kann das sein? Ich bin mir 100%ig Sicher den
Operationsverstärker richtig beschaltet zu haben.

Autor: Christian Rötzer (Gast)
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Schalte noch einen Widerstand vom OpAmp '+' Eingang gegen Masse, dann
hat dieser ein definiertes Potential. So lädt der Biasstrom des OpAmp
den 100nF und das war's.

Grüße

Christian

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Ich weiß nicht genau ob du mich richtig verstanden hast. Habe zur
Sicherheit nochmal ein Schaltbild angehangen (R3 ist der von dir
erwähnte Widerstand. War das so gemeint)

Ich werde es mal so ausprobieren.

Autor: Simon Küppers (Gast)
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achja, abo hehe

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Kann ja nicht sein, scheint so als funktioniere es nun :-)
Kann mir jemand das Phänomen erklären?
Ah ich glaub ich weiß schon. Ich bin fest davon ausgegangen dass der
"virtuelle" Eingangswiderstand gegen Masse ist. Aber kann ja
garnicht, hehe. Der Hochpassfilter muss natürlich gegen Masse gehen.
oder?

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Komisch, habe wohl eines übersehen: Ich habe jetzt wieder einen
Gleichspannungsanteil im Signal. Liegt bei etwa 2,5V. komisch!

Autor: Christian Rötzer (Gast)
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Habe mir gerade die Daten von dem OpAmp angesehen. Das ist schon ein
sehr schneller Typ mit 200MHz. Nimm statt den 1MOhm bitte einen viel
kleineren Wert. Optimum: Parallelwert aus R1 und R2, also z.B. 220 Ohm.
Der Biasstrom von typ. 3.3uA (was sehr viel ist) ist bei Dir wohl 2.5uA
-> 2.5V Spannungsabfall an 1MOhm. Was ist die maximale Frequenz, die Du
da verstärken willst?

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Ah,
Das Problem ist, wenn ich das richtig sehe, dass ich durch diesen
Bias-Widerstand ja den Hochpassfilter verändere.

Ich dachte so an 10 MHz Maximalfrequenz (mit ein bisschen Reserve, muss
aber nicht). Minimale Frequenz dachte ich so an 50Hz, allerdings möchte
ich den Hochpassfilter so dimensionieren, dass er erst bei 1Hz seine
Grenzfrequenz hat, sodass ich bei 50Hz keinen nennenswerten
Spannungsfall habe.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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Der OPV gehört mit 50Ohm oder 75Ohm am Eingang abgeschlossen.
Die Quelle muss niederohmig sein, braucht dafür aber nur eine geringe
Spannung zu liefern.
Koppelst Du den Ausgang noch mit einem C aus? Wenn Du ein DC-Offset
brauchst (hat mein Funktionsgenerator auch), dann kannst Du diesen
hinter dem KoppelC einprägen.
Nimmt man hierfür nicht einen aperiodischen Breitbandverstärker oder
bin schon zu alt dafür :-))?

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Hallo Axel,
Gut. Das mit dem 750 Ohm ist sicher kein Problem. Die Spannungsquelle
ist aber in diesem Falle ja der Koppel-kondensator mit 100nF. Hänge ich
da jetzt 750 gegen Masse ran, dann ist die Untere Grenzfrequenz ja bei
2MHz.


Offsetaddierer kommt auch noch, aber erst ganz am Ende.
Mein Plan ist folgender:

Ich habe das Signal mit 0,3VAmplitude, 0,3Voffset. Schiebe das auf
0Voffset mit dem Koppelkondensator, dann verstärker ich das ganze
Signal auf +/-13V. Bis hierhin ist alles Trimmung. Danach kommt das
Signal in einen Spannungsteiler rein, und wird an der Frontplatte
angebracht. So kann ich schonmal die Amplitude einstellen. Anschließend
noch ein Subtrahier/Addierverstärker für das Offset.

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Kann mir wenigstens jemand sagen, ob ich Recht habe?

Wie soll ich denn nun das Signal symmetrisch bekommen, wenn ich den
OPAMP Eingang mit 500 Ohm abschließen soll?!

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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am Eingang einen 4.7uF keramik und dahinter gegen Masse einen 50R oder
75R. Dann ist dein Signal symmetrisch gegen Masse. Ich wollte Dir erst
die Schaltung meines RF-Generators zukommen lassen. Der geht aber nur
bis 3Mhz (10V) an 100R, hat ausserdem keine Möglichkeit, einen Offset
einzustellen. Die Schaltung ist überdies so alt, da gab es noch keine
OPVs, die 200Mhz schaffen.

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Puh, 4,7uF keramik? Na die muss ich erstmal ordern, sowas hab ich ja
garnicht hier. Ich persönlich denke aber 50R müssen nicht sein, 500R
tuns doch sicher auch oder?

Im Anhang nochmal die ganze Schaltung. (Etwas verwirrend, aber mein
Signal beträgt entweder 0,3Va/0,3Vo oder 2,5Va/2,5Vo. Dafür brauche ich
jetzt 2 verschiedene Verstärkereinstellungen.

Autor: Christian Rötzer (Gast)
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Ja wo isser denn, der Anhang? Das mit den 50 Ohm oder 75 Ohm solltest Du
nur dann ernst nehmen, wenn Deine Signalquelle eben auch den entspr.
Ausgangswiderstand besitzt und eben über ein Koaxkabel zugeführt wird.
Sonst hast Du keinen linearen Frequenzgang mehr. Wo kommt das Signal
denn her?

Autor: Simon Küppers (Gast)
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das signal kommt aus einem AD9832.
Ja, aber die Spannungsquelle ist ja der Koppelkondensator !

Hier der Anhang

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Okay, ich habe einfach mal einen 681R Widerstand als Abschluss genommen.
Offset scheint nahezu auf 0V zu liegen (kann mit meinem ossi keine
abweichung erkennen). Nun liegt natürlich die Grenzfrequenz wesentlich
höher, was man durchaus merkt.

Mal schauen wo ich größere Kondensatoren herbekomme.

Autor: Simon Küppers (Gast)
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PS: Kann ich als Kondensator einen MKS-2-10µ benutzen? Er hat als
maximale Spaninung 16V-/10V~ angegeben. Wüsste jetzt nicht, dass in
diesem Pfad eine höhere Spannung auftaucht oder?

Ist der auch in Sachen Frequenz (10MHz) geeignet?

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Ist übrigens eine Reichelt bestellnummer

Autor: Christian Rötzer (Gast)
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Ehrlich gesagt verstehe ich nicht, für was Du den Kondensator überhaupt
brauchst. Klar willst Du nur den AC-Anteil verstärken, aber wenn Du da
schon so einen tuffigen Trimmer für die Verstärkung vorsiehst, warum
nicht auch für den Offset? Ähnlich wie hinten an der Ausgangsstufe.
Warum das Signal nicht ständig (ohne Umschaltung) in IC1A und IC1B
einspeisen? Falls Der 300 Ohm Widerstand aus dem AD Beispiel existiert,
läßt Du somit IC2A, IC2B, C1, C2, R3 und R4 einfach weg.

Oder wie wäre es damit: Schalte doch einfach die Verstärkung eines
Opamp mit einem MAX4567 um.

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Der AD Wandler spuckt nur 0,3Va mit 0,3Voffset aus. das wollte ich kurz
mit einem Kondensator beseitigen um das Signal zu symmetrieren. Meinst
du ich soll den ersten Verstärker auch als Subtrahierverstärker
vorsehen?
Welcher 300 Ohm Widerstand aus welchem Beispiel?

Ich glaube nicht dass das geht, da ich den MAX4567 nur mit 5V/0V
(asymetrisch) versorgen werde und im Rückkoppelpfad von dem ersten
Operationsverstärker +/- Signale auftreten.

Achja und die vielen analog-Switches sind nur da, weil der MAX4567
schon die "kleinste" Variante in der Hinsicht war, und da 2
Doppelswitches drin sind.

Autor: Christian Rötzer (Gast)
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Naja, Deine Schaltung wird ja ähnlich zu

http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/25...

Figure 31 auf Seite 15 aussehen. Für den DAC wird (in der
Grundschaltung) ein Abschlusswiderstand (R6) benötigt, der aus dem
Strom des DACs eine Spannung macht.

Autor: Simon Küppers (Gast)
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Ups. Tut mir Leid. Habe den AD9833
http://www.analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/37...
Der hat nämlich diesen Widerstand nicht. War schon ganz irritiert.

Aber ich habe mir deine Aussage nochmal durch den Kopf gehen lassen und
nach nem Switch gesucht, mit dem ich das Feedback Signal von 2 Trimmern
multiplexen kann:
http://pdfserv.maxim-ic.com/en/ds/MAX4659-MAX4660.pdf

Den hänge ich dann an +/- 15V und die Logikeingänge an meinen Chip. Das
wird so funktionieren, denke ich, da der Schaltbereich ja zwischen +/-
Vcc liegt.

Blöd nur, dass es den Chip Naja, 1,27 mm Pinabstand schaff ich noch
locker ;)

Autor: Christian Rötzer (Gast)
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Dann sind's die internen 200 Ohm des IC's selber, die Du auch
benutzt(?)
Nur eines noch: Diese Halbleiterschalter besitzen einen
spannungsabhängigen Innenwiderstand, was zu ungewollten (naja, wer will
die schon) zusätzlichen Verzerrungen führen kann. Es sollte also ein
Punkt in der Schaltung zum Muxen gewählt werden, der entweder möglichst
hochohmig ist, oder an einem Punkt sitzt, wo die Spannung wenig
variiert. Das heißt auch, dass es auf die Reihenfolge von MUX und
Trimmer ankommt....
P.S.: 1.27 mm Pitch sind doch lächerlich ;-)

Autor: Simon Küppers (Gast)
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>>Dann sind's die internen 200 Ohm des IC's selber, die Du auch
benutzt(?)

Ja.


Der Widerstand sollte in folgender Beschaltung doch nicht großartig
stören, wenn ich das richtig erkenne! Weder der Widerstand spielt hier
eine große Rolle, noch variiert hier die Spannung stark.

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