Ich habe ein Tiefpassfilter 3. Ordnung (fc=4kHz) mit LTSpice simuliert und auch als Prototyp gebaut, siehe Schaltplan_v1. In der Simulation sieht alles in Ordnung aus. Auch im Betrieb scheint das Filter grundsätzlich zu funktionieren, in dem Sinne, dass Frequenzen oberhalb 4kHz gedämpft werden. Allerdings sehe ich mit dem Oszilloskop am Ausgang eine sinusähnliches Signal mit Frequenz 60 Mhz und Amplitude 100mV(peak-to-peak). Im Datenblatt des verwendeten AD797[1, fig. 37] steht, bei direkter Rückführung des Ausgangs auf den Eingang ein 100Ω - Widerstand in der Rückführung für Stabilität benötigt wird. Wenn ich den einbaue (Schaltplan_v2, R4), sehe ich am Ausgang nun 340mV (peak to peak) @22.5Mhz. Woher kann diese Schwingung/Instabilität im Aufbau kommen? [1]: Datenblatt AD797 http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD797.pdf
Der OP797 ist von sich aus nur marginal stabil, er neigt also zum schwingen. Ein Punkt der gerne Übersehen wird ist, dass eine zusätzliche Kapazität am Ausgang die Phasenreserve noch einmal reduziert. Um sicher zu sein sollte ein Widerstand an den Ausgang. Die Bandbreite ist auch schon so hoch dass es auf das Layout ankommen kann. Abhilfe könnte ggf. etwas Kapazität parallel zu R4 und ggf. ein entsprechender Widerstand vor dem nicht invertierenden Eingang bringen. Bei der Schaltung ist der OP797 auch nicht wirklich gut - entweder die Widerstände deutlich keiner (etwa Faktor 20) oder ein OP mit weniger Stromrauschen. So wie gezeigt wäre vom Rauschen her ein 741 etwa gleich gut.
Lurchi schrieb: > Abhilfe könnte ggf. etwas Kapazität parallel zu R4 und ggf. ein Wäre jetzt mein Ansatz gewesen. 680p reichen und sollten die Grenzfrequenz nur marginal ändern.
Wie sieht denn das Layout aus? Oder ist das nur ein Steckbrettaufbau?
Ich bin jetzt nicht der Filterexperte, aber meinst du, dass die Schaltungen korrekt sind?
Ralf S. schrieb: > Ich bin jetzt nicht der Filterexperte, aber meinst du, dass die > Schaltungen korrekt sind? Die Schaltung ist etwas ungewöhnlich (3 Filterordnungen in einer Stufe, normal sind 2), aber schaut in der Simulation aus wie erwartet. Hier steht etwas zu dieser Art des Filters: http://www.beis.de/Elektronik/Filter/Act3PoleLP.html Jens G. schrieb: > Wie sieht denn das Layout aus? Oder ist das nur ein Steckbrettaufbau? Die Schaltung ist bisher nur auf Lochraster zusammen gelötet. Lurchi schrieb: > Der OP797 ist von sich aus nur marginal stabil, er neigt also zum > schwingen. > Ein Punkt der gerne Übersehen wird ist, dass eine zusätzliche Kapazität > am Ausgang die Phasenreserve noch einmal reduziert. Um sicher zu sein > sollte ein Widerstand an den Ausgang. Die Bandbreite ist auch schon so > hoch dass es auf das Layout ankommen kann. > > Abhilfe könnte ggf. etwas Kapazität parallel zu R4 und ggf. ein > entsprechender Widerstand vor dem nicht invertierenden Eingang bringen. > > Bei der Schaltung ist der OP797 auch nicht wirklich gut - entweder die > Widerstände deutlich keiner (etwa Faktor 20) oder ein OP mit weniger > Stromrauschen. So wie gezeigt wäre vom Rauschen her ein 741 etwa gleich > gut. Vielen Dank für die wertvollen Hinweise. Ich verstehe es aber richtig, dass die Verkleinerung der Widerstandswerte das Rauschen der Schaltung verbessern soll, aber das Schwingungsproblem vermutlich eher nicht löst?
Ich nutze die Filterwizards vom Hersteller. Der spuckt dann auch die richtigen OPVs aus in Abhängigkeit von der Anwendung(Raushen/niedriger Stromvrebrauch usw.) Probier es mal aus. Grüße
Lurchi schrieb: > Der OP797 ist von sich aus nur marginal stabil, er neigt also zum > schwingen. > Ein Punkt der gerne Übersehen wird ist, dass eine zusätzliche Kapazität > am Ausgang die Phasenreserve noch einmal reduziert. Um sicher zu sein > sollte ein Widerstand an den Ausgang. Die Bandbreite ist auch schon so > hoch dass es auf das Layout ankommen kann. > > Abhilfe könnte ggf. etwas Kapazität parallel zu R4 und ggf. ein > entsprechender Widerstand vor dem nicht invertierenden Eingang bringen. > > Bei der Schaltung ist der OP797 auch nicht wirklich gut - entweder die > Widerstände deutlich keiner (etwa Faktor 20) oder ein OP mit weniger > Stromrauschen. So wie gezeigt wäre vom Rauschen her ein 741 etwa gleich > gut. Ich muss zugeben, dass ich das Ganze sicherlich auch ein wenig auf die leichte Schulter nehme, aber muss man denn so ein Experte werden? Wie seht Ihr den Entwurf von digitalen Filtern mit den Tools der Hersteller. Die Spucken ja die komplette Beschaltung aus inkl. Auswahl der Bauteile. Keiner kennt die eigenen Bauteile besser als die Hersteller selbst. Ist das Naiv und blauäugig? Noch jmd. Erfahrungen der die teilen möchten?
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