Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Keine Schwingungen im OPV trotz großer kapazitiver Last


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von E-Technik-Student (Gast)


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Hallo zusammen.

Folgende Ausgangssituation:

Ich habe einen nichtinvertierenden Verstärker, an den ich ein 20 Meter 
langes Koaxialkabel anschließe. Das Koaxialkabel wird an seinem Ende 
durch ein hochohmiges Multimeter belastet. Mit dem Multimeter möchte ich 
die Ausgangsspannung des nichtinvertierenden Verstärkers in einiger 
Entfernung messen. Als Operationsverstärker kommt dabei ein LMC6484 zum 
Einsatz.

Als Eingangssignal bekommt er eine gleichgerichtete und 
tiefpass-gefilterte Spannung (Gleichspannung). Diese kann er dann bis zu 
einer maximalen Verstärkung von 10 (einstellbar über Trimmpotentiometer) 
verstärken.
Am Ausgang des Verstärkers ist eine kapazitive Last von ungefähr 2000pF 
(2nF) in Form eines 20m langen Koaxialkabels direkt angeschlossen.

Mit dem Oszilloskop konnte ich am Ausgang des OPVs (Anschluss des 
Koaxialkabels) jedoch keine Schwingungen wie erwartet feststellen. Die 
Ausgangsspannung war am Koaxialkabel-Ausgang (nach 20 Metern) nahezu 
unbedämpft zu messen.

Messe ich mit dem Oszilloskop falsch oder können OPV mit Koaxialkabeln 
"locker umgehen"?


Gruß
E-Technik-Student

von der schreckliche Sven (Gast)


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Warum in alles in der Welt sollte der OPV mit Kabel schwingen, wenn er 
es ohne auch nicht tut???
Weil das der Kunz (oder war`s der Hinz?) immer wieder behauptet?

von A. S. (achs)


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Warum sollte er schwingen? Ich kenne doch nichtmal die Beschaltung.

von John D. (drake)


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E-Technik-Student schrieb:
>
> Messe ich mit dem Oszilloskop falsch oder können OPV mit Koaxialkabeln
> "locker umgehen"?

Dazu gibt es im Datenblatt recht ausführliche Diagramme (Fig. 39-44). 
Bei v=+10 wird er nicht schwingen, wenn du die Verstärkung auf v=+1 
reduzierst, vermutlich schon.

von Possetitjel (Gast)


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E-Technik-Student schrieb:

> Messe ich mit dem Oszilloskop falsch oder können OPV mit
> Koaxialkabeln "locker umgehen"?

Ich bin mal betrunken Fahrrad gefahren und habe keinen
Unfall gebaut.
Sind betrunkene Fahrradfahrer vielleicht ganz gute
Verkehrsteilnehmer?

von Beobachter (Gast)


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Zumal es sich sowieso nur um Gleichspannung handelt. Nur der reine 
ohmsche Widerstand kann zu einer Dämpfung des Gleichspannungssignals 
führen. Nicht zu verwechseln mit dem Wellenwiderstand des Koaxialkabels, 
der hat bei Gleichspannung keine Bedeutung!

von Michael B. (laberkopp)


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E-Technik-Student schrieb:
> Am Ausgang des Verstärkers ist eine kapazitive Last von ungefähr 2000pF
> (2nF) in Form eines 20m langen Koaxialkabels direkt angeschlossen.

Koaxialkabel haben keine Kapazität, sondern einen Wellenwiderstand (50 
Ohm bzw. 75).

Es gleicht sich Induktivität und Kapazität immer genau aus.

Daher sieht der OpAmp nur eine ohm'sche Last. Wenn man es ganz genau 
machen will, kommt noch ein 50 (oder 75) Ohm Widerstand am OpAmp Ausgang 
in Reihe zur Leitung, denn werden sogar schnelle Änderungen exakt 
übertragen.

Schliesst du dann den Eingang auch mit 50 Ohm ab, gibt es keine 
Reflektionen, aber nur die halbe Spannung.

An echten 2nF könnte der LMC684 tatsächlich scheingen (obwohl er recht 
gutmütig ist).

von Neugier (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Koaxialkabel haben keine Kapazität, sondern einen Wellenwiderstand (50
> Ohm bzw. 75).

Hallo Michael, danke für die konstruktive Antwort.

Ist das wirklich so? Warum kann man dann immer von Kapazität eines 
Koaxialkabels lesen und diese auch noch berechnen.


Gruß
E-Technik-Student

von Mark S. (voltwide)


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Neugier schrieb:
> Michael B. schrieb:
>> Koaxialkabel haben keine Kapazität, sondern einen Wellenwiderstand (50
>> Ohm bzw. 75).
>
> Hallo Michael, danke für die konstruktive Antwort.
>
> Ist das wirklich so? Warum kann man dann immer von Kapazität eines
> Koaxialkabels lesen und diese auch noch berechnen.
>
>
> Gruß
> E-Technik-Student

Nein, in dem Fall ist das nicht wirklich so, der OPV sieht 2nF und nicht 
50 Ohm.

von Possetitjel (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Koaxialkabel haben keine Kapazität,

Nein. Sie HABEN Kapazität.

> sondern einen Wellenwiderstand (50 Ohm bzw. 75).

Stimmt.

>
> Es gleicht sich Induktivität und Kapazität immer
> genau aus.

Nein, nicht IMMER .  Sie gleichen sich bei Anpassung
aus -- bzw. bei Reflexionsfreiheit. Reflexionsfreiheit
ist bei Anpassung gegeben und bei einem unendlich langen
Kabel.

von Peter M. (r2d3)


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E-Technik-Student schrieb:

> Messe ich mit dem Oszilloskop falsch oder können OPV mit Koaxialkabeln
> "locker umgehen"?

Hinweis: Bin nur interessierter Laie!

Guck' mal in den Tietze-Schenk, da gibt es einen kleinen Hinweis zum 
Thema kapazitiver Lasten.
Des Weiteren findest Du von ganz vielen Herstellern von 
Operationsverstärkern detaillierte Abhandlungen zum Thema inklusive 
"Verkaufsberatung".

Schließ' mal Deine Gleichspannungsquelle mit kurzen Kabeln an ein 
6,5-stelliges Multimeter an, logge 2 Tage hochauflösend und langsam 
(10-100NPLC) und wiederhole das Ganze mit Deinem Koax-Kabel.

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Michael B. schrieb:
> Koaxialkabel haben keine Kapazität, sondern einen Wellenwiderstand (50
> Ohm bzw. 75).
>
> Es gleicht sich Induktivität und Kapazität immer genau aus.

Nur dann, wenn das Kabel richtig abgeschlossen ist.

> Daher sieht der OpAmp nur eine ohm'sche Last.

Beim E-Technik-Student ist das Kabelende offen. Dann sieht der Opamp
sehr wohl einen kapazitiven Anteil des Kabels. Der wird aber nicht
sonderlich hoch sein, so dass er den Opamp nicht stört.

> Wenn man es ganz genau machen will, kommt noch ein 50 (oder 75) Ohm
> Widerstand am OpAmp Ausgang in Reihe zur Leitung, denn werden sogar
> schnelle Änderungen exakt übertragen.

Der Abschlusswiderstand am Ausgang wird nicht in Reihe, sondern parallel
geschaltet.

Ein zweiter Abschlusswiderstand am Eingang würde in Reihe geschaltet
werden, bringt aber nur dann Vorteile, wenn Signale bidirektional
übertragen werden, was hier vermutlich nicht der Fall ist.

: Bearbeitet durch Moderator
von Possetitjel (Gast)


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Neugier schrieb:

> Ist das wirklich so?

Jein.

Auf den ersten Blick hat Michael Recht, denn das Koaxkabel
hat tatsächlich nicht nur eine Kapazität, sondern auch eine
Induktivität und infolgedessen einen Wellenwiderstand.

Aber auf den zweiten Blick hat Michael Unrecht, weil er
die Fehlanpassung und die Reflexionen vergessen hat.

> Warum kann man dann immer von Kapazität eines
> Koaxialkabels lesen und diese auch noch berechnen.

Weil die Verhältnisse kompliziert sind :)

Die Aussage mit der Kapazität stimmt schon, nur ist das auch
nicht die ganze Wahrheit.

Beitrag #5122636 wurde vom Autor gelöscht.
von Possetitjel (Gast)


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Yalu X. schrieb:

>> Wenn man es ganz genau machen will, kommt noch ein 50
>> (oder 75) Ohm Widerstand am OpAmp Ausgang in Reihe zur
>> Leitung, denn werden sogar schnelle Änderungen exakt
>> übertragen.
>
> Der Abschlusswiderstand wird nicht in Reihe, sondern
> parallel geschaltet.

Er hat nichts von "Abschluss" geschrieben; er redet von
einer Serienterminierung.

> Ein zweiter Abschlusswiderstand am Eingang würde in Reihe
> geschaltet werden, bringt aber nur dann Vorteile, wenn
> Singnale bidirektional übertragen werden, was hier
> vermutlich nicht der Fall ist.

???

Serienterminierung ist clever, wenn man
1. unidirektional übertragen will,
2. hochohmigen Empfänger verwenden will und
3. die Treiber nicht mit Dauerlast quälen will.
Optimal für Punkt-zu-Punkt-Verbindungen.

von Michael B. (laberkopp)


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Oh Mann, 3 Hirnies am Freitagnachmittag.

Possetitjel schrieb:
> Aber auf den zweiten Blick hat Michael Unrecht, weil er
> die Fehlanpassung und die Reflexionen vergessen hat.

Daher steht da
Beitrag "Re: Keine Schwingungen im OPV trotz großer kapazitiver Last"
also lang und breit was von 50 Ohm am Ausgang und 50 Ohm am Eingang,
weil es "vergessen" wurde, aha.

Yalu X. schrieb:
> Der Abschlusswiderstand wird nicht in Reihe, sondern parallel
> geschaltet.
>
> Ein zweiter Abschlusswiderstand am Eingang würde in Reihe geschaltet
> werden

und für Leute die Worte nicht verstehen sondern bevor
sie es falsch machen noch Comicbilder brauchen so
(bevor jetzt überlegt wird, was für wen von welcher
Seite betrachtet Eingang und Ausgang ist):
1
 \        ===================
2
  >--50R-----------------------+
3
 /        ===================  |
4
                  |           50R
5
                  |            |
6
                 GND          GND

Possetitjel schrieb:
> Nein, nicht IMMER .  Sie gleichen sich bei Anpassung
> aus -- bzw. bei Reflexionsfreiheit. Reflexionsfreiheit
> ist bei Anpassung gegeben und bei einem unendlich langen
> Kabel.

Jein, nicht nur. Der OpAmp schwingt (wenn er denn schwingt) auf hoher 
Frequenz, ein 2nF Kabel ist lang genug um dabei mehr als 1 Wellenlänge 
zu haben. Das ist die relevante Frequenz zur Bestimmung der Impedanz. 
Das Signal sieht also das Kabelende gar nicht.

In der Betrachtung der Frage ob der OpAmp kapazitiv belastet ist, wirkt 
das Koax-Kabel nicht kapazitiv. Aber es ist Freitag, da sind die Gehirne 
schon auf dem Nachhauseweg.

von John D. (drake)


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Michael B. schrieb:
> ... Comicbilder ...

Nett gezeichnet, aber der TE hat weder den einen noch den anderen 
50Ohm-Widerstand in Verwendung.

von Beobachter (Gast)


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Der TO möchte nur Gleichspannung messen. Er nutzt das Koaxkabel nur 
deshalb, damit seine Messleitung nicht von elektrischen Feldern (z.B. 
Feldmühle) beeinflusst werden kann. Deswegen braucht er auch keine 50R 
oder 75R Widerstände verbauen. Er könnte genauso gut auch abgeschirmtes 
NF-Kabel verwenden. Aber doppelt geschirmtes Koaxkabel hat eine bessere 
Abschirmung.

von Michael B. (laberkopp)


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Beobachter schrieb:
> Der TO möchte nur Gleichspannung messen. Er nutzt das Koaxkabel nur
> deshalb, damit seine Messleitung nicht von elektrischen Feldern (z.B.
> Feldmühle) beeinflusst werden kann. Deswegen braucht er auch keine 50R
> oder 75R Widerstände verbauen. Er könnte genauso gut auch abgeschirmtes
> NF-Kabel verwenden. Aber doppelt geschirmtes Koaxkabel hat eine bessere
> Abschirmung

Ich dachte, er hat das Koaxkabel am Ausgang des OpAmps und nicht 
Elektrometermässig am Eingang.

Wobei eine Feldmühle die Kondensatorumladeströme misst, nicht die 
Spannungen.

von Possetitjel (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Oh Mann, 3 Hirnies am Freitagnachmittag.

Höflichkeit führt zum Ziel... :-/

> Possetitjel schrieb:
>> Aber auf den zweiten Blick hat Michael Unrecht, weil er
>> die Fehlanpassung und die Reflexionen vergessen hat.
>
> Daher steht da
> Beitrag "Re: Keine Schwingungen im OPV trotz großer
> kapazitiver Last" also lang und breit was von 50 Ohm
> am Ausgang und 50 Ohm am Eingang, weil es "vergessen"
> wurde, aha.

Nix aha.

Das Kabel wurde am Ausgang nicht abgeschlossen, weil
HOCHOHMIG gemessen werden sollte.

> Possetitjel schrieb:
>> Nein, nicht IMMER .  Sie gleichen sich bei Anpassung
>> aus -- bzw. bei Reflexionsfreiheit. Reflexionsfreiheit
>> ist bei Anpassung gegeben und bei einem unendlich langen
>> Kabel.
>
> Jein, nicht nur.

Doch... eigentlich sogar immer :)

> Der OpAmp schwingt (wenn er denn schwingt) auf hoher
> Frequenz,

Ja.

> ein 2nF Kabel ist lang genug um dabei mehr als 1 Wellenlänge
> zu haben.

Nicht relevant.
(Stimmt auszerdem nicht unbedingt. Egal.)

> Das ist die relevante Frequenz zur Bestimmung der Impedanz.

Korrekt.
Da wir diese Schwingfrequenz nicht (exakt) kennen, kennen
wir auch die Impedanz des Kabels nicht.

> Das Signal sieht also das Kabelende gar nicht.

Aber doch.
Das Koax-Kabel kann bei diesen Längen und Frequenzen in guter
Näherung als verlustfrei angesehen werden. Das Signal läuft
also in jedem Falle bis zum Kabelende, wird dort reflektiert
und läuft bis zum Kabelanfang (d.h. zum OPV-Ausgang) zurück.

> In der Betrachtung der Frage ob der OpAmp kapazitiv belastet
> ist, wirkt das Koax-Kabel nicht kapazitiv.

"... wirkt nicht notwendigerweise kapazitiv." Korrekt.

Du hast Recht mit der Aussage, dass der Eingangswiderstand
des Kabels (Wellenwiderstand) unproblematisch ist, weil
dieser für übliche Koaxkabel rein reell ist.

Du hast weiterhin Recht mit der Aussage, dass nicht einfach
die Impedanz für niedrige Frequenzen (=Kabelkapazität)
betrachtet werden darf, sondern die mutmaßliche Schwingfrequenz
des OPV zugrundegelegt werden muss.

Allerdings ist es so, dass die für den OPV-Ausgang sichtbare
Impedanz AUSSCHLIESZLICH durch die Reflexion am Kabelende
und die durch die Laufzeit verursachte Phasendrehung verursacht
wird.
Wenn man die Reflexion durch korrektes Abschließen unterdrückt,
sieht der OPV an seinem Ausgang auch nur eine rein reelle Last.

von Possetitjel (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Ich dachte, er hat das Koaxkabel am Ausgang des OpAmps
> und nicht Elektrometermässig am Eingang.

Ja sicher!?

Impedanzwandler (=OPV) -- 20m Kabel -- Multimeter.

Was ist daran unverständlich?

von Michael B. (laberkopp)


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Possetitjel schrieb:
> Ja sicher!?
>
> Impedanzwandler (=OPV) -- 20m Kabel -- Multimeter.
>
> Was ist daran unverständlich?

Wie soll so ein niederohmig getriebenes Koaxkabel von ELEKTRISCHEN 
FELDERN beeinflusst werden ?

Beobachter schrieb:
> Er nutzt das Koaxkabel nur
> deshalb, damit seine Messleitung nicht von elektrischen Feldern (z.B.
> Feldmühle) beeinflusst werden kann

Woander, so diese Schaltung

> Impedanzwandler (=OPV) -- 20m Kabel -- Multimeter.

vorliegt, am Oszilloskop, verwendet man Koaxkabel mit Widerstandsdraht 
zur Unterdrückung der Fehlanpassung am Leitungsende.

Einfacher ist natürlich der korrekte Leistungsabschluss und doppelte 
Spannung.

Letztlich wird es bei der Feldmühle aber völlig egal sein.

von Beobachter (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Ich dachte, er hat das Koaxkabel am Ausgang des OpAmps und nicht
> Elektrometermässig am Eingang.

Richtig. Mit dem OpAmp möchte der TO irgendwelche Nebenaggregate, die 
ein Stück entfernt von der Feldmühle stehen, störungsfrei ansteuern bzw. 
langsame Daten anzeigen lassen.

von c-hater (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Koaxialkabel haben keine Kapazität, sondern einen Wellenwiderstand (50
> Ohm bzw. 75).
>
> Es gleicht sich Induktivität und Kapazität immer genau aus.

Schön wär's.

Bei einem idealen koaxialen Gebilde ist das sicher so. Bloß sind diese 
idealen Dinger eben immer nur Modelle, damit sich's leichter rechnen 
läßt. Im RL hingegen ist's, nun ja, eben nicht ideal, weswegen man diese 
Modelle ja gerade geschaffen hat...

von Lurchi (Gast)


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Bei höheren Frequenzen verhält sich das nicht abgeschlossene Kabel nicht 
mehr Kapazitiv. Man bekommt die Phasendrehung von der Rücklaufenden 
Welle und ggf. Resonanzen, wenn die Dämpfung gering ist.

Der hier genannte OP ist recht langsam (1 MHz GBW - bei G =10 wären also 
höchstens 100 kHz relevant), so dass auch noch 20 m Kabel kurz sind und 
bei unter 1 MHz vor allem als Kapazität wirken.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Yalu X. schrieb:
>> Wenn man es ganz genau machen will, kommt noch ein 50 (oder 75) Ohm
>> Widerstand am OpAmp Ausgang in Reihe zur Leitung, denn werden sogar
>> schnelle Änderungen exakt übertragen.
>
> Der Abschlusswiderstand am Ausgang wird nicht in Reihe, sondern parallel
> geschaltet.
>
> Ein zweiter Abschlusswiderstand am Eingang würde in Reihe geschaltet
> werden, bringt aber nur dann Vorteile, wenn Signale bidirektional
> übertragen werden, was hier vermutlich nicht der Fall ist.

'tschuldigung, da habe ich Quatsch geschrieben, den ich gerne wieder
zurücknehme.

Ich habe oben das Wörtchen "Opamp" überlesen und dachte deswegen, mit
"Ausgang" sei der Ausgang des Kabels gemeint.

von E-Technik-Student (Gast)


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@Beobachter

Du bist der einzige hier, der meinen Aufbau verstanden hat.
Es ist der Endverstärker einer Feldmühle, der nichtinvertierend 
betrieben wird, an dem das Koaxialkabel angeschlossen wird.

Beobachter schrieb:
> Mit dem OpAmp möchte der TO irgendwelche Nebenaggregate, die
> ein Stück entfernt von der Feldmühle stehen, störungsfrei ansteuern bzw.
> langsame Daten anzeigen lassen.

Einfach am Ende des Koaxialkabels mit einem Multimeter messen.


Wie gesagt, ich konnte keine Schwingungen messen.
Würdest Du in diesem Fall einfach das Koaxialkabel direkt anschließen?


Grüße

von Possetitjel (Gast)


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Michael B. schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>> Ja sicher!?
>>
>> Impedanzwandler (=OPV) -- 20m Kabel -- Multimeter.
>>
>> Was ist daran unverständlich?
>
> Wie soll so ein niederohmig getriebenes Koaxkabel von
> ELEKTRISCHEN FELDERN beeinflusst werden ?

???

Das ist doch für die Frage, wie der OPV mit dem Koaxkabel
wechselwirkt, völlig uninteressant.

Genau dieser inflationäre Einsatz des Nebelwerfers macht
das Diskutieren mit Dir nervtötend -- und das, obwohl Deine
Argumente z.T. nicht schlecht sind...

von Possetitjel (Gast)


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E-Technik-Student schrieb:

> @Beobachter
>
> Du bist der einzige hier, der meinen Aufbau verstanden
> hat.

Ohh... vielen herzlichen Dank für die Blumen :/

von E-Technik-Student (Gast)


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Lurchi schrieb:
> Bei höheren Frequenzen verhält sich das nicht abgeschlossene Kabel
> nicht
> mehr Kapazitiv. Man bekommt die Phasendrehung von der Rücklaufenden
> Welle und ggf. Resonanzen, wenn die Dämpfung gering ist.
>
> Der hier genannte OP ist recht langsam (1 MHz GBW - bei G =10 wären also
> höchstens 100 kHz relevant), so dass auch noch 20 m Kabel kurz sind und
> bei unter 1 MHz vor allem als Kapazität wirken.

Hallo Lurchi,

gute Erklärung.

In meinem Falle verstärke ich eine gleichgerichtete und geglättete 
Spannung. Also ist meine Befürchtung der Schwingungserzeugung 
irrelevant?


Grüße

von Possetitjel (Gast)


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Lurchi schrieb:

> Der hier genannte OP ist recht langsam (1 MHz GBW - bei
> G =10 wären also höchstens 100 kHz relevant), so dass
> auch noch 20 m Kabel kurz sind und bei unter 1 MHz vor
> allem als Kapazität wirken.

Stimmt.

Aber ab ungefähr 3MHz ist langsam Schluss mit lustig.
20m Kabel entsprechen wegen des Verkürzungsfaktors
ungefähr 25m Freiraum; ab 100m Wellenlänge ist das
Kabel also elektrisch länger als Lambda/4.

Man steht also schon knapp vor der Wand.

von Harald W. (wilhelms)


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Michael B. schrieb:

> Daher sieht der OpAmp nur eine ohm'sche Last.

Siehe Beitrag direkt vor Deinem.

von Possetitjel (Gast)


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E-Technik-Student schrieb:

> In meinem Falle verstärke ich eine gleichgerichtete und
> geglättete Spannung. Also ist meine Befürchtung der
> Schwingungserzeugung irrelevant?

Nein, keineswegs.

Warum tust Du nicht einfach etwas Revolutionäres, nie
Dagewesenes -- und liest mal das Datenblatt?

Dort steht in epischer Ausführlichkeit drin, wie man
große kapazitive Lasten entkoppelt.

von Helmut L. (helmi1)


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Im Datenblatt Seite 21..  Abb 39..41 ist das Verhalten bei Verstaerkung 
1 aufgezeichnet. Da sieht man das die Kapazitive Last einige 100pF nicht 
uebersteigen sollte. Bei Verstaerkung von 10 kann man da schon einige nF 
treiben.

E-Technik-Student schrieb:
> Also ist meine Befürchtung der Schwingungserzeugung
> irrelevant?

Nein. Bei einer Bestimmten Kombination von Last und Gain kann der OP 
anfangen zu schwingen. Ob man knapp daran ist laesst sich auch nicht so 
mit einer Gleichspannung ueberpruefen. Gib auf dem OP Eingang mal ein 
Rechtecksignal und miss den Ausgang. Es kann sein das der OP da eine 
leicht abklingende Schwingung nach der Flanke produziert. Daran erkennt 
man das man knapp vor dem Dauerschwingen steht. Also die Phasenreserve 
des OPs fast aufgebraucht ist.

von Harald W. (wilhelms)


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E-Technik-Student schrieb:

> Es ist der Endverstärker einer Feldmühle, der nichtinvertierend
> betrieben wird, an dem das Koaxialkabel angeschlossen wird.

Ich würde einfach direkt hinter den OPV-Ausgang einen Reihen-
widerstand von z.B. 100 Ohm setzen. Dann bist Du bezüglich
der Schwingneigung auf der sicheren Seite.

von Lurchi (Gast)


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Auch wenn es hier nicht unbedingt notwendig ist (wegen Gain am OP), 
sollte man zwischen den OP und den Ausgang einen Widerstand haben - 
schon aus Gewohnheit. Für eine Hochohmige Gleichspannungs-messung stören 
100-500 Ohm in Reihe nicht.

Den Fehler einen Ausgang auch ohne die Entkopplung habe ich aber auch 
schon bei einem professionellen Gerät erlebt. Da war so etwas wie ein 
TL084 als Impedanzwandler, der dann ab etwa 1,5 m Kabel anfing zu 
schwingen. D.h. je nach Kabel war es am Oszilloskop noch OK.

von Beobachter (Gast)


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E-Technik-Student schrieb:
> Einfach am Ende des Koaxialkabels mit einem Multimeter messen.

Da das Multimeter höchstens alle 100ms die Spannungsanzeige erneuert, 
eher sogar nur alle 500ms und zu allem Überfluss auch noch hochohmig 
ist, würde ich zur Störungsunterdrückung einfach noch eine 
RC-Kombination aus einem 10k Widerstand und einem 1µF Kerko oder 
Vielschichtkondensator parallel zum Multimeter schalten. Die 
Grenzfrequenz wäre dann 16Hz. Das entspricht einer Periodendauer von 
0,0625ms und würde ab hier eine Dämpfung von 3dB/Oct. aufweisen. Eine 
Spannungsänderung die sich schneller als 0,0625ms ändert, würde dann 
nicht mehr korrekt angezeigt werden. Da aber das Multimeter wesentlich 
langsamer arbeitet, sollte das kein Problem sein. Außerdem verwendest Du 
noch einen Tiefpass direkt am OPV, der bildet sowieso immer automatisch 
den arithmetischen Mittelwert.

von Paul B. (paul_baumann)


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E-Technik-Student schrieb:
> Als Eingangssignal bekommt er eine gleichgerichtete und
> tiefpass-gefilterte Spannung (Gleichspannung). Diese kann er dann bis zu
> einer maximalen Verstärkung von 10 (einstellbar über Trimmpotentiometer)
> verstärken.

E-Technik-Student schrieb:
> Mit dem Oszilloskop konnte ich am Ausgang des OPVs (Anschluss des
> Koaxialkabels) jedoch keine Schwingungen wie erwartet feststellen. Die
> Ausgangsspannung war am Koaxialkabel-Ausgang (nach 20 Metern) nahezu
> unbedämpft zu messen.

Das ist doch schön, wenn die gemessene und verstärkte Gleichspannung 
schön sauber an Deinem "Meßort" ankommt. Ich verstehe nicht, was Dich 
daran ärgert, denn es funktioniert doch offenbar so, wie Du das haben 
willst.

Grübel

Paul

von Klaus R. (klara)


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E-Technik-Student schrieb:
> Am Ausgang des Verstärkers ist eine kapazitive Last von ungefähr 2000pF
> (2nF) in Form eines 20m langen Koaxialkabels direkt angeschlossen.
>
> Mit dem Oszilloskop konnte ich am Ausgang des OPVs (Anschluss des
> Koaxialkabels) jedoch keine Schwingungen wie erwartet feststellen. Die
> Ausgangsspannung war am Koaxialkabel-Ausgang (nach 20 Metern) nahezu
> unbedämpft zu messen.
>
> Messe ich mit dem Oszilloskop falsch oder können OPV mit Koaxialkabeln
> "locker umgehen"?

Im Kompendium von TI "IV. Stability and Oscillations" findest Du einige 
interessante Antworten zum Thema.

http://www.ti.com/lit/sg/slyt701/slyt701.pdf
mfg klaus

von E-Technik-Student (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Das ist doch schön, wenn die gemessene und verstärkte Gleichspannung
> schön sauber an Deinem "Meßort" ankommt. Ich verstehe nicht, was Dich
> daran ärgert, denn es funktioniert doch offenbar so, wie Du das haben
> willst.

Hallo Paul,

mein Problem ist momentan noch, dass ich überhaupt nicht mit einem 
Oszillodkop umgehen kann. Deshalb bin ich misstrauisch, dass ich 
vielleicht falsch messe bzw. keine Schwingung messe obwohl eine solche 
entsteht und der OPV schwingt.
Ich werde aber auf jeden Fall einen 100Ohm Widerstand zum Entkoppeln 
einfügen.


Grüße

von Beobachter (Gast)


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E-Technik-Student schrieb:
> obwohl eine solche Schwingung
> entsteht und der OPV schwingt.

Dann baue bei Deinem OPV einen Hochpass in die Gegenkopplung. Das 
verringert die Schwingneigung und wirkt, weil aktiv, wie ein Tiefpass 2. 
Ordnung (12dB/Oct.). Das hat sogar noch den Vorteil, dass Dein OPV am 
Ausgang niederohmig bleibt, so dass der 10k Widerstand parallel zum 
Multimeter keinen Messfehler erzeugen kann.

Zeig doch bitte mal Deine jetzige OPV Schaltung.

von Possetitjel (Gast)


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Paul B. schrieb:

> Das ist doch schön, wenn die gemessene und verstärkte
> Gleichspannung schön sauber an Deinem "Meßort" ankommt.
> Ich verstehe nicht, was Dich daran ärgert, denn es
> funktioniert doch offenbar so, wie Du das haben willst.

Nun ja, gute Entwickler (und auch solche, die es werden
wollen) werden misstrauisch, wenn etwas funktioniert,
obwohl es der Theorie nach nicht funktionieren dürfte.

Das ist schon nachvollziehbar.

von E-Technik-Student (Gast)


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Possetitjel schrieb:
> Nun ja, gute Entwickler (und auch solche, die es werden
> wollen) werden misstrauisch, wenn etwas funktioniert,
> obwohl es der Theorie nach nicht funktionieren dürfte.
>
> Das ist schon nachvollziehbar.

Falls aufmunternd gemeint, danke.
Ich bin schon bei den Messmitteln misstrauisch/unsicher.


Grüße

von E-Technik-Student (Gast)


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@Beobachter

Ich werde nur den 100Ohm Widerstand in Reihe verwenden. Den sehr 
geringen Spannungsabfall/Messfehler dadurch werde ich mit der 
einstellbaren Verstärkung "wegkalibrieren".


Grüße

von Hp M. (nachtmix)


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E-Technik-Student schrieb:
> Mit dem Oszilloskop konnte ich am Ausgang des OPVs (Anschluss des
> Koaxialkabels) jedoch keine Schwingungen wie erwartet feststellen. Die
> Ausgangsspannung war am Koaxialkabel-Ausgang (nach 20 Metern) nahezu
> unbedämpft zu messen.

Dann freu dich doch!

Oder möchtest du gerne, dass es schwingt?

Da können wir gewiss nachhelfen...

von E-Technik-Student (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Dann freu dich doch!
>
> Oder möchtest du gerne, dass es schwingt?
>
> Da können wir gewiss nachhelfen...

Hallo nachtmix,

ernsthaft bitte. Das Problem ist erst einmal, eine mögliche Schwingung 
korrekt ZU MESSEN. Ich bin im Umgang mit dem Oszilloskop ungeübt.

Ist es schon ein Indiz dafür, dass keine Schwingung vorhanden ist, dass 
die Amplitude der Gleichspannung korrekt übertragen wird, Spannung am 
Eingang und Ausgang des Koaxialkabels nahezu gleich? Könnte durch eine 
Schwingung diese Amplitude also merklich gesenkt oder gehoben werden?

Das ist natürlich jetzt frei nach "Ockhams Gesetz" :-)


Grüße

von Beobachter (Gast)


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E-Technik-Student schrieb:
> Ich bin im Umgang mit dem Oszilloskop ungeübt.

Dann schließe Dein Oskar an einen Generator an und beobachte den 
Bildschirm. Dreh mal aus Spaß an der X und Y Ablenkung. Danach schließt 
Du es an Deinen OPV an, ist der Bildschirm plötzlich hell, dann dreh die 
X-Ablenkung weiter auf, dann erkennst Du die hochfrequente Schwingung. 
Falls überhaupt eine vorhanden ist.

von Michael B. (laberkopp)


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E-Technik-Student schrieb:
> Ich werde nur den 100Ohm Widerstand in Reihe verwenden.

Klugerweise würde man einen verwenden der der Impedanz des Kabels 
entspricht.

von E-Technik-Student (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Impedanz des Kabels

Dem rein ohmschen Anteil des Innenleiters des Kabels also?


Grüße

von Sibylle (Gast)


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von Beobachter (Gast)


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E-Technik-Student schrieb:
> Dem rein ohmschen Anteil des Innenleiters des Kabels also?

Das sind ca. 0,2 Ohm. Michael meint natürlich den Wellenwiderstand (50R 
oder 75R). Den kannst Du aber für Deinen Anwendungsfall getrost 
weglassen.

von Paul B. (paul_baumann)


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E-Technik-Student schrieb:
> Ist es schon ein Indiz dafür, dass keine Schwingung vorhanden ist, dass
> die Amplitude der Gleichspannung korrekt übertragen wird, Spannung am
> Eingang und Ausgang des Koaxialkabels nahezu gleich? Könnte durch eine
> Schwingung diese Amplitude also merklich gesenkt oder gehoben werden?

Vorschlag: Stell Dein Instrument auf "Gleichspannung". Schalte dann dem 
Meßgerät einen Kondensator von ein paar Nanofarad in Reihe. Jetzt darfst 
Du nichts mehr messen können, weil durch den Kondensator kein 
Gleichstrom fließen kann. Falls doch, würde offenbar eine 
Wechselspannung erzeugt, die von einem Schwingen herrühren müßte.

MfG Paul

von E-Technik-Student (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Vorschlag: Stell Dein Instrument auf "Gleichspannung". Schalte dann dem
> Meßgerät einen Kondensator von ein paar Nanofarad in Reihe. Jetzt darfst
> Du nichts mehr messen können, weil durch den Kondensator kein
> Gleichstrom fließen kann. Falls doch, würde offenbar eine
> Wechselspannung erzeugt, die von einem Schwingen herrühren müßte.

Danke,

oder einfach AC-Kopplung am Oszi einstellen.

Gut, ein gewisser Wechselanteil wird in der gleichgerichteten Spannung 
noch vorhanden sein (ripple).


Grüße

von Jens G. (jensig)


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Paul Baumann schrieb:

>Vorschlag: Stell Dein Instrument auf "Gleichspannung". Schalte dann dem
>Meßgerät einen Kondensator von ein paar Nanofarad in Reihe. Jetzt darfst
>Du nichts mehr messen können, weil durch den Kondensator kein
>Gleichstrom fließen kann. Falls doch, würde offenbar eine
>Wechselspannung erzeugt, die von einem Schwingen herrühren müßte.

Eine Schwingung erzeugt Gleichstrom durch einen C?

von Viktor B. (coldlogic)


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Wenn du mit dem Oszi üben willst, schließ ihn an einen Signalgenerator 
an und experimentiete rum, wie es dir gefällt.

Zur eigentlichen Problemstellung: Schalte an den Eingang des Verstärkers 
eine Rechtecksspannung auf und beobachte den Ausgang. Bei den Flanken am 
Eingang sollte man am Ausgang kurzzeitige Überschwinger sehen. Sieht man 
sie nicht, misst man etwas falsch. Sind die Überschwinger nicht 
kurzzeitig, ist was am Aufbau faul.

Grüße, ein anderer E-Technik-Student

von Paul B. (paul_baumann)


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Jens G. schrieb:
> Eine Schwingung erzeugt Gleichstrom durch einen C?

Wo hast Du das denn her?
Der TO hat es aber richtig verstanden.

MfG Paul

von Lurchi (Gast)


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Michael B. schrieb:
> E-Technik-Student schrieb:
>> Ich werde nur den 100Ohm Widerstand in Reihe verwenden.
>
> Klugerweise würde man einen verwenden der der Impedanz des Kabels
> entspricht.

Ein Widerstand mit der Impedanz des Kabel (wohl 50 / 75 Ohm) wäre für 
die HF Eigenschaften schon besser, weil dann das Kabel passend 
abgeschlossen wäre. Allerdings sind 50-75 Ohm je nach OP (und Schaltung) 
schon zu knapp um damit eine Kapazitive Last zu entkoppeln. Von daher 
sind 100 Ohm schon ein nicht so schlechter Kompromiss - das reicht damit 
der OP durch eine Kapazitive Last nicht zu schwingen anfängt. HF mäßig 
sind 100 Ohm als Abschluss zwar nicht gut, aber immerhin schon etwas 
Dämpfung. Normal sollten beim Koaxkabel auch keine großen Störungen 
eingekoppelt werden.

Wer paranoid ist und auf den Abschluss mit 50 Ohm besteht, könnte noch 
einem 100 Ohm mit z.b. 1-10 nF in Reihe nach GND hinzufügen.

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