Hallo, wir möchten bei einer Elektrolyse das Abscheide/Auflösepotential regeln. Wir haben hierfür eine Referenzelektrode (RE) und eine Gegenelektrode (GE). An der Gegenelektrode soll die Spannung so geregelt werden, dass das an der Referenz der Sollwert gemessen wird. Hierfür soll die angehängte Schaltung benutzt werden. Die Schalter dienen nur zum einstellen ob der vorgebene Wert 1:1, 1:10 oder 1:50 geteilt werden soll. Das Problem ist, dass wenn ich die Elektroden nicht in das Elektrolyt setze, sondern beispielsweise mit einem Widerstand verbinde, das Ganze funktioniert. Im Elektrolyt messe ich einen riesigen Sinus (250mV Amplitude, 10MHz). Das extrem komische daran ist, es schwingt bereits der erste Operationsverstärker in der Schaltung, obwohl dieser nur den Referenzwert für den zweiten OpAmp ausgibt. Hat vielleicht jemand eine Idee? Die Betriebsspannung ist übrigens +-15V und der IC wurde zu beiden Spannungen mit 10uF und 100nF abgeblockt.
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Hallo, ich würde die Schaltung mit LTspice XVII mal testen. Das Modell des AD8672 ist vorhanden. Das sollte man eigentlich immer zu Beginn durchführen und dann erst probieren. Das erspart Überraschungen. mfg Klaus
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Nee, es ist die Chemie.. hatte ich auch schon. Das hat uns einen Monat und ein ganzes Projekt gekostet. Die Referenzelektrode hat nur ihr richtiges Potential, wenn an der Gegenelektrode Wasserstoff abgeschieden wird. Oder so aehnlich. Die Gegenelektrode ist doch aus Platin und zusammen mit Wasserstoff auf Null Volt definiert, als Halbzelle. Denn Volt ist ja eine Potentialdifferenz. Eben. An der Gegenelektrode muss Wasserstoff sein. Wenn's zwischen Gegenelektrode und Referenzelektrode Gasblasen gibt ist auch Schluss.
Hui schrieb: > Nee, es ist die Chemie.. Von der Chemie her schwingt der AD8672 nicht, schon gar nicht mit 10 MHz. Aber LTspice wird da schon helfen können. mfg Klaus
1. Der Spannungsteiler am Eingang ist einfach nur chaotisch: Je nach Qualität von Uec diese Spg. am besten TP-filtern und dann puffern; den Ausgang mittels mehrpoligem Schalter über ein Widerstandsnetzwerk einfach herunterteilen. 2. RE gepuffert einspeisen 3. Die Chemie braucht ein bisschen Zeit: Den Regler für GE mit einem Tiefpaß ausstatten, sonst kann das Ganze gar nicht anders als schwingen.
Serienwiderstände an die Ausgänge der Opamps.
...Die Chemie braucht kurze Zeit - 1 µs! Potentiostaten sollten 1 MHz sauber folgen können. Ganz so einfach ist die Elektrochemie nicht, Potentiostaten sind nicht Umsonst große Tischgeräte. Leider habe ich nie eine Schaltung zu Gesicht bekommen, nur die Kisten. Gruß - Werner
Hallo, ich kann mich nur wiederholen. http://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators.html http://www.analog.com/en/design-center/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html LTspice gehört jetzt Analog Devices. Die haben sehr hochwertige OPV. Der AD8672 gehört dazu. Und unter LTspice XVII steht ein Simulationsmodell für den AD8672 zur Verfügung. Wer mit dem AD8672 eine Schaltung selbst entwickelt, der sollte tunlichst zuvor simulieren. Profies machen dies auf jeden Fall so. Und in diesem Fall ist sogar alles kostenlos. In diesem Forum gibt es dazu noch einen guten Support. Hier schauen einige LTspice Experten öfters herein und helfen wenn nötig. Hier noch ein gutes Tutorial für den Anfänger und mehr. http://www.gunthard-kraus.de/LTSwitcherCAD/LTSpice%20_Tutorial_2017.pdf mfg Klaus
Hey, also danke schon einmal. LTSpice benutze ich selbst sehr oft, allerdings nützt mir das relativ wenig, da ich das Elektrolyt nur sehr schwer nachbilden kann. Ich kenne die klassische Annäherung durch eine reihenschaltung von kondensator, widerstand, kondensator, wobei die Kondensatoren durch die chemische doppelschicht verursacht werden. Der Widerstand entspricht dem Leitwert. Nun ist es so, dass die Proben verschiedene Geometrien aufweisen, wodurch sich die Werte teils um Größenordnungen ändern. Deshalb bringt mit auch die Snubber Lösung aus dem Datenblatt wenig. Was mich eben auch wundert, der OpAmp kann über 1nF problemlos treiben. Bei unseren Überschlagsrechnungen sind es wenige pF durch due doppelschicht. Und wie gesagt, die spannung oszilliert bereits am Stellwert, was überhaupt keinen Sinn in meinen Augen macht.
Fig 35 im Datasheet! Das sollte das Problem lösen.
Gerald M. schrieb: > Und wie gesagt, die spannung oszilliert bereits am Stellwert, was > überhaupt keinen Sinn in meinen Augen macht. Da sollte doch LTsice helfen können. mfg Klaus
Teste mal einen Kondensator im pF-Bereich parallel zum 10K Widerstand des ersten OP... Und an den Betriebsspannungsanschlüssen des OP gehören auch Kondensatoren...
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Gerald M. schrieb: > Hierfür soll die angehängte Schaltung benutzt werden. Warum? Und warum zeigst du uns dann nicht den vollständigen Schaltplan? Zwischen solch einer Skizze und einer physisch existenten Apparatur gibt es schon noch ein paar Unterschiede. Z.B. die 10MHz Schwingung :-)
Allenfalls sollte man sich vergewaertigen weshalb der OpAmp fuer so eine Anwendung so schnell sein mauss. Es gibt auch OpAmps mit Low power und Bandbreiten im kHz Bereich.
Jetzt ist G. schrieb: > Allenfalls sollte man sich vergewaertigen weshalb der OpAmp fuer > so eine > Anwendung so schnell sein mauss. Es gibt auch OpAmps mit Low power und > Bandbreiten im kHz Bereich. Ja es ist eben nicht so einfach mit einem Formel 1 Rennwagen in der Fußgängerzone zu fahren. Ein Tretroller wäre da vermutlich geeigneter. mfg klaus
soso schrieb: > Fig 35 im Datasheet! Das sollte das Problem lösen. Wie gesagt funktioniert das nur bei bekannter kapazitiver Last. Klaus R. schrieb: > Da sollte doch LTsice helfen können. > mfg Klaus Tut es bestimmt, wenn man denn alles ordentlich beschreiben kann. Kann ich offensichtlich nicht, denn bei mir schwingt in LTSpice nichts. Mani W. schrieb: > Teste mal einen Kondensator im pF-Bereich parallel zum 10K Widerstand > des ersten OP... Ich hatte 1nF bereits versucht, dämpft die Schwingung, verhindert sie aber nicht Mani W. schrieb: > Und an den Betriebsspannungsanschlüssen des OP gehören auch > Kondensatoren... Dazu ein Selbstzitat: Gerald M. schrieb: > Die Betriebsspannung ist übrigens +-15V und der IC wurde zu beiden > Spannungen mit 10uF und 100nF abgeblockt. nachtmix schrieb: > Und warum zeigst du uns dann nicht den vollständigen Schaltplan? Das ist die komplette Schaltung. Bis auf die Abblockkondensatoren. Die habe ich oben drüber gezeichnet. Jetzt ist G. schrieb: > Allenfalls sollte man sich vergewaertigen weshalb der OpAmp fuer > so eine > Anwendung so schnell sein mauss. Es gibt auch OpAmps mit Low power und > Bandbreiten im kHz Bereich. Ich habe die OpAmps ausgesucht, weil sie wenig rauschen und hohe Kapazitive lasten treiben können (sollen)..
Gerald M. schrieb: > soso schrieb: >> Fig 35 im Datasheet! Das sollte das Problem lösen. > > Wie gesagt funktioniert das nur bei bekannter kapazitiver Last. Wie kommst du zu dieser Einschätzung? Die Schwingneigung ohne die Kompensation aus Fig. 35 ergibt sich aus dem Phasenverlust aufgrund Lastkapazität und Ausgangswiderstand des OPV. Der Kompensationskreis in Fig. 35 beruht darauf, dass ein ohmscher Teiler zwischen open-loop Ausgangswiderstand des OPV und RS gebildet und die hochfrequente Rückkopplung aus diesem Teiler abgegriffen wird. Damit hast du nicht mehr die volle Phasenverschiebung sondern nur einen Teil davon, der eben nicht mehr ausreicht, um den OPV instabil zu machen. Die Kompensation von Cf und Rf muss an die gewünschte Signalverstärkung angepasst werden, aber kaum an unterschiedlich große Lastkapazitäten. Gerald M. schrieb: > as extrem komische daran ist, es schwingt bereits > der erste Operationsverstärker in der Schaltung, obwohl dieser nur den > Referenzwert für den zweiten OpAmp ausgibt. Gerald M. schrieb: > Was mich eben auch > wundert, der OpAmp kann über 1nF problemlos treiben. Bei unseren > Überschlagsrechnungen sind es wenige pF durch due doppelschicht. Dann wird das Problem wohl nicht primär an der reinen Lastkapazität liegen sondern an irgendeinem (parasitären) Effekt, der aus dem bisher gezeigten Schaltplan nicht erkennbar ist. Wie schon jemand anderes bemerkt hat: nachtmix schrieb: > Zwischen solch einer Skizze und einer physisch existenten Apparatur gibt > es schon noch ein paar Unterschiede. In diesen Unterschieden zwischen deiner Skizze und dem tatsächlichen Aufbau liegt wahrscheinlich der Grund für die Instabilität. Was hängt denn z.B. am Steckverbinder "Kontrolle Uec" so dran? Ein Koaxkabel auf dem Weg zum Oszi? Wie sieht die Verkabelung auf dem Weg zu RE und CE aus? Hat vielleicht die alleine schon eine Kapazität, die weit über den von dir erwarteten wenigen pF liegt? Parasitäre Kapazitäten am invertierenden Eingang können noch wesentlich störender sein als Kapazitäten am Ausgang.
Achim S. schrieb: > Wie sieht die Verkabelung auf dem Weg zu RE und CE aus? sollte natürlich heißen ".. auf dem Weg zu RE und GE.."
Achim S. schrieb: > Wie kommst du zu dieser Einschätzung? Die Schwingneigung ohne die > Kompensation aus Fig. 35 ergibt sich aus dem Phasenverlust aufgrund > Lastkapazität und Ausgangswiderstand des OPV. Bei der "In-loop compensation" ist die formel dafür angegeben, und C_f ist direct proportional zu C_Last http://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ask-the-applications-engineer-25.html Achim S. schrieb: > Dann wird das Problem wohl nicht primär an der reinen Lastkapazität > liegen sondern an irgendeinem (parasitären) Effekt, der aus dem bisher > gezeigten Schaltplan nicht erkennbar ist. Wie schon jemand anderes > bemerkt hat: Die Elektrode ist an ein "halbes BNC Kabel" gelötet. Also auf der einen Seite ein BNC Stecker, auf der anderen offenes Kabel. Schirmung ist nnur auf der BNC Seite auf GND gelegt. Achim S. schrieb: > In diesen Unterschieden zwischen deiner Skizze und dem tatsächlichen > Aufbau liegt wahrscheinlich der Grund für die Instabilität. Was hängt > denn z.B. am Steckverbinder "Kontrolle Uec" so dran? Ein Koaxkabel auf > dem Weg zum Oszi? Prinzipiell ist dort ein BNC Stecker, also einfach ein BNC Kabel zum Oszi. Aber ein 1:10 Tastkopf gibt das gleiche Signal aus. Allerdings schwingt das Ganze auch wenn ich nicht an "Kontrolle Uec" messe, sondern dort nichts anschließe und nur per Tastkopf am Ausgang des letzten OpAmps.
Gerald M. schrieb: > Bei der "In-loop compensation" ist die formel dafür angegeben, und C_f > ist direct proportional zu C_Last Dort rechnen sie dir vor, wie du Pol und Nullstelle exakt kompensieren kannst. Damit hast du nicht nur einen stabilen Vertärker sondern auch noch die optimale Verstärkungsbandbreite. Wenn du Cf und Rf auf die "ungefähre Schwingfrequenz" anpasst, hast du meiner Erfahrung nach in jedem Fall eine deutliche Stabiliserungswirkung. Allerdings wird die Signalbandbreite variieren (und bei großen Cl natürlich in die Knie gehen). Eine stärkere "Isolation der kapazitiven Last" hilft im Zweifelsfall besser (also statt Rs=10Ohm z.B. Rs=50Ohm, wenn der Aussteuerbereich das hergibt). Hast du die Variante denn schon mal probiert oder versuchst du es erst gar nicht, weil du die Formeln der Application Note gelesen hast? Gerald M. schrieb: > Die Elektrode ist an ein "halbes BNC Kabel" gelötet. Wie lang? Mit wie vielen pF gegen Masse? Worauf bezieht sich eigentlich deine obige Abschätzung, dass die Elektroden nur wenige pF Kapazität haben. Auf die Kapazität zwischen den Elektroden? Die wäre ja keine Lastkapazität (gegen Masse) sondern eine Rückkoppelkapazität. In die Rückkopplung kannst du ja mal absichtlich einen größeren Wert parallel schalten und schauen, ob das hilft. Oder sind die "wenigen pF" als Streukapazität gegen Masse gemeint? Dann würde ich mir tatsächlich wesentlich mehr Sorgen wegen des Koaxkabels am inv-Eingang des OPVs machen als wegen der Elektrode. Speziell dann, wenn die Elektroden bei hohen Frequenzen halbwegs hochohmig sind.
Weit unterhalb der Wellenlaenge ergibt ein Koax um die 100pF pro Meter.
Ok, also in Grundzügen habe ich das Problem gelöst. Ich habe zwei Messplätze, einen am Aufbau beim Elektrolyt und einer bei der Lötstation. Das schwingen habe ich immer am Elektrolytplatz gemessen. Dachte deshalb es liegt am Elektrolyt. Doch es lag an dem Messkopf am Elektrolytplatz. An beiden Plätzen das gleiche Oszi und die gleichen Hameg HZ 36 Köpfe. Doch nach einem Austausch des Messkopfes funktioniert alles wie es soll... Vermutlich ist bei dem defekten eine hohe Kapazität vorhanden. Da ich jeweils vor einem Eingang gemessen habe hat der Operationsverstärker das nicht gut weggesteckt. Wenn ich mit dem funktionierenden messe habe ich ein DC Signal, sobald ich noch den zweiten hinzufüge schwingen beide Signale. Soll ich noch einen 10Ohm Reihenwiderstand vor die Messbuchse (Kontrolle Uec) setzen? Ich weiß jetzt nicht ob der eine Messkopf wirklich defekt ist und eine viel größere Kapazität hat als der andere, oder ob es eben eine gewisse Toleranz gibt und bei einem wird eben die Kapazität die zum Schwingen benötigt wird überschritten.
Gerald M. schrieb: > Hierfür soll die angehängte Schaltung benutzt werden. Die Schaltung kann so nicht gehen, bzw. sie muß schwingen. Der invertierende Eingang eines OPV darf nie direkt auf ein Kabel gehen. Die Kabelkapazität verfälscht komplett den Phasengang. Der invertierende Eingang muß kapazitätsarm mit dem Gegenkopplungsnetzwerk verbunden sein. Aber auch dem nichtinvertierenden Eingang verpaßt man in der Regel noch Schutz- und Ableitwiderstände.
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Ich sehe gerade dass bei meinem ersten Bild auch die Eingänge des OpAmps nicht beschriftet sind. Diese wurden mit ausgeblendet als ich die Netznamen zur besseren Übersicht ausgeblendet habe.
Peter D. schrieb: > Der invertierende Eingang eines OPV darf nie direkt auf ein Kabel gehen. > Die Kabelkapazität verfälscht komplett den Phasengang. Der invertierende > Eingang muß kapazitätsarm mit dem Gegenkopplungsnetzwerk verbunden sein. > Aber auch dem nichtinvertierenden Eingang verpaßt man in der Regel noch > Schutz- und Ableitwiderstände. LTSpice sagt das auch. Ab etwa 250pF am nicht invertierenden Eingang schwingt das alles (sogar in der "richtigen" Frequenz). Ein 100 Ohm Widerstand zwischen Buchse und Eingang stoppt das Schwingen
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