Hallo, ich habe mir zum Zweck der Verstärkung eines PWM-Signals mit einem OPV (NE5532P) einen nicht-invertierenden Aufbau konstruiert. Durch Zufall bin ich darauf gestoßen, dass der Aufbau im Bild zu einem weitaus konstanterem und besseren Signal führt, kann mir aber nicht erklären weshalb (sehe nicht welche Funktion der 2. OPV haben soll). Interessanterweise funktioniert das auch nur wenn ich es mit dem selben OPV mache (der zweiten Beschaltungsseite des OPVs). Vielen Dank für eure Hilfe!
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Red P. schrieb: > Durch Zufall bin ich darauf gestoßen, dass der Aufbau im Bild zu einem > weitaus konstanterem und besseren Signal führt, kann mir aber nicht > erklären weshalb (sehe nicht welche Funktion der 2. OPV haben soll). Da musst du nochmals in dich gehen. Der zweite OPA hat keine Funktion. Irgend eine Änderung sind nur denkbar, wenn so z.B. eine fehlende Masse kompensiert wird. Ist das ganze symmetrisch versorgt? Mal mal dein Bild vollständig.
Wenn der obere OPV komplett unbeschaltet ist, befindet er sich möglicherweise in einem undefinierten Zustand und oszilliert oder macht andere komische Sachen. Dass kann im Chip auf den genutzten OPV übersprechen und dessen Funktion beeinträchtigen. Auch wenn die gezeigte Beschaltung des ungenutzten OPV eher unschön ist, macht er vielleicht deswegen schon keine komischen Sachen mehr (oder weniger komische Sachen). Auf jeden Fall sollte man ungenutzte OPVs so beschalten, dass sie sich in einem definierten/spezifizierten Zustand befinden und nicht einfach willkürlich irgendwelche Pins auf GND legen. Man beschaltet einen ungenutzten OPV z.B. als Spannungsfolger, bei dem am nicht-invertierenden Eingang eine Spannung anliegt, die zwischen den Versorgungsspannungen liegt (z. B. halbe Versorgung).
Der gezeigte Schaltplan ist doch völlig unsinnig. Dafür gibt es von mir die rote Karte!
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Hallo, Aber wenn man so ein tolles Oszilloskop da stehen hat, schließt man doch nicht den OPV-Ausgang gegen Masse kurz. Oder ist das Oszi am Stromkabel aufgehängt? Für das PWM Signal eignet sich ein Komparator eher als ein OPV. Baue doch mit dem lieber eine Wienbrücke oder einen Tiefpass vierter Ordnung, wenn er noch nicht defekt ist. MfG
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Vielen Dank für eure Antworten und sorry für das Schaltbild, bin noch ziemlicher Noob was das Zeug angeht. Im Prinzip will ich nur wie im neuen Schaltbild eine nicht invertierende Verstärkung (eines PWMs von Red Pitaya) machen, bekomm aber ein unschönes/zittriges Signal am Output. HildeK schrieb: > Da musst du nochmals in dich gehen. Der zweite OPA hat keine Funktion. > Irgend eine Änderung sind nur denkbar, wenn so z.B. eine fehlende Masse > kompensiert wird. > Ist das ganze symmetrisch versorgt? Mal mal dein Bild vollständig. Wenn das mit der fehlenden Masse der Fall wäre, wie könnte ich diese sonst kompensieren? Versorgung ist nur mit einem Labornetzgerät, dass von 0-15V geht, also nicht symmetrisch. Könnte das das Problem sein? Die Frequenz des PWM ist 50kHz, was der OPV (hohe Slew-Rate) ohne Probleme schaffen sollte. Christian S. schrieb: > Für das PWM Signal eignet sich ein Komparator eher als ein OPV. > Baue doch mit dem lieber eine Wienbrücke oder einen Tiefpass vierter > Ordnung, wenn er noch nicht defekt ist. Danke für die Vorschläge, wenn ich es mit dem OPV nicht hinbekomme, werde ich auf jeden Fall deine Varianten versuchen.
Red P. schrieb: > Im Prinzip will ich nur wie im neuen Schaltbild eine nicht invertierende > Verstärkung (eines PWMs von Red Pitaya) machen Warum nimmst du da nicht einfach einen Treiber oder einen High side Switch? Siehe z.B. https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber
Red P. schrieb: > Versorgung ist nur mit einem Labornetzgerät, dass > von 0-15V geht, also nicht symmetrisch. Könnte das das Problem sein? Bei unsymmetrischer Versorgung muss man wissen, was man macht. Wenn dein Eingangssignal zwischen 0V und 1V pulst (wie im letzten Bild), dann muss der OPA schon am Eingang die 0V auch können. Das erfordert einen, der am Eingang zumindest bis 0V herunter kommen darf. Und mit der Verstärkung von etwa 3.2 muss er auch am Ausgang bis 0V kommen können. Das kann bei weitem nicht jeder Typ. Der NE5532 jedenfalls kann beides nicht. Der muss auf jeden Fall sowohl am Eingang als auch am Ausgang 2-3V Abstand von den Rails haben. Sonst funktioniert er nicht richtig. Also, eine negative Versorgung, wenigstens -5V an -UB, ist erforderlich für den 5532. Oder du brauchst eine künstliche (virtuelle) Masse und betreibst alles symmetrisch zu UB/2 = 7.5V. Ob das geht, hängt von den Schaltungen ab, die am Eingang und am Ausgang angeschlossen werden sollen. Besser: Suche dir einen, der mit Rail-to-Rail spezifiziert ist, hier muss er allerdings nur die untere Rail abkönnen. Für den Zweck, ein 1V PWM-Signal auf 3.3V zu bringen, gibt es auch weitere Varianten: - ein Transistor mit nachgeschaltetem HC14 - ein CD4049UB als analoger Verstärker geschaltet mit nachgeschaltetem zweiten Gatter (es sind 6 drin). - schon genannt: ein Komparator Ein OPA ist jedenfalls das Element, an das ich zuletzt denken würde. Der Operationsverstärker ist für andere Aufgaben vorgesehen, speziell der 5532 ist ein rauscharmer Verstärker für kleine Audiosignale. Warum hat das PWM-Signal nur 1V? Wer generiert denn das so klein? Vielleicht sollte man da ansetzen. Ob in deiner ersten Schaltung der seltsam angeschlossene zweite OPA irgendwas bewirkt, kann ich nicht sagen. Das sind keine Beschaltungen, mit denen man Erfahrung hat :-).
Red P. schrieb: > Im Prinzip will ich nur wie im neuen Schaltbild eine nicht invertierende > Verstärkung (eines PWMs von Red Pitaya) machen "PWM" impliziert, daß das ein Digitalsignal ist. Wenn man da die Pegel ändern will, sagt man normalerweise nicht "Verstärker" dazu, sondern Pegelwandler. Und weil man das so häufig braucht, gibt es sogar schon einen Artikel dazu im hiesigen Wiki. Ein OPV ist dafür regelmäßig nicht das Mittel der Wahl. Zum einen weil er oft zu langsam ist, zum anderen weil er (außer spezielle rail-to-rail Typen) am Ausgang nicht bis zur jeweiligen Betriebsspannung kommt. Normalerweise verwendet man einfache Logikgatter dafür, oder spezielle Gatter mit Wandlerfunktion. Oder einen Komparator wie den LM393, was dann ganz ähnlich wie deine OPV-Schaltung aussieht. Wozu brauchst du eigentlich ein "verstärktes" PWM-Signal? Welchen Pegel soll das haben? Soll das vielleicht gar eine Last treiben?
Red P. schrieb: > kann mir aber nicht > erklären weshalb Du schließt einen Ausgang kurz und dadurch steigt die Stromaufnahme stark an. Das wirk dann stabilisierend. Der IC dürfte auch spürbar wärmer werden. Besser stabilisieren aber Abblockkondensatoren.
HildeK schrieb: > Da musst du nochmals in dich gehen. Der zweite OPA hat keine Funktion. Doch, der zieht sich durch die Leckströme ein Potenzial. Das wird zwar in der Simulation nicht zum Tragen kommen, bzw gar nicht erscheinen, ist aber reale Praxis. Die Schaltung ist aber Mumpitz. Wenn der Ausgang mit geregelt werden soll, dass muss der Eingang mit dem Signal oder der Rückkoppelung beschaltet sein. So ist das zu "antennenlastig"
Wenn du den 2ten OpAmp nicht benutzen willst musst du dafür sorgen dass er nicht unvorhergesehens macht. Wie einige schon sagten, bzw ich jetzt: Bei single supply legt man den Eingang auf Vcc/2 und verbindet Ausgang mit negativem Eingang. Bei dual supply ( da die 0V möglich sind) legst du Eingang positiv auf Masse und wieder Ausgang mit negativem Eingang.
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Danke Leute seid mir echt eine große Hilfe. Der Andere schrieb: > Red P. schrieb: >> Im Prinzip will ich nur wie im neuen Schaltbild eine nicht invertierende >> Verstärkung (eines PWMs von Red Pitaya) machen > > Warum nimmst du da nicht einfach einen Treiber oder einen High side > Switch? > Siehe z.B. > https://www.mikrocontroller.net/articles/Treiber Habe bis jetzt nur mit OPVs gearbeitet (Sensorik) und deshalb diesen gewählt. Welche/r Transistor bzw. Schaltung würde sich für meine Anwendung eignen? HildeK schrieb: > Besser: Suche dir einen, der mit Rail-to-Rail spezifiziert ist, hier > muss er allerdings nur die untere Rail abkönnen. > Für den Zweck, ein 1V PWM-Signal auf 3.3V zu bringen, gibt es auch > weitere Varianten: > - ein Transistor mit nachgeschaltetem HC14 > - ein CD4049UB als analoger Verstärker geschaltet mit nachgeschaltetem > zweiten Gatter (es sind 6 drin). > - schon genannt: ein Komparator Axel S. schrieb: > Normalerweise verwendet man einfache Logikgatter dafür, oder spezielle > Gatter mit Wandlerfunktion. Oder einen Komparator wie den LM393, was > dann ganz ähnlich wie deine OPV-Schaltung aussieht. Könnte ich nicht einfach meinen OPV (hätte sonst noch LM318p, LF356n & 0p07dp hier) als Komparator beschalten? oder muss es das Bauteil sein? Axel S. schrieb: > Wozu brauchst du eigentlich ein "verstärktes" PWM-Signal? Welchen Pegel > soll das haben? Soll das vielleicht gar eine Last treiben? Ich will lediglich die Ansteuerung eines Lasers triggern (für eine Laser-Absorptionsspektroskopie), dieser wird erst ab ca. 3,3V aktiviert. Die schnellen Ausgänge des Red Pitaya schaffen nur max +-1V Output. Peter D. schrieb: > Red P. schrieb: >> kann mir aber nicht >> erklären weshalb > > Du schließt einen Ausgang kurz und dadurch steigt die Stromaufnahme > stark an. Das wirk dann stabilisierend. Der IC dürfte auch spürbar > wärmer werden. > Besser stabilisieren aber Abblockkondensatoren. OK interessant.. Vermutlich sehr dumme Frage: Wäre es ein Problem diesen Aufbau trotzdem so zu lassen oder wäre das in keinem Fall sinnvoll? Der IC wird nicht warm und das Signal ist nahezu perfekt (siehe Bild) (sogar besser als das direkt vom Input). Bzw. wie würde ein Abblockkondensator dieses Problem lösen? Hätte einen 10nF und 100nF hier.. Bin mir im Klaren, dass OPV nicht optimal ist aber momentan habe ich keine anderen Bauteile, deshalb versuch ichs noch so bis ich mir die anderen hole.
Red P. schrieb: > Könnte ich nicht einfach meinen OPV (hätte sonst noch LM318p, LF356n & > 0p07dp hier) als Komparator beschalten? oder muss es das Bauteil sein? Man kann OPAs als Komparatoren zweckentfremden. Sie tun das aber schlecht und langsam. Und das Problem, dass sie nicht an die untere Rail kommen, bleibt. Alle die OPAs, die du aufgezählt hast, haben keinen Input und Output, der bis an die untere Versorgung geht. Der einzige alte, der mir spontan einfällt, wäre der LM358. Der dürfte aber für die 5µs-Pulse zu langsam sein. Modernere gibt es aber eine ganze Reihe, die an die untere Rail kommen. Probiere doch einfach mal mit der Hilfe einer einfachen 9V-Batterie, den -UB deutlich unter 0V zu legen ...
HildeK schrieb: > Probiere doch einfach mal mit der Hilfe einer einfachen 9V-Batterie, den > -UB deutlich unter 0V zu legen ... Danke! Hab es jetzt mit einem zweiten Netzteil (symmetrisch) hinbekommen, ein optimales Signal zu bekommen. Da ich eine Versorgungsspannung von 0-24V habe würde ich diese jetzt auf -12 bis +12 aufsplitten. Reicht dafür ein einfacher Spannungsteiler? EDIT: Habe es jetzt mit einem Spannungsteiler (2x 10k) realisiert und funktioniert ohne Probleme. Danke für eure Hilfe!
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Red P. schrieb: > Reicht dafür ein einfacher Spannungsteiler? Zumindest mit einem Elko abblocken. Ob es reicht (gut, bei dir scheint es zu funktionieren) hängt auch davon ab, wie stark du den neuen, virtuellen GND belastest. Am Eingang des nicht invertierenden Verstärkers ist das sicher problemlos, aber wo ist der Ausgangsmassebezug?
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HildeK schrieb: > Red P. schrieb: >> Reicht dafür ein einfacher Spannungsteiler? > > Zumindest mit einem Elko abblocken. > Ob es reicht (gut, bei dir scheint es zu funktionieren) hängt auch davon > ab, wie stark du den neuen, virtuellen GND belastest. > Am Eingang des nicht invertierenden Verstärkers ist das sicher > problemlos, aber wo ist der Ausgangsmassebezug? Hier ist mein derzeitiger Schaltplan.. Die Massen hängen alle zusammen am virtuellen GND des Spannungsteilers. Belastung sollte nur sehr klein sein also wäre das vermutlich kein Problem. Wo müsste ich hier den Elko einbauen und weshalb?
Nur ein Tipp: Es gibt, im Rahmen der Geht-So-Besser-Methode noch jede Menge Möglichkeiten, einen oder zwei OPs zu verschalten. Natürlich sind die meisten etwa so sinnvoll wie ein Kropf. Allerdings, selbst der größte Blödsinn ergibt in der Simulation ein Resultat.
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Red P. schrieb: > Wo müsste ich hier den Elko einbauen und weshalb? Parallel zu R2, damit die dynamischen Anteile dir den GND nicht bewegen. Unklar ist noch, wogegen du das Ausgangssignal abnimmst (auch bez. dieses GNDs?) und was für eine Last da vorhanden ist. Besser wäre es jetzt, den 2.OP vom Eingangspost als Spannungsfolger zu schalten und den diesen Spannungsteiler puffern zu lassen. Etwas so wie im Anhang. Allerdings, bei deiner und bei meiner Variante sollte die Stromversorgung oder die Last nicht beide z.B. an Schutzerde liegen.
HildeK schrieb: > Red P. schrieb: >> Wo müsste ich hier den Elko einbauen und weshalb? > > Parallel zu R2, damit die dynamischen Anteile dir den GND nicht bewegen. > Unklar ist noch, wogegen du das Ausgangssignal abnimmst (auch bez. > dieses GNDs?) und was für eine Last da vorhanden ist. > Besser wäre es jetzt, den 2.OP vom Eingangspost als Spannungsfolger zu > schalten und den diesen Spannungsteiler puffern zu lassen. > > Etwas so wie im Anhang. Allerdings, bei deiner und bei meiner Variante > sollte die Stromversorgung oder die Last nicht beide z.B. an Schutzerde > liegen. Alles klar verstehe, danke für den Schaltplan werde es gleich mit dem 10uF und dem Spannungsfolger testen. Verstehe ich das richtig, dass der Spannungsfolger in diesem Fall dazu dient, die Spannung konstant und unabhängig vom Stromverbrauch zu halten? Das Ausgangssignal nehme ich auch gegen diesen GND ab ja. Wäre das anders sinnvoller? Da das PWM nur als Auslöser für die Laserelektronik dient (muss keinen Strom für den Laser liefern, nur eine gewisse Spannung überschreiten) ist hier denke ich nur wenig Last.
Red P. schrieb: > Verstehe ich das richtig, dass der > Spannungsfolger in diesem Fall dazu dient, die Spannung konstant und > unabhängig vom Stromverbrauch zu halten? Unabhängig nicht, nur bis zu seiner maximalen Belastbarkeit. Das sind beim 5532 nur ein paar mA. > > Das Ausgangssignal nehme ich auch gegen diesen GND ab ja. Wäre das > anders sinnvoller? Da das PWM nur als Auslöser für die Laserelektronik > dient (muss keinen Strom für den Laser liefern, nur eine gewisse > Spannung überschreiten) ist hier denke ich nur wenig Last. Das ist schon richtig. Nur die Massen von Laser und Eingangssignal dürfen keine Verbindung zur Masse der Spannungsversorgung haben. Z.B. über die Schutzerde könnte das leicht mal sein. Ich kenne ja nicht alle Komponenten.
HildeK schrieb: >> Das Ausgangssignal nehme ich auch gegen diesen GND ab ja. Wäre das >> anders sinnvoller? Da das PWM nur als Auslöser für die Laserelektronik >> dient (muss keinen Strom für den Laser liefern, nur eine gewisse >> Spannung überschreiten) ist hier denke ich nur wenig Last. > Das ist schon richtig. Nur die Massen von Laser und Eingangssignal > dürfen keine Verbindung zur Masse der Spannungsversorgung haben. Z.B. > über die Schutzerde könnte das leicht mal sein. Ich kenne ja nicht alle > Komponenten. OK ich denke bei mir ist das nicht der Fall.. Inwiefern wäre das problematisch?
Red P. schrieb: > Inwiefern wäre das > problematisch? Es gäbe einen Kurzschluss zwischen der Masse der 24V (dem Minuspol) und den Massen des Pulsgenerators und des Lasers (in meinem Bild mit GND bezeichnet). Wenn jetzt also das 24V Netzgerät mit dem Minuspol an Schutzerde hängt und entweder der Laser oder die Ansteuerung auch (oder beide), dann wäre das der Fall. Der künstliche GND am Ausgang von U1 wäre dann keiner mehr ...
HildeK schrieb: > Red P. schrieb: >> Inwiefern wäre das >> problematisch? > > Es gäbe einen Kurzschluss zwischen der Masse der 24V (dem Minuspol) und > den Massen des Pulsgenerators und des Lasers (in meinem Bild mit GND > bezeichnet). > Wenn jetzt also das 24V Netzgerät mit dem Minuspol an Schutzerde hängt > und entweder der Laser oder die Ansteuerung auch (oder beide), dann wäre > das der Fall. > Der künstliche GND am Ausgang von U1 wäre dann keiner mehr ... Alles klar vestehe. Danke für den Hinweis, werde das auf jeden Fall im Hinterkopf behalten!
Red P. schrieb: > IMG_20181002_143233_resized_20181002_023309057.jpg > IMG_20181002_143219_resized_20181002_023309583.jpg Ist dir das kleine, rechteckige Loch (ca. 12 x 6 mm) in der Frontplatte von deinem Scope unter dem Display schon mal aufgefallen? Rate mal, wozu das gut ist?
Beitrag #5585001 wurde vom Autor gelöscht.
Beitrag #5585003 wurde vom Autor gelöscht.
Forist schrieb: > Red P. schrieb: >> IMG_20181002_143233_resized_20181002_023309057.jpg >> IMG_20181002_143219_resized_20181002_023309583.jpg > > Ist dir das kleine, rechteckige Loch (ca. 12 x 6 mm) in der Frontplatte > von deinem Scope unter dem Display schon mal aufgefallen? > > Rate mal, wozu das gut ist? sorry hatte keinen usb zur Hand und Foto erfüllt den Zweck auch ;)
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Forist schrieb: > Red P. schrieb: >> IMG_20181002_143233_resized_20181002_023309057.jpg >> IMG_20181002_143219_resized_20181002_023309583.jpg > > Ist dir das kleine, rechteckige Loch (ca. 12 x 6 mm) in der Frontplatte > von deinem Scope unter dem Display schon mal aufgefallen? > > Rate mal, wozu das gut ist? Hier noch ein Bild mit Spannungsfolger und 10nF Abblockkondensator.
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Red P. schrieb: > werde das auf jeden Fall im Hinterkopf behalten! Ja, und nachdem ich gerade deinen Screenshot sehe: auch das Skope hat üblicherweise eine Verbindung zwischen seinem GND und PE. In dem Fall müssen alle anderen Schaltungsteile erdfrei sein. Am Besten mal mit dem Ohmmeter klären, welche Signalmassen mit PE verbunden sind.
HildeK schrieb: > Red P. schrieb: >> werde das auf jeden Fall im Hinterkopf behalten! > > Ja, und nachdem ich gerade deinen Screenshot sehe: auch das Skope hat > üblicherweise eine Verbindung zwischen seinem GND und PE. In dem Fall > müssen alle anderen Schaltungsteile erdfrei sein. > Am Besten mal mit dem Ohmmeter klären, welche Signalmassen mit PE > verbunden sind. Dieses Netzteil habe ich für meine Spannungsversorgung der OPVs und der Laserelektronik: https://www.amazon.de/gp/product/B0783GG4H7/ref=oh_aui_detailpage_o00_s00?ie=UTF8&psc=1 Hat also keine Erdung, wie auch das Netzteil von meinem Steuer-/Messgerät (Red Pitaya). Sollte also alles sicher sein oder?
Red P. schrieb: > Sollte also alles sicher sein oder? Ja, ist es dann. Ich wollte dich nur auf versteckte Tücken hinweisen. Passiert wäre vermutlich nichts, außer dass halt die Funktion der Schaltung nicht mehr gegeben wäre. Naja, der 1. OPA wäre halt am Ausgang kurzgeschlossen, manche sind da immun, alle nicht. So Schaltungen mit künstlicher Masse wendet man, wenn es nicht anders geht, meist in analogen Schaltungen an, bei denen man kapazitiv ein- und auskoppeln kann. Dann wird als Signalmasse eben nicht der künstliche GND verwendet, sondern z.B. der Minuspol der Stromversorgung. Eine kapazitive Kopplung hat Hochpassverhalten und das ist hier aber nicht sinnvoll, weil deine Signale einen wechselnden Gleichanteil haben, je nach PWM-Tastverhältnis.
HildeK schrieb: > > Ja, ist es dann. > Ich wollte dich nur auf versteckte Tücken hinweisen. Passiert wäre > vermutlich nichts, außer dass halt die Funktion der Schaltung nicht mehr > gegeben wäre. Naja, der 1. OPA wäre halt am Ausgang kurzgeschlossen, > manche sind da immun, alle nicht. > > So Schaltungen mit künstlicher Masse wendet man, wenn es nicht anders > geht, meist in analogen Schaltungen an, bei denen man kapazitiv ein- und > auskoppeln kann. Dann wird als Signalmasse eben nicht der künstliche GND > verwendet, sondern z.B. der Minuspol der Stromversorgung. > Eine kapazitive Kopplung hat Hochpassverhalten und das ist hier aber > nicht sinnvoll, weil deine Signale einen wechselnden Gleichanteil haben, > je nach PWM-Tastverhältnis. Absolut, Infos wie diese könnten mir definitiv einiges an Kopfzerbrechen in Zukunft ersparen!
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