Guten Abend, Ich suche einen OPV der mit mit 6 V und GND versorgt werden kann, eine GBP von min 10 MHz und eine Spannung von +/- 15 Volz beträgt( er muss dann nicht funktionieren sondern lediglich nicht kaputt gehen )
OPV gesucht schrieb: > [...] und eine Spannung von +/- 15 Volz beträgt [...] Also an den Eingängen können Spannungen zwischen + und - 15V auftreten bei einer asymmetrischen Spannungsversorgung von 6V. Ich vermute mal, dass die Eingänge dabei mit Kondensatoren entkoppelt sind oder ist es eine DC-Kopplung?
OPs die an beiden Seiten deutlich mehr als die Versorgung vertragen sind selten. Ich wüßte da vor allem den ADA4177 - nur da ist die GBW mit ca. 4 MHz niedriger. Zur Not müsste man den Schutz separat aufbauen (widerstand + Dioden (sofern nicht schon im OP + ggf. 2 depl. mode FETs).
Lurchi schrieb: > Zur Not müsste man den Schutz separat aufbauen Das wäre auch meine Idee, aber dafür bräuchte man mehr Schaltungsdetails, um hier helfen zu können.
Das ganze soll als 2xFacher Verstärker arbeiten. Da der ADC jedoch nicht mehr als 6 bis -0,3V verträgt, habe ich mir gedacht es gleich über einen Opamp laufen zu lassen, der diesen Bereich einhält. +/- 15 Volt liegen am + Eingang an. Bisher ist nichts entkoppelt.
Georg Friedrich Prinz von Preußen braucht Geld schrieb im Beitrag #5911993: > Lurchi schrieb: >> Zur Not müsste man den Schutz separat aufbauen > > Das wäre auch meine Idee, aber dafür bräuchte man mehr > Schaltungsdetails, um hier helfen zu können. Naja das wollte ich eigentlich umgehen, um nicht das Ausgangssigal zu verändern.
Ein externer Schutz über 2 FETs mit Widerstand dazwischen und Dioden zur Versorgung des OPs (bei vielen OPs schon drin) ändern nicht viel am Signal. Je nach ADC kann man bei der Bandbreite auch mit Abstrichen klar kommen.
Ich würde das Eingangssignal mit einem Spannungsteiler herabsetzen und dann den OPV mit einer größeren Verstärkung laufen lassen. -0.3 bis 6V hört sich für mich komisch an. Ist das der Arbeitsbereich des ADCs? Wie groß ist denn die Referenzspannung?
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Ich hab den Bereich der Schaltung um den es hier geht einmal angefügt. In den ersten OPV (V_supply +/- 15V) kommt das Signal mit halber Amplitude und 1.25V Offset rein. Es kann aber im Fehlerfall +/- 15 Volt anliegen. Der nachfolgende ADC hat einen Spannungsbereich von 0-5 V. Würde den OPV deshalb gerne mit -0.3V am neg. Supply betreibe, damit ich echtes rail to rail erreiche. Lurchi schrieb: > Ein externer Schutz über 2 FETs mit Widerstand dazwischen und Dioden zur > Versorgung des OPs (bei vielen OPs schon drin) ändern nicht viel am > Signal. > > Je nach ADC kann man bei der Bandbreite auch mit Abstrichen klar kommen. Ich habe noch nie so ein Überspannungsschutz mit Mosfets aufgebaut, würde es sich auch für den Aufbau wie im Anhang eignen? Dieter schrieb: > "OPV gesucht (Gast)"=Niklas M. ? Ja, ich war eben unterwegs und konnte mich nicht einloggen.
OPV gesucht schrieb: > eine Spannung von +/- 15 Volz beträgt Vermutlich Volt verträgt (am + Eingang als Spannungsfolger). Jeder OpAmp, wenn vor seinen Eingang ein Widerstand geschaltet wird, der bei -15V weniger als den zulässigen Strom über die Eingangsschutzdioden durchlässt, was bei der Hochohmigkeit eines OpAmp Eingangs nichts ausmacht. Er darf nur nicht so hochohmig sein, dass er mit der Eingangskapazität an den 10MHz scheitert. 1k5 bei 10mA und 5pF wäre also ok.
Dieter schrieb: > BF256 statt teurer Picoamperdiode. Mal eben bei Reichelt geguckt. Zwei BF256B kosten zusammen 56 Cent. Eine BAV199 mit zwei integrierten Dioden nur 5 Cent.
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Hier mal ein Auszug von dem Datenblatt des AD8605. Verstehe ich das hier richtig, dass der Eingangsstgrom nur geringer als 5mA sein muss? Der würde sich doch dann eigenen.
Wenn die 10MHz min. GBW nicht wären, dann vielleicht sowas wie der LT6016. LT hat mehrere over-the-top OPVs. Eventuell ist da ja einer dabei.
Das wird so nichts. Auch Rail-To-Rail OPs haben nahe am Rand so ihre Probleme. Wie schnell ist den das Signal was du Wandeln möchtest? Welche Signalform? der AD8605 ist auch nicht gerade der schnellste. 5V/us macht aus 1 Mhz Rechteck ein schönes Dreieck bei 2.5V Amplitude...
Die generelle idee beim Schutz gegen Überspannung ist einmal die Spannung über dioden zur maximalen Spannung (bzw. etwas drunter) zu begrenzen und den Strom durch die Dioden durch einen Widerstand oder halt alternativ 2 FETs zu begrenzen. Die Lösung mit den FETs ist etwas für den Fall, dass der Widerstand etwa durch zu viel Rauschen stört. Bei der Schaltung sieht es allerdings aus, als könnte ein Widerstand ausreichen. Der Teil mit dem Offset dazu sieht aber auch nicht so ideal aus, weil ein weitere Referenz rein kommt. Wenn man sowieso eine relativ niederohmige Quelle hat, könnte man auch gut den OP mit geringer Versorgungsspannung auch als invertierenden Verstärker beschalten - da ist das Begrenzen der Eingangsspanung i.A. einfach weil ideal eine feste Spannung am OP Eingang und der Widerstand zur Strombegrenzung ist sowieso schon da. Was ist das für ein ADC ?
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Andi B. schrieb: > Wenn die 10MHz min. GBW nicht wären, dann vielleicht sowas wie der > LT6016. LT hat mehrere over-the-top OPVs. Eventuell ist da ja einer > dabei. Ach ich Idiot - die 10Mhz sind noch aus einer anderen Berechnung als der Aufbau anders war. Jetzt verstärke ich ja nur noch um Faktor 2 Nach derzeitiger Berechnung kann ich dann ja sogar eine deutlich niedrigere GBP wählen. GBP: 240kHz/2=140kHz Lurchi schrieb: > Der Teil mit dem Offset dazu sieht aber auch nicht so ideal > aus, weil ein weitere Referenz rein kommt. In wie fern macht das denn Probleme ? Ich dachte eine stabile Spannungsreferenz wäre dafür optimal. Lurchi schrieb: > Was ist das für ein ADC ? Dieser hier wird verwendet. Der kann auch leider nicht geändert werden. Ich lade die Schaltung einfach mal hier hoch. Dann ist es vielleicht etwas einfacher Schaltungsbezogene Tipps zu geben. Wie würdet ihr das Problem auf die Schaltung denn nun lösen? Viele Grüße, Niklas
Die Schaltung hat noch ein paar Schwachstellen: Die 4051 verbinden jeweils einen Kontakt. Bei den relativ hohen Widerständen stört die Kapazität. Bei den eher kleinen Widerständen stört ggf. der Schalter-Widestand (geht aber wohl gerade noch). Für eine hohe Bandbreite sind einige der Widerständen zu groß. Für die großen Widerstände passt der OP27 auch nicht - der ist passend für etwa 1-10 K. Normal wird man nicht so viel Stufen benötigen. Mit einem 12 Bit ADC ist schon fraglich ob man eine 1:3:10 Abstufung braucht. Je nach Anwendung könnte man mit Stufen wie 1:4:16 oder 1:8 : 64 auskommen. Beim Aufbau in 2 Stufen würde man in der ersten Stufe die grobe Umschaltung machen und dann in der 2. Stufe ggf. noch feine Schritte. Die 2. Verstärkerstufe könnte ggf. auch gleich die Begrenzung der Amplitude übernehmen. Wegen des Rauschens wird man kaum mehr Verstärkung als etwa 5-10 µV/ LSB und damit etwa 10-20 mV für den Vollausschlag benötigen. Der ADC hat einen Differentiellen Eingang. Das sollte man beim Offset berücksichtigen. Der Verstärker muss also nicht ganz an die Limites der Versorgung ran. Das gilt besonders dann, wenn man den ADC auch wirklich differentiell im Gegentakt ansteuert. Eine wichtige Frage wäre noch ob die Masse der Signalquelle mit der Masse der Versorgung, dem ADC zusammen hängt. Wenn nicht hilft das bei der Gegentakt-ansteuerung.
Hallo Lurchi, vielen Dank für deine Einwände! Also Grundaufgabe der Schaltung ist es ein Signal für den Messbereich des ADC so gut es geht zu konditionieren. Dabei ist vor der Messung klar ob das Signal 1V 50V oder 0.1V sein wird. Daher habe ich mir gedacht um je nach Messung die optimale Vertärkung / Teilung verwenden zu können, nutze ich eben alle Stufen aus, die mit die 4051 bieten. Das mit den Kapazitäten leuchtet mir ein, es wundert mich aber grad etwas, dass LTSpice da keine Probleme anzeigt. den OP27 hatte ich eigentlich gewählt, da er einen integrierten Überspannungschutz inne hat. Würdest du ggf diesen tauschen oder lieber die Widerstände anders dimensionieren? Lurchi schrieb: > Normal wird man nicht so viel Stufen benötigen. Mit einem 12 Bit ADC ist > schon fraglich ob man eine 1:3:10 Abstufung braucht. Je nach Anwendung > könnte man mit Stufen wie 1:4:16 oder 1:8 : 64 auskommen. Könntest du das näher erläutern? Sagen wir ich habe eine Messung mit 50 V, Teile demnach mit 16 oder 64, so müsste ich anschließend das Signal wieder im nachfolgenden OPV Verstärken. Bei meiner Schaltung würde der 2 OPV als eifacher Spannungsfolger agieren bei 50V. Lurchi schrieb: > Die 2. Verstärkerstufe könnte ggf. auch gleich die Begrenzung der > Amplitude übernehmen. Wie würdest du das angehen ? Den OPV einfach mit +- 2,5V betreiben? Das macht er lt. Datenblatt nicht mit. Lurchi schrieb: > Der ADC hat einen Differentiellen Eingang. Das sollte man beim Offset > berücksichtigen. Der Verstärker muss also nicht ganz an die Limites der > Versorgung ran. Das gilt besonders dann, wenn man den ADC auch wirklich > differentiell im Gegentakt ansteuert. Ich hatte eigentlich vor den ADC als Single Ended zu betreiben. Was spräche dafür/dagegen? Lurchi schrieb: > Eine wichtige Frage wäre noch ob die Masse der Signalquelle mit der > Masse der Versorgung, dem ADC zusammen hängt. Wenn nicht hilft das bei > der Gegentakt-ansteuerung. Geplant hatte ich, alles auf einen Massesternpunkt zu legen.
Bei höheren Frequenzen stören die Kapazitäten der Umschalter wie 4051. Deshalb sollte man eher nicht so viele Verstärungs-stufen in einer Stufe haben. Die genaue Festlegung der Verstärkerstufen ist dann einer der späten Schritte. Statt OP und Umschaltung extern könnte man auch einen fertigen PGA nutzen. Etwa ein MCP6V91 könnte ganz gut passen. Wenn nötig gibt es auch andere ähnlich Typen. Die obere Abschätzung der maximal sinnvollen Verstärkung bzw. des Rauschlimits ging von Antialiasing Filterung aus. Ohne Filter vergrößert sich das Rauschen, so dass schon eine Bereich für 20 mV kaum noch Sinn macht. Mit etwa +-2 V als Spannungsbereich für den ADC und etwa +-50mV als kleinsten Bereich genügt schon eine etwa 40 fache Verstärkung als maximaler Wert. Bei der Eingangsstufe und einem ggf. nötigen Teiler am Eingang kommt es auf darauf an welche Impedanz am Eingang gefragt ist. Ggf. kann auch schon die erste Verstärkung mit nur 5 V oder nicht viel mehr Versorgt werden. Die Begrenzung wird dann einfacher. Es kann schon passieren das dass Signal erst stärker abgeschwächt wird und dann wieder verstärkt wird. Da klingt komisch ist aber an sich kein Problem und wird z.B. auch in Oszilloskopen so gemacht.
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