Ungewöhnliches OPV verhalten

Ich denke, dass hier die Eingangskapazität des OP-Amps, der Widerstände 
und deines Aufbaus zusammen für einen Spannungsabfall am Spannungsteiler 
sorgen.

Hm wie könnte ich das ganze lösen ? Low cap Widerstände wären ja eine 
Überlegung, und der OpAmp ? Den wird es sicher nicht mit 0uF geben :/

Statt 100k nur 1k nehmen ...

Christian S. schrieb:
> mal wieder scheint sich niemand Gedanken bezüglich der
> Abblockkondensatoren am OPV zu machen.

Solange er nur simuliert, spielt das keine Rolle.

HildeK schrieb:
> Solange er nur simuliert, spielt das keine Rolle.

Macht er nicht: das erste Bild zeigt eine Messung, nicht ein 
Simulationsergebnis.

@Nick: die beiden Kanäle deiner Messung zeigen Eingang und Ausgang des 
OP27? Welche Tastköpfe hast du dabei benutzt (welche Kapazität)? Wie 
Christian schon angefragt hat: hast du die Versorgung korrekt mit 
Kondensatoren gepuffert? Hängt außer dem Tastkopf noch irgend etwas 
anderes am Ausgang des OP27?

Genau, in der Simulation brauche ich was nicht. Daher habe ich die 
Abblockkondensatoren weg gelassen. Im realen Aufbau waren natürlich 1uF 
und 100nF mit jeweils gnd zu pos und neg. Rail.

Kleinere widerstände zu nehmen hatte würde ich ungern, da das ganze als 
mehrstufiger spannungsteiler funktionieren soll. Und die Ströme relativ 
hoch werden.

Tastkopf war ein kleines jumperkabel. Daran kann es aber nicht liegen, 
da es mit einem anderen OPV alles funktionierte

Ich bin übrigens der TO, bin grad unterwegs und da war der Name vom 
letzten Thread noch drinnen

Bei +-5 V Versorgung ist der Gleichtaktbereich schon nicht mehr sehr 
groß. Die +2 V sind da gff. schon dicht am limit und könnten den 
Bias-strom beeinflussen.

Für 50 K Quellimpedanz ist der OP27 sowieso keine gute Wahl: durch das 
Stromrauschen hat man ziemlich viel Rauschen. Passender wäre da eher so 
etwas wie OPA197 oder TL081.

Axel S. schrieb:
> Der Amplitudenabfall ist ein Effekt der relativ
> geringen Slew Rate des OP27.

Das wäre zwar auf den ersten Blick naheliegend. Die Slewrate in der 
Messung beträgt aber nur ca. 0,25V/µs und liegt damit noch einen Faktor 
10 unter dem, was der OPV27 kann.

OPV gesucht schrieb:
> Tastkopf war ein kleines jumperkabel. Daran kann es aber nicht liegen,
> da es mit einem anderen OPV alles funktionierte

Deine Schlussfolgerung ist gewagt. Wie wäre es denn, wenn du alle 
relvanten Rückfragen mal in Ruhe und klar beantwortest statt 
fitzelchenweise jeweils einen Aspekt pro Beitrag anzureißen? Und am 
besten wäre auch noch ein aussagekräftiges Foto deines Aufbaus mit 
dabei.

Lurchi schrieb:
> Bei +-5 V Versorgung ist der Gleichtaktbereich schon nicht mehr sehr
> groß. Die +2 V sind da gff. schon dicht am limit und könnten den
> Bias-strom beeinflussen.

das wäre tatsächlich eine mögliche Erklärung. Ein bisschen Eisspray 
sollte in dem Fall deutliche Auswirkungen auf das Signal haben.

Lurchi schrieb:
> Für 50 K Quellimpedanz ist der OP27 sowieso keine gute Wahl: durch das
> Stromrauschen hat man ziemlich viel Rauschen. Passender wäre da eher so
> etwas wie OPA197 oder TL081.

Aus dem anderen Thread geht hervor, dass er eigentlich einen 
Rail-to-Rail einsetzen will um die Spannung am ADC-Eingang über die 
Versorgungen zu limitieren.

Lurchi schrieb:
> Bei +-5 V Versorgung

Ich hatte das Ganze bis +-22V getestet. Es wurde sich zwar -2V zunächst 
etwas angenähert, abber zwischen +-10 und +- 20 war kein unterschied 
mehr und sicher immer noch 100mV von -2V entfernt

Lurchi schrieb:
> Für 50 K Quellimpedanz ist der OP27 sowieso keine gute Wahl

Lurchi schrieb:
> Passender wäre da eher so
> etwas wie OPA197 oder TL081.

Danke dir für den Hinweis, vor allem der OPA197 ist interessant, da ich 
gerne ein OPV mit Überspannungsschutz nehmen möchte (daher auch der 
OP27).

Achim S. schrieb:
> die beiden Kanäle deiner Messung zeigen Eingang und Ausgang des
> OP27?

Exakt, gelb ist eingangssignal, blau das Ausgangssignal

Achim S. schrieb:
> Hängt außer dem Tastkopf noch irgend etwas
> anderes am Ausgang des OP27?

Nein

Achim S. schrieb:
> Aus dem anderen Thread geht hervor, dass er eigentlich einen
> Rail-to-Rail einsetzen will um die Spannung am ADC-Eingang über die
> Versorgungen zu limitieren.

Die Idee ist, das Signal (je nach Amplitude) auf max +/- 2V, +/-0,2, 
+/-0,02 runter zu teilen. Und dann mit einem folgenden PGA um faktor 1, 
10, 100 zu verstärken. Gleichzeitig wird 2V Offset drauf berechnet. Der 
ADC misst somit ein Signal von 0-4V. Rail 2 Rail ist also für den vor 
dem PGA vorgeschalteten OPV nicht nötig. Dieser agiert ja nur als 
Spannungsfolger für den Spannungsteiler im Beriech von -2V bis 2V.

Achim S. schrieb:
> wenn du alle
> relvanten Rückfragen mal in Ruhe und klar beantwortest

Entschuldige, dass ich etwas übersehen habe war nicht meine Absicht, ich 
hoffe ich habe alles nun beantwortet.

Nick schrieb:
> ich
> hoffe ich habe alles nun beantwortet.

Auf jeden Fall liegt jetzt viel mehr Information zu deinem Aufbau vor, 
als das zuvor der Fall war. Und aus diesem jetzt vollständigeren Bild 
würde ich sagen: "eigentlich" müsste das Ausgangssignal des OP27 sehr 
viel besser aussehen, als es der Fall ist. Und als Erklärung fällt mir 
nur ein, dass irgendwas in deinem Aufbau ist "faul" (nicht so wie 
gedacht) und dass dieser Fehler im Aufbau aus deinen Beschreibungen 
nicht ersichtlich wird.

Eine Fehlermöglichkeit wäre:

Nick schrieb:
> Ich hatte das Ganze bis +-22V getestet.

+-22V sind das absolute maximum rating des OPVs. Wenn du das auch nur 
geringfügig überschritten hast kann es sein, dass der OPV geschädigt 
ist. Teste mit einem anderen Exemplar des OP27, der noch keine +-22V 
gesehen hat, ob er sich gleich verhält. Arbeite dabei z.B. mit +-10V bei 
der Versorgung (weil du damit weit von den -2V entfernt bist und 
gleichzeitig den OPV nicht gefährdest).

Sicherheitshalber könntest du auch mal die Kanäle deines Oszis tauschen 
um zu sehen, dass der Fehler wirklich von der Schaltung kommt und nicht 
vielleicht von der Messung.

Weitere Fehlermöglichkeiten können im konkreten Aufbau stecken. Hier 
plädiere ich weiter für aussagekräftige Fotos vom Aufbau. Man sollte 
z.B. erkennen können, wie die Pufferkondensatoren angebracht sind, wie 
die Versorgung eingespeist wird, wie die Signalquelle und die Versorgung 
und das Oszi mit dem identischen Bezugspotential arbeiten...

Christian S. schrieb:
> Hallo,
>
> mal wieder scheint sich niemand Gedanken bezüglich der
> Abblockkondensatoren am OPV zu machen.

In der SIMULATION?

Dort sind sie unnötig und wirkungslos ;-)


Was das Thema angeht:
Die Lösung wurde schon genannt. Eingang zu hochohmig.

jemand schrieb:
> In der SIMULATION?

Nein: in der Messung. Um die geht es hier, wie schon lange geklärt 
wurde.

jemand schrieb:
> as das Thema angeht:
> Die Lösung wurde schon genannt. Eingang zu hochohmig.

Nein: lies dir bitte einfach mal den Thread durch. Er misst gleichzeitig 
am Eingang des OPV und am Ausgang, und beide Kurve unterscheiden sich 
deutlich. Das hat nichts mit dem Innenwiderstand der Quelle zu tun.

Der Innenwiderstand der Quelle kann ggf. dazu führen, dass das 
Eingangssignal abgeschwächt und verfälscht wird. Aber er kann nicht dazu 
führen, dass das Ausgangssignal des OPV vom gleichzeitig gemessenen 
Signal am OPV-Eingang abweicht.

Jens G. schrieb:
> Wo wird denn das Eingangssignal gemessen? Vor oder nach dem
> Spannungsteiler?

Schau dir die Amplituden der beiden Kanäle bei der Messung an: es muss 
nach dem Spannungsteiler sein. Andernfalls würde der als Spannungsfolger 
geschaltete OPV um ca. den Faktor 2 verstärken, was noch seltsamer wäre 
als der hier besprochene Fehler im Ausgangssignal.

Udo S. schrieb:
> Dann hat er aber schon 5% Fehler durch die Eingangsimpedanz des Oszis da
> er kein 10:1 Tastkopf benutzt. Plus die Kapazität des Oszis und des
> kabels als Tiefpass

Das bezweifelt niemand. Die runtergeteilte Spannung am OPV-Eingang wird 
bei dieser Wahl von Teilerwiderständen und Messstrippen einen gewissen 
Fehler aufweisen. 5% kommt auch nach meiner Rechnung gut hin. Ein Teiler 
mit geringerem Innenwiderstand würde diesen Fehler reduzieren.

Aber diese (mit Fehler heruntergeteilte) Eingangsspannung des OPV hat er 
gemessen. Er nutzt also die tatsächliche Eingangsspannung am Pin des OPV 
beim Vergleich als Referenz (nicht die Eingangsspannung des Teilers). 
Und er fragt hier im Thread, wieso die Ausgangsspannung des OPVs so weit 
von dieser Eingangsspannung des OPVs abweicht (woher also das 
ungewöhnliche Verhalten des OPV kommt).

Achim S. schrieb:
> Und als Erklärung fällt mir
> nur ein, dass irgendwas in deinem Aufbau ist "faul" (nicht so wie
> gedacht) und dass dieser Fehler im Aufbau aus deinen Beschreibungen
> nicht ersichtlich wird.

Ich würde morgen Nachmittag/Abend einmal ein Foto von dem Aufbau machen. 
Aber  ich hatte das ganze mehrfach geprüft und auch mit einem 2, 
idetischen OPV geprüft.

Achim S. schrieb:
> +-22V sind das absolute maximum rating des OPVs.

Ich hatte mich 1-2 V weiter darunter gehalten, 22 V wurden nicht 
erreicht, es hatte sich im oberen Spannungebreich sowieso kaum noch 
etwas am Signal geändert. Deshalb habe ich es nicht bis 22V ausreizen 
wollen.

Achim S. schrieb:
> Sicherheitshalber könntest du auch mal die Kanäle deines Oszis tauschen
> um zu sehen, dass der Fehler wirklich von der Schaltung kommt und nicht
> vielleicht von der Messung.

Auch das hatte ich gemacht. Dazu sei gesagt, dass ich es nicht mit einem 
herkömmlichen Oszilloskop sondern mit einem Analog Discovery 2 gemessen 
habe. Habe ebenfalls Software und Gerät neu gestartet, ohne Auswirkungen 
auf das Ausgangssignal.

Achim S. schrieb:
> Hier plädiere ich weiter für aussagekräftige Fotos vom Aufbau.
Ich werde versuchen es morgen Nachmittag nach zu reichen.

jemand schrieb:
> Was das Thema angeht:
> Die Lösung wurde schon genannt. Eingang zu hochohmig.
Ja, mit geringen Widerständen funktioniert es. Aber wie ich schon sagte 
würde ich gerne einen Spannungsteiler vorschalten, da 100kOhm schon 
Sinnvoll gemäß den Teilerstufen. Ich frage mich ja was genau der Grund 
ist, dass der OPV bei hochohmigen Eingangsimpedanzen Probleme hat. Und 
vor allem warum sich der DC Anteil ändert. Warum steht dazu nichts im 
Datenblatt?

Jens G. schrieb:
> oder evtl. hilft auch,
> in die Rückkopplung einen 50k Widerstand einzuschleifen
Ein Versuch ist es auf jeden Fall wert, ich werde es morgen einmal 
ausprobieren.

Udo S. schrieb:
> Dann hat er aber schon 5% Fehler durch die Eingangsimpedanz des Oszis da
> er kein 10:1 Tastkopf benutzt. Plus die Kapazität des Oszis und des
> kabels als Tiefpass

Und das erzeugt einen einen Offset auf eine AC Signal?




Was haltet ihr denn von dem Vorschlag von Lurchi den OPA197 zu testen? 
Der OP27 ist nicht zwingend gesetzt. Ein anderer OP mit Eingangsschutz 
wäre auch in Ordnung.

Nick schrieb:
> Dazu sei gesagt, dass ich es nicht mit einem
> herkömmlichen Oszilloskop sondern mit einem Analog Discovery 2 gemessen
> habe.

Du machst es echt spannend. Also kein Oszi sondern ein Analog Discovery 
mit differentiellen Eingängen.

Und du hattest bei beiden Kanälen jeweils beide differentiellen Eingänge 
des Analog Discovery korrekt angeschlossen? Einen ans Signal und einen 
an GND? Oder hing einer der vier Anschlüsse in der Luft? Und die Masse 
des Analog Discovery hatte eine zulässige Lage bezogen auf die Masse 
deiner Schaltung?

Hast du irgendwo ein stinknormales Oszi verfügbar? Miss mit dem und 
verwende Tastteiler. Und schließe die Tastteiler vollständig an (also 
auch die GND-Klemmen). Siehst du den Effekt dann immer noch?

Achim S. schrieb:
> Und du hattest bei beiden Kanälen jeweils beide differentiellen Eingänge
> des Analog Discovery korrekt angeschlossen? Einen ans Signal und einen
> an GND? Oder hing einer der vier Anschlüsse in der Luft? Und die Masse
> des Analog Discovery hatte eine zulässige Lage bezogen auf die Masse
> deiner Schaltung?

Ja klar. Hatte sogar vermutet, dass eines der Jumper-Kabel defekt sei 
und diese gewechselt.


Vermutlich schaffe ich es heute Nachmittag/Abend mal mit einem normalem 
Oszi zu messen. Ich berichte dann.

So,

ich habe das ganze jetzt noch einmal aufgebaut und getestet. Was soll 
ich sagen, es funktioniert alles wie erwartet... Der Aufbau ist komplett 
der gleiche wie gestern.  Zunächst hatte ebenfalls wieder mit dem AD2 
gemessen und das Signal bei 200kHz war exakt das gleiche wie das 
Eingangssignal. Ich kann es mir nicht erklären woher der Fehler kam, 
evtl war ja auch eines der Kabel defekt. Naja jetzt funktioniert es 
jedenfalls, auch wenn mich das ganze ziemlich viel Zeit gekostet hat. 
Aber vielen Dank für eure Ideen und Hilfestellungen - immerhin hat man 
aus dem einen oder anderen Beitrag noch einmal etwas lernen können.

VG,
Nick