Hallo an alle! Neu in dem Thema Operationsverstärker, beschäftigt mich folgende Frage: Ich konnte in Spice für einen Nicht invertierenden Verstärker folgendes feststellen: Verstärkung zbsp 4 (Rf/Rg +1). Widerstände aus 3k und 1k, so wird in einem bestimmten Frequenzbereich die Verstärkung auf einmal deutlich höher. Widerstände aus 1k und 333 Ohm, so ist die Verstärkung bis zur Bandbreite sehr konstant. Wie und welche Methode wird benutzt, um für einen spezifischen OPV die passenden Widerstände in der Rückkopplung zu bestimmen, damit die Verstärkung ohne starke Peaks in der Bandbreite konstant bleibt? Welche Parameter muss ich mir dafür anschauen und welche Formel wird angewendet? Vielen Dank!!
Markus schrieb: > Verstärkung zbsp 4 (Rf/Rg +1). Widerstände aus 3k und 1k, so wird in > einem bestimmten Frequenzbereich die Verstärkung auf einmal deutlich > höher. Mancher Operationsverstärker braucht eine gewisse Mindestverstärkung, wegen seiner internen Kompensation.
stell doch mal Deine LTspice Datei ein ... :-) https://wiki.analog.com/university/courses/electronics
:
Bearbeitet durch User
>stell doch mal Deine LTspice Datei ein ... :-) >https://wiki.analog.com/university/courses/electronics Und vor allem, was für einen OPV hast Du Dir da ausgewählt? Dieses Peaking mit solch niedrigen Widerständen hat man üblicherweise nicht bei 0815-OPV, sondern bei CFA (CurrentFeedbackAmplifier), bzw. bei OPV mit hoher GBW, bzw. wenn da rel. viel C am -Eingang dranhängt. Vor allem CFA wollen für einen glatten Frequenzverlauf wohldimensionierte R haben.
Markus schrieb: > Verstärkung zbsp 4 (Rf/Rg +1). Widerstände aus 3k und 1k, so wird in > einem bestimmten Frequenzbereich die Verstärkung auf einmal deutlich > höher. Das kann schon gelegentlich mal passieren. Solch eine Überhöhung der Amplitude zum Ende der Bandbreite ist bedingt durch zunehmende Instabilität. Aber um das zu untersuchen gibt es ja LTspice. Entweder man verändert den Phasengang oder verringert die Bandbreite. In der Regel ist es etwas von beiden. Phasenreserve wäre auch ein guter Begriff für dieses Thema. Man kann aber auch einen höherwertigen OPV einsetzen. Das ist ja heutzutage kein Problem mehr. Generell sollte man bei solch einer Anfrage gleich die Simulationsdatei hier mit einstellen(, wenn es LTspice ist). mfg Klaus
Angehängte Dateien:
-
niedrigesR.png
78 KB -
hohesR.png
77 KB
Im Anhang zwei Screenshots aus der Simulation. Beide mit der Verstärkung G=4. Erstes Bild, niedriges R in der Rückführung, Verstärkung bleibt konstant. Zweites Bild, höheres R in der Rückführung, Verstärkung peakt. Ich habe bewusst den OPV Typen "versteckt", da ich mich nicht darauf fokussieren möchte, sondern eher die Methode bzw das Vorgehen verstehen möchte, auf was ich achten muss. Man kann doch nicht für jeden OPV auf gut Glück Widerstände durchprobieren. Klar, es gibt Applikationen da will man niedrigere Widerstände, zbsp für weniger Rauschen, und Applikationen da möchte man höher sein. Es ist kein CFA, sondern ein Präzisions OPV mit einer unity Bandbreite von ca 40 MHz. Vielen Dank!
:-) ... die .asc Datei wäre besser :-) am besten so wie in diesem Post ... Beitrag "Re: LtSpice Operationsverstärker"
Wie gross ist denn die Eingangskapazität bei besagtem Typ? Und was gibt das für eine Impedanz um 10Mhz?
Markus schrieb: > Es ist kein CFA, sondern ein Präzisions OPV mit einer unity Bandbreite > von ca 40 MHz. Schau Dir mal die Ausgangsimpedanz Deiner Schaltung an. Helmut Sennewald zeigt wie es geht. Beitrag "Re: OP Ausgangs Impedanz" mfg klaus
Ah! Zwischen den Eingängen 3 pF (common), und an den Eingängen selber 6 pF (differential). Das würde ja darauf hindeuten dass meine Phase, wegen der Impedanz aus C und R verschlechtert wird, aber das ist in den Plots gar nicht zu beobachten? Bei f=5 MHz, der erste Plot ca 22 Grad, der zweite 25 Grad
Nicht -10 und -20°? Mein Punkt war viel eher, dass die zusätzliche Impedanz parallel zu Rg kommt und damit direkt das entsprechende Amplitudenverhalten erklärt. Mach mal einen Feedback-C von einigen pF hin, dann ist der Buckel wieder weg.
Da hast du natürlich Recht, hab falsch gekuckt. -20 beim niedrigeren Impedanz Feedback und -16 Grad bei der höheren Impedanz. Ok ja, ein zusätzliches C macht den Buckel platt. Aber das sorgt auch dafür dass die Bandbreite nicht mehr konstant runter geht. Also die Impedanz aus Eingangs Kapazität und Rückkopplung verursacht ne zusätzliche Polstelle im System. Gut, 4 Grad Differenz sind jetzt nicht viel, aber dennoch ist der unterschied in der Verstärkung doch sehr hoch. Ich dachte dass die Phasen reserve damit zusammenhängt, also weniger Phasenreserve (mehr instabilität, => Peaks.) Bei f=10 MHz: Niederige, stabile Impedanz: -40 Grad Höhere Impedanz, Peaks: -25 Grad Warum habe ich bei der "stabilen" Version weniger Phasenreserve als bei der instabilen ?
Markus schrieb: > Bei f=10 MHz: > Niederige, stabile Impedanz: -40 Grad > Höhere Impedanz, Peaks: -25 Grad > > Warum habe ich bei der "stabilen" Version weniger Phasenreserve als bei > der instabilen ? Bei welcher Schaltungsvariante? Diejenige, deren Plot du gestern um 21.11 Uhr gezeigt hast? Dann hast du leider schon wieder "falsch gekuckt". Findest du es nicht auch selbst ein weng lächerlich, dass du die OPVs deiner Schaltung "geheim hältst" so dass niemand deine Simu nachvollziehen kann, dann aber selbst wiederholt falsche Werte aus deinen Simus abliest?
Markus schrieb: > Bei f=10 MHz: > Niederige, stabile Impedanz: -40 Grad > Höhere Impedanz, Peaks: -25 Grad Hast du falsch abgelesen und klassischerweise schaut man die Phasenreserve bei 0dB an. Zusätzlich hat die "instabile" Variante weniger Phasenreserve. Der Peak im Bodeplot sieht aber schlimmer aus, als er sich im Zeitbereich auswirken könnte. Wenn du, wie schon richtig gefordert wurde, mal den OpAmp nennen könntest, dann könnten wir dir das auch mal zeigen. Oder du schaust es selber an: Im Zeitbereich ein Rechteck als Eingangssignal mit beiden Varianten. Und wie gross ist der Überschwinger? Ich nehme mal an sehr klein (wenn überhaupt). So dass man ganz sicher noch nicht von "instabil" sprechen würde.
Für die invertierende Verstärkerschaltung und ein auf den Hauptpol reduziertes Opamp-Modell ist die analytische Berechnung der beiden Widerstände bei gegebener DC-Verstärkung bzw. des Kondensators parallel zu Rf bei gegebenen Widerständen zur Vermeidung die Überhöhung des Frequenzgangs noch relativ einfach. Ansatz: Die lokalen Extrema des Amplitudenfrequenzgangs müssen bei ω=0 zusammenfallen. Für die nichtinvertierende Schaltung ergeben sich Gleichungen 4. oder noch höheren Grades, so dass dort eine numerische Lösung mittels Simulation sinnvoller ist.
ein wenig mehr Theorie .. :-) https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/text/chapter-3 ... wenn es zu Capacitive wird .. https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/ask-the-applications-engineer-25.html und zum Schluss ein gutes Beispiel zum Ablesen bei 0dB "Die wichtigsten Operationsverstärkerspezifikationen für einen Spannungsrückkopplungs-Operationsverstärker in dieser Anwendung sind das Produkt für die Verstärkungsbandbreite (GBP) und die Phasenreserve (PM). Abbildung 1 zeigt die Verstärkung und Phase im offenen Regelkreis vs. Frequenz für den ADA4610," https://www.analog.com/en/analog-dialogue/raqs/raq-issue-132.html ... und als Zugabe die Filter Dabei sieht man die Auswirkungen noch schneller. LTspice Modelle am Ende der Seite. https://wiki.analog.com/university/courses/electronics/electronics-lab-active-filter
:
Bearbeitet durch User
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.