Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Opamp Ausgangsspannung


von Bruno M. (brumay)


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Hallo,

ich teste z. Zt die Schaltung lt. Anlage, allerdings mit einem TL592. 
Ich muß vorausschicken, daß ich auf diesem Gebiet ein ziemlicher Laie 
bin.
Nun das Problem. Im Gegensatz zu der PSpice Schaltung wird bei mir das 
Ausgangssignal des Opamps vom 7414 nicht erkannt, da es zu weit im 
negativen Bereich liegt. Gibt es eine Möglichkeit, das Signal weiter in 
den positiven Bereich zu verschieben?

Danke im Voraus

von roehrenvorheizer (Gast)


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Hallo,

ja, Du schaltest vor den Digital-IC einen Spannungsteiler, der in etwa 
die Schaltschwelle trifft. So irgendwas mit Summe 50 k ... 100 k. Die 
Schwelle kann man mittels Poti austesten. Den Ausgang des OPV kann man 
dann mittels Kondensator, so 100nF, je nach Frequenz Deines 
Sinusoszillators ankoppeln. Es kann auch ohne Koppelkondensator gehen, 
je nach Auslegung.


MfG

von MaWin (Gast)


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Bruno M. schrieb:
> ich teste z. Zt die Schaltung lt. Anlage,

Vorher sollte man sie vielleicht verstehen.
Ein transistorbasierter Phasenschieber-Sinusoszillator geht durch den 
OpAmp auf den Schmitt-Trigger.
Du ersetzt den OpAmp gegen einen Differential-Video-OpAmp.
Da vom Ausgang keine Rückführung auf einen Eingang gemacht wird, hat die 
Ausgangsspannung nichts mit der Eingangsspannung zu tun, sie ist 
entweder voll plus oder voll minus.
Die Widerstandsbeschaltung ist etwas unklar durcheinander, aber es sieht 
so aus, als ob bei steigenden Sinus der Ausgang positiv und bei 
fallendem negativ sein wird, als Komparator ohne Hysterese. Der 
komplementäre Ausgang des Videoverstärkers wird nicht genutzt. Die 
Hysterese des TTL Schmitt-Triggers hilft auch nicht mehr.
Die 13V Versorgung des OpAmps hängt über R4 und R3 an der 5V Versorgung 
des 7414, durch Änderung von R3 oder R4 kann man die Spannungen 
gegeneinander verschieben, zumindest so lange der OpAmp das mitmacht.

Die Schaltung ist Quatsch.

von Peter D. (peda)


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Der OPV wird mit 12V versorgt, d.h. liefert 12V. TTL verträgt aber nur 
5,5V, das kann nicht gut gehen.

Warum so umständlich ein Rechteck zu erzeugen.
Ein R, C und 1/6 Gatter 74HC14 reichen völlig aus.

von Bruno M. (brumay)


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roehrenvorheizer schrieb:
> ja, Du schaltest vor den Digital-IC einen Spannungsteiler

Ich habe das mal in PSpice getestet, u. z. zuerst mit einer Teilung 1:1. 
Die Spannung ging tatsächlich um ca. 2V nach oben, allerdings ließ sich 
dieser Wert dann nicht mehr verändern, auch nicht durch eine starke 
Änderung des Teilungsverhältnisses.

von Bruno M. (brumay)


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MaWin schrieb:
> durch Änderung von R3 oder R4 kann man die Spannungen
> gegeneinander verschieben

Das hatte ich schon früher versucht, aber ohne Erfolg.

von Bruno M. (brumay)


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Peter D. schrieb:
> Warum so umständlich ein Rechteck zu erzeugen

Wenn es nur darum ginge, wäre das eine Antwort.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Der OPV kann ersatzlos gestrichen werden und der Spannungsteiler hinter 
dem Sinusoszillator auch.

Bruno M. schrieb:
> Wenn es nur darum ginge, wäre das eine Antwort.

Also geht es um mehr.
Worum geht's denn?

von Bruno M. (brumay)


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Ach Du grüne Neune schrieb:
> Worum geht's denn?

Das steht ganz oben in meiner Fragestellung! Das Auswalzen der 
Vorgeschichte hilft da nicht weiter.

von Udo S. (urschmitt)


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Bruno M. schrieb:
> Wenn es nur darum ginge, wäre das eine Antwort.

Ja nicht zu viel verraten. Sonst kämen eventuell hilfreiche Kommentare.

von Bruno M. (brumay)


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roehrenvorheizer schrieb:
> ja, Du schaltest vor den Digital-IC einen Spannungsteiler

Ich habe es jetzt mal in der Schaltung mit dem TL592 versucht, da die 2V 
Verschiebung schon ideal wären. Leider ändert sich dort aber gar nichts!

von HildeK (Gast)


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Ich verstehe deinen Ansatz nicht.
Aus dem Oszillator, direkt am Kollektor, hast du mehrere Volt Hub 
zwischen 0 und 5V. Warum kein Komparator nachschalten oder wenigstens 
einen R2R-OPA, auch mit 5V versorgt und schon passt es: Ausgang 0V oder 
5V.
So hast du am Ausgang bis zu ±6V (je nach OPA) und muss korrigieren.
Warum teilst du das Signal um Faktor 100? Warum koppelst du es 
gleichstromfrei aus? Um ein 1:1 Tastverhältnis zu bekommen? Da würde ich 
den Oszillator auf der doppelten Frequenz schwingen lassen und mit einem 
FF durch 2 teilen. Dann hat es perfekte 50%!
Und warum einen 7414, uralte TTL-Technik?
Warum willst du einen Video-OPA mit 50MHz, wenn dein Oszillator doch nur 
auf einigen kHz schwingt?

Mir fallen mehrere Möglichkeiten ein, deine wäre mir nicht in den Sinn 
gekommen ...

von Burkhard K. (buks)


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Bruno M. schrieb:
> allerdings mit einem TL592

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl592b.pdf

Der TL592 ist ein Video OpAmp mit differentiellem Ausgang - von 
letzterem ist in Deinem Schaltplan nichts zu sehen; auch nicht, wie die 
Gain-Adjust Anschlüsse angesteuert werden?

von re (Gast)


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Bruno M. schrieb:
> [...] das Ausgangssignal des Opamps [...] zu weit im negativen Bereich

Tu doch mal Butter bei die Fische: Wie sieht das Ausgangssignal, welches 
verschoben werden soll, denn denn konkret bei Dir aus?

Hintergrund: Angesichts der bei Dir nicht vorkommenden Verbindung der 
Gain-Eingänge des TL592 würde ich aus dem Datenblatt einen 
Verstärkungsfaktor unter 10 erwarten, also höchstens einige dutzend bis 
hunderte Millivolt Amplitude. Das wäre aber auch mit irgendeiner 
Verschiebung wohl viel zu wenig um durch die Hysterese des 7414 zu 
kommen.



Das bringt uns jetzt allerdings zu:

Bruno M. schrieb:
> [...] allerdings mit einem TL592.

Hm.

Wenn man sagt, ein Schaltplan sei zur Diagnose hilfreich, dann meint man 
doch schon den Plan, der zum Problem gehört - und nicht einfach 
irgendeinen anderen.

Könntest Du den tatsächlichen Schaltplan Deines Aufbaus posten?

Denn: Weil der TL592 eine völlig andere Funktionsweise als der TA75458 
hat, wird der tatsächliche Aufbau ja wohl auch entsprechend angepasst 
sein. Auf diese Anpassungen kommt es an.



Bruno M. schrieb:
> [...] vom 7414 nicht erkannt

Der 7414 wird im PLan weit außerhalb seiner Specs betrieben. Vielleicht 
sorgt nur die obskur hochohmige Masseverbindung zwischen den 
Versorgungsspannungen dafür, dass die Eingangsschutzdioden im 7414 seine 
Zerstörung langfristig zuverlässig verhindern können. Sauber geht aber 
anders. Aber das ist wohl eine andere Baustelle für später.



Bruno M. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit, das Signal weiter in den positiven Bereich
> zu verschieben?

Natürlich. Aber das allein wird nach Schaltplanlage auch nicht zum 
periodischen Triggern des 7414 durch den TL592 führen.

Bitte entschuldige, dass ich deswegen Deine eigentliche Fragestellung 
erstmal bewusst ignoriere.


HTH
(re)

von Jacko (Gast)


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Viel zu umständlich!
Wenn die Frequenz nicht sehr genau / stabil sein muss:

> Peter D. (peda):
> Ein R, C und 1/6 Gatter 74HC14 reichen völlig aus.

Wenn die Frequenz genauer (stabiler) sein muss:

* CD4060 mit Quarz - und beliebig geteilter Ausgangsfrequenz.
* Oder kleiner (8-Pin) µC mit Quarz - und recht fein programmierbarer 
Ausgangsfrequenz.

Ist alles auf der Leiterplatte (auch in DIL) viel kleiner.

von re (Gast)


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Jacko schrieb:
> Viel zu umständlich! [...] Wenn die Frequenz genauer (stabiler) sein muss:

Bruno M. schrieb:
> [Peter D. (peda)]:
>> Warum so umständlich ein Rechteck zu erzeugen [Relaxationsschwinger]
> Wenn es nur darum ginge, wäre das eine Antwort.

Sah mir eher danach aus, als ginge es um die Erfassung der genauen 
Frequenz oder der Phase eines Kleinsignals (wozu sonst so einen riesigen 
Aufriss?).

Vielleicht könnte der TO ja bitte noch einmal klarstellen, welche 
Funktionen oder Komponenten des Aufbaus für ihn wichtig oder vorgegeben 
sind. Und durch welche vorgegebenen Randbedingungen die, sagen wir mal 
"ungewöhnliche erscheinende", Auslegung seiner Schaltung bestimmt wurde.

(re)

von Bruno M. (brumay)


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Erst mal danke für die vielen Beiträge!

Ich sehe ein, ich muß doch noch einige Hintergrundinformationen geben!

Vorgeschichte:
Ich habe nach einer Vorlage im Netz einen Frequenzzähler gebaut. Dieser 
Zähler hat einen Eingang für analoge und einen zweiten für digitale 
Signale. Der digitale Eingang funktioniert problemlos, aber der analoge 
funktioniert nicht. Der Schaltplan des Eingangsteils ist in der Anlage.

Um den analogen Teil überhaupt testen zu können habe ich noch den 
Phasenschieber gebaut.

Nach verschiedenen erfolglosen Versuchen habe ich mir mal das Datenblatt 
des Opamps angesehen und bin zum Ergebnis gekommen, daß es so nicht 
funktionieren kann. Der NE(TL)592 verlangt eine symmetrische 
Spannungsversorgung von +-6V. In dem Schaltbild wird aber nur mit 5V 
Eingangsspannung gearbeitet und die Symmetrie wird durch die Widerstände 
hergestellt. So bleiben aber nur +-2,5V die für einen vernünftigen 
Betrieb des Opamps nicht ausreichen. Da mit dieser Methode das 
Ausgangssignal auch noch auf 2,5V angehoben wird, kommt bei den 
nachfolgenden ICs nichts mehr an. Bestätigt wurde mir das, indem ich den 
TL592 gegen einen LM358 (der LM358 funktioniert mit 0-5V) getauscht 
habe. Damit funktionierte auch der analoge Eingang. Das Problem ist nur, 
daß der TL592 bis 50MHz betrieben werden kann und die anderen die ich so 
gefunden habe bei 1MHz Schluß machen.
Dies als Begründung für meinen Versuch mit dem TL592 ein TTL-Signal zu 
erzeugen.

von re (Gast)


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Bruno M. schrieb:
> Dies als Begründung für meinen Versuch mit dem TL592 ein TTL-Signal zu
> erzeugen.

Ok. Und die Fragestellung soll dann also tatsächlich lauten: "Wie mache 
ich aus einem analogen Signal ein binäres?" - korrekt?

Dafür nimmt man keine Opamps, sondern Komparatoren. Zum Bleistift 
TLV3501 oder so. Der macht zumindest schonmal 80MHz mit, aber mit etwas 
Suche findet man auch schnellere.

Beispielschaltungen finden sich im Datenblatt.
(https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/TLV3501-02-BB-TI.pdf)

HTH

(re)

von Bruno M. (brumay)


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re schrieb:
> "Wie mache
> ich aus einem analogen Signal ein binäres?" - korrekt?

Als erweiterte Fragestellung ist das sicherlich richtig. Ich habe aber 
natürlich versucht mit den mir zur Verfügung stehenden Bauteilen das 
Problem zu lösen.

von Bruno M. (brumay)


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re schrieb:
> Zum Bleistift
> TLV3501 oder so.

Das sieht natürlich sehr gut aus!

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