Hallo,
in der Schaltung im Anhang habe ich den OPA2156 eingesetzt.
Leider schwingt die Ausgangsspannung des OpAmps.
Wenn ich den 100nF Kondensator (C29) entlöte, dann ist die Spannung aber
stabil.
Jetzt ist es aber so, dass mit den 2.5V ein weiterer Schaltungsteil
versorgt werden soll, der auch mal impulsartig ein bisschen Strom zieht
und ich deshalb den C29 eingebaut habe.
Liegt das "nur" an der schlechten Wahl meines OpAmps oder hilft hier ein
anderer Typ auch nicht?
Welchen OpAmp würdet ihr mir hier empfehlen?
Datenblatt des OPA2156:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa2156.pdf?ts=1648388199684
Vielen Dank für ein paar Tipps!
Nach dem lesen des Titels dachte ich mir: Schau mal ob er einen
Schaltplan zeigt, und ob da ein Kondensator am Ausgang hängt -> Bingo!
Es ist immer das Gleiche hier. Wo bekommt man eigentlich solche
Schaltungsvorschläge her, bzw. wo lernt man das so?
(Ist nicht böse gemeint)
Stefan ⛄ F. schrieb:> Es ist immer das Gleiche hier. Wo bekommt man eigentlich solche> Schaltungsvorschläge her, bzw. wo lernt man das so?
Das Thema ist ja auch nicht trivial!
Um das richtig zu verstehen, muss man schon gut in Regelungstechnik
sein: wie bekomme ich einen Regelkreis stabil? Da muss man wissen, was
Phasengang und Amplitudengang ist und welche Bedingungen eingehalten
werden müssen.
Erschwerend kommt dazu, dass die Innenschaltung des OpAmp und nicht nur
die äußere Beschaltung stark in das Gesamtverhalten eingeht.
Dietrich L. schrieb:> Erschwerend kommt dazu, dass die Innenschaltung des OpAmp und nicht nur> die äußere Beschaltung stark in das Gesamtverhalten eingeht.
Das Spicemodell sieht ganz ordentlich aus, da kann man sich über die
Problematik informieren.
Dietrich L. schrieb:> Das Thema ist ja auch nicht trivial!
Es gibt ganz einfache Dimensionierungsvorschriften in diversen
application notes falls es nicht auf maximale Regelgeschwindigkeit
ankommt:
RF x CF >= RISO x CLOAD
Gruß Anja
Christian M. schrieb:> Dem OP fehlt jegliche ohmsche Grundlast, löte mal 1KOhm an den Ausgang!
Meinst Du 1kOhm vom Ausgang nach GND oder vom Ausgang in Serie zur Last
(Kapazität + weiterer Schaltungsteil)?
Ersteres würde ja wahrscheinlich wenig bringen...
Wenn die Kapazität in Reihe ist, dann verliere ich aber DC-Genauigkeit,
sobald etwas Strom fließt..
Georg schrieb:> Christian M. schrieb:>> Dem OP fehlt jegliche ohmsche Grundlast, löte mal 1KOhm an den Ausgang!>> Meinst Du 1kOhm vom Ausgang nach GND oder vom Ausgang in Serie zur Last> (Kapazität + weiterer Schaltungsteil)?
Das wäre mir neu, dass ein OPA eine Grundlast am Ausgang benötigt.
> Ersteres würde ja wahrscheinlich wenig bringen...
Eben.
> Wenn die Kapazität in Reihe ist, dann verliere ich aber DC-Genauigkeit,> sobald etwas Strom fließt..
Dein C29 ist der Übeltäter. In dem TI-Papier gibt es den Riso; 22Ω
sollten reichen. Macht das bereits zu viel Probleme bez. der
Genauigkeit? Wenn C29 irgendwas filtern soll, dann fehlt dem ein R und
das stört auch nicht, wenn man anschließend in eine hochohmige Last geht
(z.B. in einen Buffer).
Abgesehen davon: viel bringen kann es nicht, an eine Spannungsquelle
(das ist der OPA-Ausgang) einen Lastkondensator anzuschließen. Je besser
die Quelle ist (Innenwiderstand), desto weniger wirkt er auf das Signal.
Eine Filterwirkung gibt es nur in Zusammenhang mit einem R oder L.
Georg schrieb:
...
>> Wenn die Kapazität in Reihe ist, dann verliere ich aber DC-Genauigkeit,> sobald etwas Strom fließt..
Vermutlich unerheblich, nachdem du die Betriebsspannungsunterdrückung
mit 0,1% Widerständen auf 6dB heruntergesetzt hast.
Arno
Dietrich L. schrieb:> Stefan ⛄ F. schrieb:>> Es ist immer das Gleiche hier. Wo bekommt man eigentlich solche>> Schaltungsvorschläge her, bzw. wo lernt man das so?>> Das Thema ist ja auch nicht trivial!> Um das richtig zu verstehen, muss man schon gut in Regelungstechnik> sein: wie bekomme ich einen Regelkreis stabil? Da muss man wissen, was> Phasengang und Amplitudengang ist und welche Bedingungen eingehalten> werden müssen.> Erschwerend kommt dazu, dass die Innenschaltung des OpAmp und nicht nur> die äußere Beschaltung stark in das Gesamtverhalten eingeht.
Total richtig. :)
Arno H. schrieb:> Vermutlich unerheblich, nachdem du die Betriebsspannungsunterdrückung> mit 0,1% Widerständen auf 6dB heruntergesetzt hast.
Oha, das war mir nicht bewusst. Stehe gerade aber auf dem Schlauch, wie
Du das meinst. Was haben die Widerstände mit der Versorgungsspannung zu
tun?
Hallo Georg,
ich möchte dich nochmal kurz auf den Beitrag von Anja aufmerksam machen.
Anja schrieb:>> Es gibt ganz einfache Dimensionierungsvorschriften in diversen> application notes falls es nicht auf maximale Regelgeschwindigkeit> ankommt:>> RF x CF >= RISO x CLOAD>> Gruß Anja
Der ist meiner Ansicht nach nämlich der wichtigste.
Im Prinzip hast du zwei Optionen, wenn du einen OP als
Referenzspannungsquelle verwendest: Der OP muss entweder schnell genug
sein, um mit impulsartigen Strömen am Ausgang umgehen zu können, oder du
verwendest ein Filter am Ausgang, so wie du es dir gedacht hast. Dann
muss der OP in der Tat nicht mehr so schnell sein. Jetzt greift der Tipp
von Anja: schau dir dazu
https://www.allaboutcircuits.com/technical-articles/how-to-drive-large-capacitive-loads-op-amp-circuit/
an. Das wichtige ist Fig. 4. Anjas Rf ist hier der R2 und Anjas Cf ist
auch in der Abbildung der Cf.
Wenn du noch mehr dazu wissen möchtest, empfehle ich dir dich über den
Begriff des Type 1 Compensator zu informieren. Ich würde übrigens
einfach eine zweite Spannungsreferenz für 2.5 V verwenden, dann hab ich
nämlich weniger Aufwand, die Schaltung braucht weniger Platz und ist oft
auch günstiger, wenn die Performance gut sein soll.
LG Simon
Dietrich L. schrieb:> Stefan ⛄ F. schrieb:>> Es ist immer das Gleiche hier. Wo bekommt man eigentlich solche>> Schaltungsvorschläge her, bzw. wo lernt man das so?>> Das Thema ist ja auch nicht trivial!> Um das richtig zu verstehen, muss man schon gut in Regelungstechnik> sein: wie bekomme ich einen Regelkreis stabil? Da muss man wissen, was> Phasengang und Amplitudengang ist und welche Bedingungen eingehalten> werden müssen.> Erschwerend kommt dazu, dass die Innenschaltung des OpAmp und nicht nur> die äußere Beschaltung stark in das Gesamtverhalten eingeht.
Da fehlen halt die Kenntnisse in der analogen Schaltungstechnik und dazu
gehört auch das Grundprinzip der Gegenkopplung (Regelung).
Georg schrieb:> Christian M. schrieb:>> Dem OP fehlt jegliche ohmsche Grundlast, löte mal 1KOhm an den Ausgang!>> Meinst Du 1kOhm vom Ausgang nach GND oder vom Ausgang in Serie zur Last> (Kapazität + weiterer Schaltungsteil)?> Ersteres würde ja wahrscheinlich wenig bringen...>> Wenn die Kapazität in Reihe ist, dann verliere ich aber DC-Genauigkeit,> sobald etwas Strom fließt..
ein reines C an einem OP ist nicht gut, der Ausgang fängt an damit zu
spielen, so meine Erfahrung. Was die Genauigkeit angeht, der OP regelt
die Last aus.
HildeK schrieb:> Dein C29 ist der Übeltäter.
Und da muss man keine großartige Erfahrung in Regelungstechnik haben,
sondern sich einfach mal das Datenblatt anschauen. Wenn da Diagramme zur
maximalen kapazitiven Belastung auftauchen und alle Diagramme bei 1nF
aufhören, dann sollte das ein Alarmsignal sein. Und wenn über allen
Diagrammen steht, sie seien mit 30pF Last aufgenommen, dann kann man
sich sogar leicht denken, dass ein 3000 mal größere kapazitive Last
nicht mehr spzifiziert ist.
Ich kann ja auch nicht erwarten, dass mir eine Kurve, die mit 30km/h
noch leicht zu schaffen ist, mit 100000km/h auch keine Probleme
bereitet.
HildeK schrieb:> In dem TI-Papier gibt es den Riso
Auch in den Diagrammen im Datenblatt steht der Riso. Allerdings taucht
im Datenblatt nirgends auf, wie der verschaltet gehört. Trotzdem taugt
das nicht als Ausrede, denn mit Google ist die Lösung sofort gefunden:
https://www.google.com/search?q=opamp+risoShorty schrieb:> den Aufwand mit den +-10 V Rails sparen
Da sind sowieso arg viele Spannungen im Design...
> Warum keinen 5V Single-Supply OPA
Sogar der OPA2156 kann das, denn er kann ab 4,5V versorgt werden, am
Eingang "over the rails" und am Ausgang bis zu 250mV an die Rails. Also
kein Problem, den mit 5V oder den 8V zu versorgen.
Arno H. schrieb:> Vermutlich unerheblich, nachdem du die Betriebsspannungsunterdrückung> mit 0,1% Widerständen auf 6dB heruntergesetzt hast.
Diese 5V sind keine Versorgungsspannung, sondern eine Referenzspannung,
die mit 5mA belastbar ist.
Aber zum Spannungesteiler noch ein Wort: nimm ein Widerstandsarray für
R13/R14 wie z.B. Vishay ACAS 0606 AT oder ACAS 0612 AT, dann hast du
0,05% Toleranz zwischen den Widerständen. Und der Temperaturkoeffizient
spielt auch keine Rolle, denn er ist bei beiden Widerständen der selbe.
Wenn du es noch genauer willst, dann nimm Vishay MPMT1002AT1, die haben
nur 0,01% Abweichung.
Georg schrieb:> Wenn die Kapazität in Reihe ist, dann verliere ich aber DC-Genauigkeit,> sobald etwas Strom fließt..
Wieviel Strom fließt denn überhaupt? Was hängt dahinter, wofür sind die
2,5V?
Lothar M. schrieb:> Wieviel Strom fließt denn überhaupt? Was hängt dahinter, wofür sind die> 2,5V?
Dahinter geht es zu einem Summierverstärker, nach diesem Prinzip:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210152.htm
Ich mache mir daher eben Gedanken, dass doch etwas Strom von den 2.5V
gezogen werden könnte (auch impulsartig, wenn die anderen Spannung am
Summierer sich schnell ändern, die Widerstände dort sind 10k).
Naja, vielleicht ist ja mein OPA2156 schnell genug, sodass er das
ausregelt. Fürs erste geht es jedenfalls ohne C29, muss aber noch messen
wie genau ich nun bin.
Georg schrieb:> Naja, vielleicht ist ja mein OPA2156 schnell genug, sodass er das> ausregelt.
Er muss im Prinzip eigentlich nicht viel schneller sein als der OP, der
nach ihm kommt.
Lothar M. schrieb:> Er muss im Prinzip eigentlich nicht viel schneller sein als der OP, der> nach ihm kommt.
Ok, ja, so muss ich das wohl sehen, Danke für den Hinweis.
HildeK schrieb:> Abgesehen davon: viel bringen kann es nicht, an eine Spannungsquelle> (das ist der OPA-Ausgang) einen Lastkondensator anzuschließen. Je besser> die Quelle ist (Innenwiderstand), desto weniger wirkt er auf das Signal.> Eine Filterwirkung gibt es nur in Zusammenhang mit einem R oder L.
Ok, ja, aber warum hängt man dann z.B. 100nF als Abblockkondensator an
Versorgungspins von ICs? Da müsste ja dann genug (parasitäres) R und L
durch die Leiterbahn da sein, sonst dürfte das ja auch nichts
bringen...?
Georg schrieb:> warum hängt man dann z.B. 100nF als Abblockkondensator an> Versorgungspins von ICs? Da müsste ja dann genug (parasitäres) R und L> durch die Leiterbahn da sein,
genau weil die Zuleitungen eine signifikante parasitäre Induktivität
haben braucht man den Kondensator direkt an den Versorgungspins.
Man kann doch am Ausgang einfach einen NPN-Transistor in
Kollektorschaltung dahinter bauen. Die Ausgangsspannung pendelt sich
dann automatisch auf 2,5V ein, weil sie vom 10k Spannungsteiler R13 und
R14 vorgegeben wird. Dann stört auch kein 100R am Ausgang vom OPV und
man kann den Emitter jetzt ordentlich mit Elkos belasten.
Michael M. schrieb:> Man kann doch am Ausgang einfach einen NPN-Transistor in> Kollektorschaltung dahinter bauen
RF und CF wirst Du trotzdem brauchen.
Wenn Du Pech hast machst Du damit einen schönen Sägezahn weil der
Kondensator am Ausgang schnell aufgeladen wird aber nur sehr langsam
entladen.
Gruß Anja
Lothar M. schrieb:>> Warum keinen 5V Single-Supply OPA> Sogar der OPA2156 kann das, denn er kann ab 4,5V versorgt werden, am> Eingang "over the rails" und am Ausgang bis zu 250mV an die Rails. Also> kein Problem, den mit 5V oder den 8V zu versorgen.
War zu faul ins Datenblatt zu schauen. ;)
Und da er ja eh nur 2,5V stabil halten muss ist es auch kein Problem.
Mir fällt grad auf, dass es relativ teuer Käfer ist, gibts einen Grund
für die Auswahl?
Vref_buffer.png
(11 KB)
