Hallo Leute,
ich habe in einer alten Referenznote von LT (AN42-9 Fig. 31:
https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an42.pdf)
gesehen, das man mehrere Spannungsreferenzen parallel verschalten kann
um das Rauschverhalten zu optimieren.
Und da dachte ich mir, heute ist ein fauler Sonntag, versuchst du das
auch mal. Natürlich habe ich in meiner Grabbelkiste nur Shunt-Referenzen
des TL431ACLP (1%) gefunden...
Also gut dachte ich mir, versuchst du es trotzdem. Heraus gekommen ist
die Schaltung, die im Anhang zu sehen ist - allerdings alles dreimal,
statt wie im Bild zweimal vorhanden. Nach etwas Lötkolbenschwingen ist
sie auch auf ein Lochraster gewandert.
Da es Shunt-Regler und keine echten Referenzspannungsquellen wie in der
Appnote sind, bin ich der Meinung, das ich die Dioden D1 & D2 benötige.
Und da die Dioden einen Rückstrom verhindern ist R3 in die Schaltung
gewandert als Bleeding-Widerstand (gibt es dafür eine deutsche
Bezeichnung - Opfer vielleicht?). Die 47Ohm in Serie sollen für etwas
verteilten Strom sorgen und der 22µ ist ein Tantal. Als ich das ganze
testete, habe ich am Multimeter schön 2,50V gemessen, was auch gut
passte (laut DaBla im Rahmen (2470mVmin, 2495mVtyp, 2520mVmax). Am Oszi
habe ich allerdings gesehen, das ich Sinus-Schwinger mit 20-40mVpp und
Perioden von 10ns drauf habe - er verändert sich auch nicht mit der
Variation der Eingangsspannung von 4,5-8V. Auch habe ich die Schaltung
jetzt für gut eine Stunde bei gut 7V einbrennen lassen ohne das ich eine
Variation am rauschen sehe... :(
Ich habe dann noch versucht mit 10pF (NP0) Kondensatoren vor und hinter
der Diode etwas zu filtern, brachte aber leider nichts merkliches. - Ich
bin mir nicht sicher, wo das Rauschen herkommt. Von der Diode
(Schrotrauschen) oder vom TL431...
Ist meine Herangehensweise grundsätzlich falsch?
Geht das überhaupt mit Shunt-Referenzen?
René schrieb:> bin ich der Meinung, das ich die Dioden D1 & D2 benötige.
Die ergeben zusammen mit einer Kapazitiven Last eine Schwingneigung.
Ich hätte nur R8 + R9 verwendet und die Dioden und Kondensatoren
weggelassen. R8+R9 so dimensioniert daß bei maximaler Spannungs-Toleranz
(+/-1% = 50 mV) maximal 10% aus den 5 mA (= 0.5mA) Z-Diodenstrom als
Querstrom fließen. In dem Fall reichen die 2*47 Ohm also aus.
René schrieb:> Ich> bin mir nicht sicher, wo das Rauschen herkommt. Von der Diode> (Schrotrauschen) oder vom TL431...
Ist kein Rauschen sondern eine Reglerschwingung.
Um Rauschen zu messen brauchst Du einen 1000 fach (10Hz-100kHz) oder
10000 fach (0.1-10 Hz) verstärkenden Meßverstärker.
Gruß Anja
René schrieb:> Bleeding-Widerstand (gibt es dafür eine deutsche> Bezeichnung - Opfer vielleicht?)
Grundlast.
Ich fürchte aber, dass das Rauschen der Regler mehr vom Hersteller der
Halbleiter abhängt, als von der Beschaltung.
Hp M. schrieb:> Grundlast.
Das war zu einfach ;)
Anja schrieb:> Ist kein Rauschen sondern eine Reglerschwingung.
Hab ich denn die Chance, das Regelverhalten zu optimieren oder geht das
nur durch brücken der Dioden?
René schrieb:> Am Oszi habe ich allerdings gesehen, das ich Sinus-Schwinger mit> 20-40mVpp und Perioden von 10ns drauf habe
Ich hätte jetzt mal 3 TL431 als eigenständige Spannungsquellen
aufgesetzt, also 470R davor und 4u7 parallel (und ggf. Spannungsteiler
für 10V), und dann deren Spannungen über 33 Ohm an 100uF summiert, um
fas nachzubauen.
Mich stört bei dir die Unsymmetrie beim rauf und runterregeln durch die
Diode und die 22pF feedforward-Kondensatoren.
MaWin schrieb:> Mich stört bei dir die Unsymmetrie beim rauf und runterregeln durch die> Diode und die 22pF feedforward-Kondensatoren.
Mit den 22pF hatte ich vor Rauschen, welches ja ggf. von den Dioden
hätte kommen können (was ja scheinbar nicht der Fall ist) zu dämpfen.
Ein dicker Fehler ist, dass der Referenz-Eingang beider TL431 DC-mäßig
vom selben Punkt gespeist wird. Die kleinste Differenz der Referenzen
führt dazu, dass nur einer der beiden regelt, und der andere voll
durchgesteuert ist.
Echte Parallelschaltung ist nicht möglich, denn die unterschiedlichen
Referenzspannungen müssen berücksichtigt werden.
Mit je einem relativ hochohmigen Widerstand zwischen Anode und
Referenzeingang würde dazu führen, dass beide TL431 regeln, aber auch,
dass die Ausgangsspannung eine höhere ohmsche Impedanz haben wird.
Einfach zwei TL431 in Grundschaltung, mit den Ausgängen über
niederohmige Widerstände parallel geschaltet, bewirkt genau das selbe.
Die meisten der Teile in deiner Schaltung halte ich ohnehin für
überflüssig.
René schrieb:> der 22µ ist ein Tantal.
[...]
> Am Oszi> habe ich allerdings gesehen, das ich Sinus-Schwinger mit 20-40mVpp und> Perioden von 10ns drauf habe
Die TL431 sind etwas empfindlich was Kapazitäten an der Last angeht. Das
ist auch abhängig vom Hersteller. Also TL431 von TI reagieren da anders
als die von Diodes etc.
Hier kommt jetzt noch die Parallelschaltung und die Dioden dazu, was die
Betrachtung der Stabilität stark verkompliziert. Da hilft eigentlich nur
noch ausprobieren, denn die verfügbaren Simulationsmodelle sind nicht
nah genug an der Realität.
Ich würde also mal probieren die Kapazität zu variieren. Geh z.B. mal
auf 1µF oder gar 100nF runter.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Ein dicker Fehler ist, dass der Referenz-Eingang beider TL431 DC-mäßig> vom selben Punkt gespeist wird.
Es wundert mich, dass das hier niemand bemerkt.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Einfach zwei TL431 in Grundschaltung, mit den Ausgängen über> niederohmige Widerstände parallel geschaltet...
Genau das wird im Prinzip in der Referenznote von LT (AN42-9 Fig. 31)
gezeigt. Dass sich so eine erhöhte Ausgangsimpedanz gibt, ist
unvermeidlich.
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:>> Ein dicker Fehler ist, dass der Referenz-Eingang beider TL431 DC-mäßig>> vom selben Punkt gespeist wird.> Es wundert mich, dass das hier niemand bemerkt.
Ich verstehe leider nicht, was du damit sagen willst. Kannst du das
näher erläutern?
Gerd E. schrieb:> Ich würde also mal probieren die Kapazität zu variieren. Geh z.B. mal> auf 1µF oder gar 100nF runter.
Wenn ich mir dieses Dokument von TI ansehen
(https://www.ti.com/lit/an/slva482a/slva482a.pdf) sind die 22µ bei
eigentlich alles Kathodenströmen als auch Spannungsversorgungen im
Stabilen Bereich. 100n-1µ hingegen fallen unter einige Bedingungen...
René schrieb:> Ich verstehe leider nicht, was du damit sagen willst. Kannst du das> näher erläutern?
Ja habe ich schon:
Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:> Ein dicker Fehler ist, dass der Referenz-Eingang beider TL431 DC-mäßig> vom selben Punkt gespeist wird. Die kleinste Differenz der Referenzen> führt dazu, dass nur einer der beiden regelt, und der andere voll> durchgesteuert ist.>> Echte Parallelschaltung ist nicht möglich, denn die unterschiedlichen> Referenzspannungen müssen berücksichtigt werden.
Also noch mal im Detail:
Aus dem Datenblatt:
Vref Reference voltage See Figure 8-1 VKA = Vref, IKA = 10 mA 2440 2495
2550 mV
Angenommen, U1 hat 2480 mV, U2 2500 mV.
U1 will auf 2480 mV einstellen, U2 auf 2500 mV. Wer gewinnt?
U2 gewinnt. 2500 mV werden eingestellt. U1 findet, dass das zu viel ist
und wird maximal leitend (Anodenspannung -> 0 V). Das bedeutet aber nur,
das über den U1-Zweig kein Strom mehr kommt, "seine" 1N4148 ist
gesperrt, nur U2 bestimmt die Spannung mit 2500 mV. U1 ist außer
Gefecht.
Unter diesen Umständen halte ich jegliche Betrachtungen über
Oszillationen für hinfällig.
Ebenfalls unter ti.com gibt es eine längere Beschreibung, welche
Kapazitäten zu Regelschwingungen fahren.
Ebenso, bei welchen Querströmen welcher c noch ohne Schwingung
funktioniert.
Bitte Mal dort nachsehen.
Referenz_001.png
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