OP langsame rise/fall time, warum?

OP Gast #7175981
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Hallo!

Ich möchte einen 200ns langen 50mV DC Puls, erstmal in einen TTL 
High-Pegel konformen 200ns 5V Puls umwandeln.
Und im Anschluss diesen auf 200us verlängern.

Sicherlich gibt es hier zig Möglichkeiten, ich möchte etwas vertrauter 
im Umgang mit OPs werden.

Bin laienhafter Hobbyist.

Also Komparatorschaltung:
Am -In vom OP liegen <50mV, hier 20mV.
Den Pulsgenerator an +In.
Im Idealfall hab ich dann ungefähr 5V am Ausgang des OPs für die Zeit 
bei der mein Puls, welcher größer ist als 20mV, anliegt.

Für meine Slew Rate hab ich gerechnet: 5V/20ns = 250V/us.
Hab einen mit hoher "Slew Rate" gewählt = 560.
https://www.ti.com/product/OPA836

Bild 1 zeigt das Ergebnis: Weder "rise" noch "fall time" sind "schön".

Wenn ich jetzt den 50mV Puls auf 500mV erhöhe, zeigt Bild 2 schon mal 
eine sehr schöne "rise time", was dann auch den benötigten Pegel um den 
Monoflop zu triggern liefert. Aber was ist hier mit der "fall time" los?

Welche Eigenschaften müsste ich im Datenblatt berücksichtigen/vorfinden 
damit es auch mit einem 50mV Puls funktionieren würde?
Was ist mit meiner "fall time" los?

Vielen Dank für deine Zeit!
MfG.
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Wolfgang Gast #7175987
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OP schrieb:
> Bild 1 zeigt das Ergebnis: Weder "rise" noch "fall time" sind "schön".

Wenn du steile Signale erzeugen willst, die sich außerdem nicht zu sehr 
an Rauschanteilen auf dem Eingangssignal stören, brauchst du einen 
Mitkopplung.
Zeig mal einen Schaltplan mit vernünftigen Schaltsymbolen.
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Olaf Gast #7175990
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In deiner Schaltung benutzt du den OP als Komparator, das ist kacke weil
nie so klar ist was der OP zur uebersteuerung seiner Ein und Ausgaenge 
sagt.
Wenn du einen Komparator willst dann nimm auch einen.

Bei einem OP haengt die Geschwindigkeit von Bandbreite, genutzte 
Verstaerkung und Slewrate ab.

Olaf
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MaWin Gast #7175991
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OP schrieb:
> Was ist mit meiner "fall time" los?

Nichts.

OpAmps sind bei kleinen Eingangsdifferenzen viel langsamer als im 
Datenblatt angegeben ist.

Für Komparatorzwecke nimmt man Komparatoren. Die sind übrigens auch 
langsamer, wenn die Differenzspannung am Eingang nur gering ist.
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OP Gast #7176057
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Wolfgang schrieb:
> Zeig mal einen Schaltplan mit vernünftigen Schaltsymbolen.

Beschwer dich bei TI, so sieht deren PSPICE Modell aus. Bei vielen 
anderen OPs ist es das gewohnte Dreieck, bei diesem Typen leider nicht.

MaWin schrieb:
> Für Komparatorzwecke nimmt man Komparatoren. Die sind übrigens auch
> langsamer, wenn die Differenzspannung am Eingang nur gering ist.

Jetzt bin ich schlauer.

Mario M. schrieb:
> Gilt nur für G=2 und 2V Änderung der Ausgangsspannung.

Kann ich dem Datenblatt entnehmen welche "Slew rate" der OP in meiner 
Konstellation bieten würde?
Figure 7-31. -> Slew Rate vs Output Voltage Step
Hilft mir da wohl weniger?

MfG.
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Jens G. #7176613
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OP schrieb:
> Mario M. schrieb:
>> Gilt nur für G=2 und 2V Änderung der Ausgangsspannung.
>
> Kann ich dem Datenblatt entnehmen welche "Slew rate" der OP in meiner
> Konstellation bieten würde?

Nein.

> Figure 7-31. -> Slew Rate vs Output Voltage Step
> Hilft mir da wohl weniger?

Alle (oder zumindest die meisten) Diagramme betrachten den OPV iḿ 
linearen Einsatz. Der OPV geht also nicht bis in die Rails in die 
Begrenzung, so wie in Deinem Fall. Denn dann fängt nämlich das Drama an, 
nämlich daß solch ein normaler OPV wieder schwer aus der Sättigung 
rauskommt. Sieht man ja in Deinen Kurven.

> Hab mal einen Komparator ausgewählt:
> https://www.ti.com/product/TLV3601

> Per Drag&Drop den OP ersetzt und das neue Ergebnis ist wirklich
> beachtlich gut.
> Erstaunlich finde ich das er etwas über die 5V "overshooted" und je nach
> Pulseinstellung auch "undershooted".

Tja, Du musstest ja auch gleich wieder einen 2,5ns-Typen nehmen - da 
wird offensichtlich auch gleich die Wirkung der parasitären C und L in 
den Bauteilen mitsimuliert.
Aber man sieht, daß der "sofort" aus den Anschlägen wieder rauskommt, 
weil so ein Komparator intern irgendwelche Sättigungs-Zustände von 
vornherein vermeidet.
Aber Du kannst froh sein, daß das nur eine Simulation ist - in Realität 
würde die Schaltung bei solch steilen Impulsen nicht sauber 
funktionieren. Wegen vergessener Abblock-C, und weil (wenn man gute 
Signalformen haben will, und kein parasitäres Schwingen) es hier auf das 
Layout der Leiterplatte ankommt (Steckbrett ist von daher die eher 
ungünstigste Variante).
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OP Gast #7177048
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Hallo Jens,
vielen Dank für deine Zeit! Freue mich über alles was mir neue 
Erkenntnisse verschafft.

Zumindest die Abblock Kondensatoren hätte ich in einer echten Schaltung 
berücksichtigt.

Ich denke ich konnte für mich einiges lernen, bei meinen Spielchen mit 
der obigen Schaltung. Habe Komparatoren als dedizierte Bauteile 
kennengelernt und hier und da etwas über "Slew rate", "propagation 
delay" usw.

Das hier alles simuliert ist, und hier vll. schon von einer höheren 
Frequenz gesprochen werden kann, was dann wiederum besondere Ansprüche 
an das Layout usw. stellt ist mir bewusst.

Vielen Dank!
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Purzel H. #7177127
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Die Slewrate ist in der Tat die Anstiegsgeschwindigkeit des Ausganges, 
aber nicht bei Saettigung. Und als Komparator laeuft er gesaettigt. Bei 
Saettigung kommt noch die Speicherzeit hinzu.
Die Anforderungen sind nicht ab der Welt, da sollte ein Komparator 
passen.
Einfach unter komparator suchen. Beachte, dass die oft Opencollector 
sind, dh ohne Pullup nichts rauskommt.
Einen OpAmp als Komparator zu verwenden kann uebrigens richtig schief 
gehen. Denn es gibt welche, die limitieren die +/- 
Eingangs-Differenzspannung mit einem antiparallelen Diodenpaar.
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