Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Review Filter- und Verstärkerschaltung


von Carsten H. (carsten_h308)


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Hallo liebes Forum,

analoge Schaltungstechnik geht mir noch recht schwer von der Hand, 
deswegen möchte ich lieber nachfragen.
Ich möchte mit zwei OPA1656 ein Piezosignal filtern und verstärken. Die 
Filterstufe konnte ich testen und die funktioniert super, allerdings 
habe ich gerade keinen weiteren OPA zur Hand, um die simple zweite 
Verstärkerstufe zu testen. Ich habe dazu ein Board designt und würde es 
nach China zur Produktion schicken (die OPAs kosten da auch nur einen 
Bruchteil, als wenn ich jetzt nochmal welche hier bei einem Distributor 
bestellen würde). Jetzt wollte ich nur mal kurz nachfragen, ob zufällig 
jemand mal kurz über den Schaltplan schauen könnte, ob das so wohl geht 
oder ob ich mal wieder irgendeinen Bock drinne habe. Ich bin für jeden 
Rat dankbar und überhaupt für die Mühe, sich das hier kurz durchzulesen. 
Euch allen ein schönes Wochenende,
Carsten

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Einfach simulieren...

von Robert M. (r0bm)



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U101A: Eingänge vertauscht.
U101B: Bsp. mit praxisgerechteren Bauteile im Anhang.

von Carsten H. (carsten_h308)


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Geil! Wirklich vielenvielen Dank für deine Mühe! Das ermuntert mich!
Dankeschön!

von Carsten H. (carsten_h308)


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ohhh, wirklich, dieser fehler mit den vertauschten eingängen bei u101a 
hätte mich sehr geärgert! und test mit den "praxisgerechten" bauteilen 
bringt gewünschte resultate! danke, @r0bm!

von Frank K. (kibabalu)


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Die Ausgangspannung Deines Spannungsteilers wird sich belastungsabhängig 
verändern und damit auch Dein A_GND-Potential. Deshalb gehört hinter den 
Teiler ein OpAmp als Spannungsfolger. Der belastet dann durch seine hohe 
Impedanz den Teiler so gut wie nicht.

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von Carsten H. (carsten_h308)


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Danke! Macht total Sinn, ich nähere einem Verständnis! Wird eingebaut!

Schönen Sonntag!

von Arno R. (arnor)


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Frank K. schrieb:
> Die Ausgangspannung Deines Spannungsteilers wird sich belastungsabhängig
> verändern und damit auch Dein A_GND-Potential. Deshalb gehört hinter den
> Teiler ein OpAmp als Spannungsfolger.

Die Schaltung ist AC-gekoppelt, da gibt es keine nennenswerte "schiefe" 
Belastung.

Carsten H. schrieb:
> ob zufällig jemand mal kurz über den Schaltplan schauen könnte

Du könntest C101/R101 anders dimensionieren und den aktiven Hochpass 
U101B von 3. Ordnung auf 2. Ordnung reduzieren und so einige Bauelemente 
einsparen.

von Arno R. (arnor)


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Arno R. schrieb:
> Du könntest C101/R101 anders dimensionieren und den aktiven Hochpass
> U101B von 3. Ordnung auf 2. Ordnung reduzieren und so einige Bauelemente
> einsparen.

Könnte dann als Sallen/Key-Filter z.B. wie im Anhang aussehen. Hochpass 
3.Ordnung, Chebychev, 0,1dB Welligkeit. Nur die Grenzfrequnne habe ich 
jetzt nicht genau eingestellt, die Kondensatoren müssten auf etwa 15nF 
geändert werden.

von Frank K. (kibabalu)


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Arno R. schrieb:

>
> Die Schaltung ist AC-gekoppelt, da gibt es keine nennenswerte "schiefe"
> Belastung.
>

Jedes mal, wenn einer der OpAmps über seine Versorgungspins Strom 
aufnimmt wird sich das Potential von A_GND ändern. Ein eventueller 
DC-Anteil im Eingangssignal spielt dabei keine Rolle. Bei Verwendung 
eines Buffers wird der Teiler dagegen nur noch vom Input Bias Strom des 
als Buffer verwendeten OpAmps belastet.

: Bearbeitet durch User
von Arno R. (arnor)


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Frank K. schrieb:
> Jedes mal, wenn einer der OpAmps über seine Versorgungspins Strom
> aufnimmt wird sich das Potential von A_GND ändern. Ein eventueller
> DC-Anteil im Eingangssignal spielt dabei keine Rolle.
> Bei Verwendung eines Buffers wird der Teiler dagegen nur noch vom
> Input Bias Strom des als Buffer verwendeten OpAmps belastet.

Durch die AC-Kopplung gleichen sich die Ströme über das 
Gegenkoppelnetzwerk  immer wieder zu null aus. Die kurzzeitige Differenz 
innerhalb einer unvollständigen Signalperiode fängt der 100µ 
Pufferkondensator auf, zumal ja nur hohe Frequenzen über 1kHz eine Rolle 
spielen. Auch ein Buffer braucht so einen Kondensator am Ausgang, weil 
seine Ausgangsimpedanz mit der Frequenz ansteigt.

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (kibabalu)


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Arno R. schrieb:
>
> Nein, die Versorgungsströme der OPVs fließen gar nicht durch den Teiler,
> nur die Eingangsströme der OPVs fließen darüber.

Du hast recht, hab ich nicht richtig analysiert!

> Durch die AC-Kopplung gleichen sich die Ströme über das
> Gegenkoppelnetzwerk auch immer wieder zu null aus.

Das wiederum sehe ich nicht ...

Die kurzzeitige
> Differenz innerhalb einer unvollständigen Signalperiode fängt der 100µ
> Pufferkondensator auf,

... und das ist wiederum plausibel.

Werde wohl trotzdem weiter meine virtuellen Massen Buffern. Vielleicht 
probiere ich es aber trotzdem mal ohne Buffer aus. Immerhin würde ein 
OpAmp eingespart.

: Bearbeitet durch User
von Klaus R. (klara)


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Abdul K. schrieb:
> Einfach simulieren...

Hallo Carsten,
ich möchte Dir auch das Simulieren empfehlen. Dieses mal nicht mit 
LTspice, sondern mit dem Filter Designer von TI. Es unterstützt Dich in 
allen nötigen Belangen. TI bietet Dir dann natürlich eine Auswahliste 
passender OPVs aus deren Fundus an.

https://www.ti.com/design-resources/design-tools-simulation/filter-designer.html/

mfg klaus

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