Starke Verzerrung mit LM358-Verstärker bei 15 kHz

[David (simulant01)]

Starke Verzerrung mit LM358-Verstärker bei 15 kHz

Hi,

ich habe mir in meiner Freizeit die Benutzung von KiCad beigebracht und 
habe eine sehr einfache Leiterplatte fertigen lassen, um zu überprüfen, 
dass ich die Benutzung von KiCad richtig verstanden habe. Dabei handelt 
es sich um einen nicht-invertierenden Verstärker auf Basis des 
LM358-OpAmps. Die Schaltung ist im Bild Schaltung.jpg dargestellt. Das 
Layout der zweilagigen Platine ist in front_layout.jpg und 
back_layout.jpg dargestellt.

Um zu überprüfen, ob die fertige PCB richtig funktioniert, habe ich mit 
einem Signalgenerator Sinus-Spannungen mit verschiedenen Frequenzen 
generiert und mit einem Oszilloskop dann Eingangs- und Ausgangsspannung 
verglichen. Die Versorgungsspannung wird über zwei geregelte 
Labornetzteile symmetrisch mit +-12V zur Verfügung gestellt.

Es fällt auf, dass die Verstärkung für Frequenzen um 1 kHz gut 
funktioniert (R10k_1000Hz.png), aber bei 15 kHz das Ausgangssignal 
ziemlich verzerrt ist (R10k_15000Hz.png). Es ist auffällig, dass die 
Verzerrung unsymmetrisch ist (nur bei den Minima der Sinus-Funktion).


Ich habe schon folgende Problemlösungen probiert:
1) Den ursprünglichen LM358-IC habe ich ausgelötet und gegen einen neuen 
getauscht, da ich dachte ich hätte den IC vielleicht beim Löten 
geschädigt. Das Problem hat sich aber nicht geändert.
2) Ich habe einen Entkoppelkondensator (Keramik, 100 nF) an den OpAmp 
direkt drangelötet. Das hat am Problem nichts geändert.
3) Ich habe den Widerstand R1 (ursprünglich 10K) gegen einen 
56k-Widerstand getauscht. Das Problem hat sich dadurch quantitativ 
geändert, aber nicht qualitativ. Man sieht auch hier eine gute 
Verstärkung bei 1kHz (R56k_1000Hz.png) und gut sichtbare Verzerrungen 
bei 10kHz (R56k_10000Hz.png).

Ich habe folgende Vermutungen für die Ursache des Problems:
1) Ich verwenden den LM358 irgendwie falsch und habe was im Datenblatt 
nicht verstanden.
2) Auf meiner PCB gibt es irgendwo parasitäre Kapazitäten, die die 
OpAmp-Schaltung destabilisieren. Mir ist klar, dass das Layout 
verbesserungswürdig ist, aber bei 15 kHz erwarte ich eigentlich keinen 
großen Einfluss von Kapazitäten im pF-Bereich.

Der nächste Schritt wäre es denke ich den LM358 gegen einen anderen 
OpAmp mit ähnlichem PinLayout auszutauschen, allerdings habe ich aktuell 
keinen derartigen IC zur Verfügung...
ESD-Schäden würde ich ausschließen, da ich durchgehend mit 
ESD-Erdungsmatte, ESD-Armband und ESD-Pinzette gearbeitet habe.

Hat jemand Ideen, was die Ursache des Problems sein könnte?

Zur Bildbenennung: Die R10K-Bilder zeigen aufgenommene Messungen mit R1 
= 10K, die R56k-Bilder zeigen aufgenommene Bilder mit R1 = 56k.

[Michael (Gast)]

Kondensatoren sind überflüssiger Luxus?
Soll der Verstärker sich beim treiben kapazitiver Lasten nicht so 
anstellen?

[Arno R. (arnor)]

David schrieb:
> Hat jemand Ideen, was die Ursache des Problems sein könnte?

Der LM358 ist für solche Anwendungen vollkommen ungeeignet. Seine 
Slew-Rate und Bandbreite sind zu klein und außerdem erzeugt er extrem 
starke Übernahmeverzerrungen. Nimm einen Audio-OPV wie NE5532/34 oder 
OPA2134,...

[H. H. (hhinz)]

Und den zweiten Opamp nicht so stillegen, sondern richtig.

[Arno R. (arnor)]

Arno R. schrieb:
> und außerdem erzeugt er extrem starke Übernahmeverzerrungen.

Was dann so wie im Anhang ausieht. Der LM324 enthält die gleichen OPVs 
wie der LM358. Das Bild gilt also auch für den LM358.

[Michael B. (laberkopp)]

David schrieb:
> Starke Verzerrung mit LM358-Verstärker bei 15 kHz

Ja, normal,  das ist halt kein Audioverstärker.

Deine Verstärkung ist immerhin nur 3-fach, andere Leute mit x10 oder 
x100 erleben krasseres.

Nimm geeignete OpAmps.

David schrieb:
> Ich verwenden den LM358 irgendwie falsch und habe was im Datenblatt
> nicht verstanden.

Eben. Da steht ja auch nur das positive drin.

Ein TL072 hat 13V/us, nicht  0.6V/us, und ist keinesfalls ein guter 
Audio-OpAmp.

https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.30.1

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Ein TL072 hat 13V/us, nicht  0.6V/us, und ist keinesfalls ein guter
> Audio-OpAmp.

Hey! Das hat man 1985 aber noch anders gesehen. :-D

Vanye

[Michael B. (laberkopp)]

Vanye R. schrieb:
> Hey! Das hat man 1985 aber noch anders gesehen. :-D

Klar, davor galt AC187/188K als audiotauglich.

Wenn deine Ohren so alt sind, mag das passen.

[Peter S. (peter_sch)]

https://www.youtube.com/watch?v=VgodYtiD_F0

https://www.youtube.com/watch?v=F4DFn6CtUes

[Clemens L. (c_l)]

> Seine Slew-Rate und Bandbreite sind zu klein

Mit 15 kHz und ±12-V-Versorgung solltest du nicht mehr als ±2 V 
probieren.

Die korrekte Behandlung von unbenutzten Opamps wird in 
https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/SLOA277B#GUID-66AF2AF8-C661-4C14-B583-324CFD7C5766/TITLE-SLOA277ID-C7ED481A-8C48-4230-ED71-2B0F734C1BE8 
erklärt.

[Otto K. (opto_pussy)]

Clemens L. schrieb:
> Die korrekte Behandlung von unbenutzten Opamps

Ich würde den unbenutzten Teil so beschalten, wie in dem vorgeschlagenen 
Bild! Nur den 10k Widerstand würde ich weglassen und den nicht 
invertierten Eingang direkt an GND schalten. Denn ich sehe irgendwo 
nicht ein, dass ich für einen nicht benutzten Operationsverstärker auch 
noch Bauteile verschwenden muss!

[Harald W. (wilhelms)]

Michael B. schrieb:

>> Ich habe was im Datenblatt nicht verstanden.

> Eben. Da steht ja auch nur das positive drin.

Oftmals ist das, was in den Datenblättern nicht drinsteht,
wichtiger als das, was drinsteht.

[Rainer W. (rawi)]

David schrieb:
> Hat jemand Ideen, was die Ursache des Problems sein könnte?

Ist der Ausgang offen, hängt dort ein offenes Koaxkabel oder ein mit 
Nennimpedanz abgeschlossenes Koaxkabel dran?

[Jens G. (jensig)]

Rainer W. schrieb:
> David schrieb:
>> Hat jemand Ideen, was die Ursache des Problems sein könnte?
>
> Ist der Ausgang offen, hängt dort ein offenes Koaxkabel oder ein mit
> Nennimpedanz abgeschlossenes Koaxkabel dran?

Ja, paar km. Muss ja Wirkung haben ...

[Andrew T. (marsufant)]

Otto K. schrieb:
> Denn ich sehe irgendwo
> nicht ein, dass ich für einen nicht benutzten Operationsverstärker auch
> noch Bauteile verschwenden muss!

Tja, das siehst Du nicht ein weil Du halt nix vrstanden hast und auch 
nciht begreifen willst, WARUM ti.com eben genau dort einen Widerstand 
empfiehlt.

Verstehend Lesen hilft jedoch:
https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/SLOA277B#GUID-66AF2AF8-C661-4C14-B583-324CFD7C5766/TITLE-SLOA277ID-C7ED481A-8C48-4230-ED71-2B0F734C1BE8

[Michael B. (laberkopp)]

Otto K. schrieb:
> Denn ich sehe irgendwo nicht ein, dass ich für einen nicht benutzten
> Operationsverstärker auch noch Bauteile verschwenden muss

Kauf halt einen LM321 (oder besse nicht, weil der allerbilligste der 
billigen OpAmps für deine Anforderungen ja nicht ausreicht, aber es gibt 
bessere ebenso als single).

[Otto K. (opto_pussy)]

Andrew T. schrieb:
> Verstehend Lesen hilft jedoch

Da ich kein Englisch kann, kannst du ja mal den entscheidenden Satz 
raussuchen und übersetzen und hier posten, dann haben wenigstens alle 
was davon!

[Andrew T. (marsufant)]

Otto K. schrieb:
> dann haben wenigstens alle
> was davon!

Wir können halt alle Englisch.
Oder deepl.com bedienen.

Und nun nimm weiter Deine Froschpillen.

[Harald W. (wilhelms)]

Otto K. schrieb:

>> Verstehend Lesen hilft jedoch
>
> Da ich kein Englisch kann, kannst du ja mal den entscheidenden Satz
> raussuchen und übersetzen und hier posten, dann haben wenigstens alle
> was davon!

Auf die Dauer ist die Entwicklung von elektronischen Schaltungen ohne
Englischkenntnisse m.E. schwierig bis unmöglich. Zwischenzeitlich
benutzt man Übersetzungsprogramme für englischsprachige Datenblätter.

[Otto K. (opto_pussy)]

Andrew T. schrieb:
> Wir können halt alle Englisch.

Ja, mag sein, aber jetzt muss jeder User den Artikel durchwühlen und 
danach noch evtl. den englischen Übersetzer bedienen.
Wenn der entscheidende Satz aber hier von vorne hetein auf deutsch 
gepostet würde, dann hätte jeder Leser sofort das Ergebnis.

Das macht die Sache einfacher!

[David (simulant01)]

Danke für eure Antworten!

Rainer W. schrieb:
> David schrieb:
>> Hat jemand Ideen, was die Ursache des Problems sein könnte?
>
> Ist der Ausgang offen, hängt dort ein offenes Koaxkabel oder ein mit
> Nennimpedanz abgeschlossenes Koaxkabel dran?

Da hängt ein 1m langes BNC-Kabel dran, und daran dann mein Oszilloskop 
mit einer Eingangsimpedanz von 1MOhm || 15 pF.

Clemens L. schrieb:
> Die korrekte Behandlung von unbenutzten Opamps wird in
> 
https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/SLOA277B#GUID-66AF2AF8-C661-4C14-B583-324CFD7C5766/TITLE-SLOA277ID-C7ED481A-8C48-4230-ED71-2B0F734C1BE8
> erklärt.

Ok, das ist definitiv schon mal ein Punkt, den ich falsch umgesetzt 
habe. Werde ich in Zukunft dran denken. Aber keine Ahnung, ob das jetzt 
wirklich der Hauptgrund für diese schreckliche Verzerrung ist.

Arno R. schrieb:
> Der LM358 ist für solche Anwendungen vollkommen ungeeignet. Seine
> Slew-Rate und Bandbreite sind zu klein und außerdem erzeugt er extrem
> starke Übernahmeverzerrungen. Nimm einen Audio-OPV wie NE5532/34 oder
> OPA2134,...

Ich habe den OpAmp über Mouser gefunden, indem ich den ersten Eintrag 
von "Nach Preise sortieren, günstigste Preise oben" gekauft habe :D 
Hatte dann nur schnell über die Basiswerte im Datenblatt geguckt und 
gedacht für so eine kleine Spielschaltung wirds schon reichen ¯\_(ツ)_/¯

Clemens L. schrieb:
> Mit 15 kHz und ±12-V-Versorgung solltest du nicht mehr als ±2 V
> probieren.

Interessant. Verstehe ich das richtig, das das Ausgangssignal bei 15 
kHz wirklich nur +-2V betragen darf? Ich hatte beim Experimentieren 
schon festgestellt, dass das Problem bei sehr niedrigen Amplituden 
verschwindet, aber nicht gedacht, dass das tatsächlich ein 
Produkt-Feature ist :D

[Wastl (hartundweichware)]

David schrieb:
> Da hängt ein 1m langes BNC-Kabel dran, und daran dann mein Oszilloskop
> mit einer Eingangsimpedanz von 1MOhm || 15 pF.

Ein normales BNC Kabel (hätte normalerweise einen Wellen-
widerstand von 50 Ohm) ist nur bedingt geeignet einem
Oszilloskop ein Signal korrekt zuzuführen. Dafür gibt es
Tastköpfe mit speziellem Kabel.

[Michael B. (laberkopp)]

Harald W. schrieb:
> Auf die Dauer ist die Entwicklung von elektronischen Schaltungen ohne
> Englischkenntnisse m.E. schwierig bis unmöglich

Auf die Dauer ist ein Leben ohne Englisch unmöglich.

Aber Englisch ist glücklicherweise nichts anderes als das Deutsch der 
ausgewanderten Angeln und Sachsen und nicht die alte Sprache der 
Ureinwohner der Insel die sich in Ortsnamen wie 
Llanfairpwllgwyngyllgogerychwyrndrobwllllantysiliogogogoch erhalten hat.

Wir sind also am dichtesten dran von allen Ländern der Welt, nun gut, 
Deutsch gibt es auch noch als Dutch wie es in den Niederlanden 
gesprochen wird.

Schlimmer wäre es, wenn Chinesisch Weltsprache wäre.

Es wird Zeit, die Dialekte wieder zusammenzuführen, und da Englisch 
einfach weiterentwickeltes vereinfachtes Deutsch ist, kann man gleich 
englisch nehmen, und ist Probleme wie Gendern los.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> Es wird Zeit, die Dialekte wieder zusammenzuführen,

Achte auf eine gesunde Ernaehrung und viel Sport dann erlebst du es. Ich 
denke mal in etwa 50Jahren wird dies dank Internet geschafft sein weil 
es normal geworden ist mit Leuten aus anderen Laendern zu reden und 
zusammenzuarbeiten.

Vanye

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Wastl schrieb:
> Ein normales BNC Kabel (hätte normalerweise einen Wellen-
> widerstand von 50 Ohm) ist nur bedingt geeignet einem
> Oszilloskop ein Signal korrekt zuzuführen.

Naja, man kann es auch übertreiben. Sicher ist im vorliegenden Fall das 
BNC Kabel nicht das Problem.

[Clemens L. (c_l)]

David schrieb:
> Ich habe den OpAmp über Mouser gefunden, indem ich den ersten Eintrag
> von "Nach Preise sortieren, günstigste Preise oben" gekauft habe :D

Der LM358 ist so billig, weil er so oft verwendet wird. Und er wird sehr 
oft verwendet, weil sine Eigenschaften zwar nicht überragend, aber für 
viele Anwendungen ausreichend sind. Aber viele ist halt nicht für alle.

Nach Preis sortieren ist das korrekte Verfahren, aber erst, nachdem man 
sich die notwendigen Eigenschaften herausgefiltert hat. 
(Mouser/DigiKey/etc. haben zwar viele Filter, aber die Hersteller selbst 
sind da besser.)

>> unbenutzte Opamps
>
> ... keine Ahnung, ob das jetzt wirklich der Hauptgrund für diese
> schreckliche Verzerrung ist.

Nein; diese Verzerrungen sind unter diesen Umständen normal.

> Verstehe ich das richtig, das das Ausgangssignal bei 15 kHz wirklich nur
> +-2V betragen darf?

Dieses Diagramm wurde mit einem Spannungsfolger gemessen, d.h., 
Eingangs- und Ausgangs-Signal sind gleich. Aber diese Einschränkungen 
werden vom Ausgang verursacht.

Und ganz spitzfindig: nicht "darf", sondern "kann". Du darfst es 
versuchen, aber es kommt dann halt kein Signal mit dieser Spannung (oder 
als Sinus) heraus.

> nicht gedacht, dass das tatsächlich ein Produkt-Feature ist

Solche Einschränkungen haben alle Opamps. Oben der TLV9301 (ein 
CMOS-Ersatz für den LM358); mit Rail-to-Rail-Ausgang sieht die Kurve 
besser aus und würde deine 15 kHz schaffen, aber wenn du höhere 
Frequenzen erreichen willst, musst du dir einen Opamp mit höherer Slew 
Rate heraussuchen.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Harald W. schrieb:
> Auf die Dauer ist die Entwicklung von elektronischen Schaltungen ohne
> Englischkenntnisse m.E. schwierig bis unmöglich.

Das war mal so. Heute ist die Entwicklung von elektronischen Schaltungen 
ohne Chinesischkenntnisse m.E. schwierig und bis in ein paar Jahren 
unmöglich.

[Julian L. (rommudoh)]

Andrew T. schrieb:
> eben genau dort einen Widerstand empfiehlt

Ein weiterer Vorteil eines Widerstandes: der Pin kann für 
Fehlerkorrekturen oder Modifikationen wieder einfach von GND getrennt 
und für andere Zwecke benutzt werden, z.B. wenn man doch einen weiteren 
OpAmp braucht.

[Mark S. (voltwide)]

Um noch mal auf das Thema zurückzukommen: LM324 und Konsorten haben, wie 
bereits erwähnt wurde, eine stark verzerrende Ausgangsstufe.
Bei tiefen Frequenzen wird dies über die Gegenkopplung weitgehend 
ausgebügelt.
Je tiefer die Frequenz, desto besser.
Aufgrund der bescheidenen Transitfrequenz hat die linearisierende 
Wirkung der Gegenkopplung bei 15kHz bereits soweit nachgelassen, dass 
die Verzerrungen auf dem Scope deutlich zu sehen sind.
Von daher sind es nicht Verzerrungen bedingt durch 
slewrate-Übersteuerungen,
die kommen erst bei höheren Frequenzen zum Tragen.

[Manfred P. (pruckelfred)]

Michael B. schrieb:
>> Starke Verzerrung mit LM358-Verstärker bei 15 kHz
> Ja, normal,  das ist halt kein Audioverstärker.

Ebenso, wie der Einzel-OP 741 keier war? Quatsch!

> Deine Verstärkung ist immerhin nur 3-fach, andere Leute mit x10 oder
> x100 erleben krasseres.

Uninteressant, hier kommt es eher auf den Ausgangspegel an.

> Ein TL072 hat 13V/us, nicht  0.6V/us, und ist keinesfalls ein guter
> Audio-OpAmp.

Blödsinn. In der analogen Tontechnik mit Telefunken C4-Compandern wurden 
tausende TL074 verbaut und haben hervorragende Werte erzielt. Du weißt 
nicht, welche Deiner älteren CDs mit TL07x im Aufnahmeweg erzeugt 
wurden.

Michael B. schrieb:
> Vanye R. schrieb:
>> Hey! Das hat man 1985 aber noch anders gesehen. :-D

Schon ein paar Jahre früher.

> Klar, davor galt AC187/188K als audiotauglich.
> Wenn deine Ohren so alt sind, mag das passen.

Verbohrter Dickschädel, es kann nicht sein, was Du nicht kennst. Ich 
habe viele Jahre mit Tonstudiotechnik zu tun gehabt, nicht den Ohren 
getraut sondern den Kram gemessen.

Der OP ist nur so gut, wie man ihn sachgerecht beschaltet, diese Grenzen 
beherrschten nur wenige Entwickler.

David schrieb:
> Interessant. Verstehe ich das richtig, das das Ausgangssignal bei 15
> kHz wirklich nur +-2V betragen darf? Ich hatte beim Experimentieren
> schon festgestellt, dass das Problem bei sehr niedrigen Amplituden
> verschwindet, aber nicht gedacht, dass das tatsächlich ein
> Produkt-Feature ist :D

Dann hast Du die Ursache gesehen und leider nicht mit den Daten des OP 
zusammen gebracht. Da sind die Anstiegsgeschwindigkeit V/µS bzw. 
Gain/Bandwith-Produkt die Dich limitierenden Faktoren. Ich hätte zum 
NE5532 oder NE5534 gegriffen, weil ich sie im Bestand habe.

Wastl schrieb:
> Ein normales BNC Kabel (hätte normalerweise einen Wellen-
> widerstand von 50 Ohm) ist nur bedingt geeignet einem
> Oszilloskop ein Signal korrekt zuzuführen. Dafür gibt es
> Tastköpfe mit speziellem Kabel.

Diese 50 Ohm interessieren hier garnicht, es sind nur 15 kHz, die Quelle 
ist nierdohmig und das Scope hochohmig. Ein Meter Koax gibt vielleicht 
100pF Last, die wird sein Verstärker tolerieren.

Dein "Tastkopf mit speziellem Kabel" ist kein Stück besser. Wenn eine 
Rückwirkung durch die Meßleitung vermieden werden soll, hilft ein 1:10 
Tastkopf, nur mit dem hat man die kapazitve Last von der Backe.

Schorsch M. schrieb im Beitrag #7821449:
> Michael B. schrieb:
>> und da Englisch
>> einfach weiterentwickeltes vereinfachtes Deutsch ist,
> Oh mein Gott...
> Wie dämlich kann jemand sein?

Anstatt dämlich sage lieber verwirrt. Viele seiner Beiträge sind 
inhaltlich sinnvoll, aber bei manchen greift Michael auch heftig 
daneben.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Manfred P. schrieb:
> sage lieber verwirrt. Viele seiner Beiträge sind inhaltlich sinnvoll,

Da war eine Portion Ironie und ein Funke Wahrheit bei Michael drin ohne 
extra darauf hinzuweisen. ;)

[Michael B. (laberkopp)]

Manfred P. schrieb:
> Ebenso, wie der Einzel-OP 741 keier war? Quatsch!

Der 741 hat wenigstens eine ClassAB Endstufe ohne die unsäglichen 
Übernahmeverzerrungen des LM324/358/321, allerdings mit 0.5V/us auch 
eine miese slew rate.

The old LM741 looks as though
it would be quite unusable, as its very limited 0.5 V/μs slew rate 
allows a full output swing
only up to 4.4 kHz.
Horrific as it may now appear, audio paths full of LM741s were quite 
common in the early
1970s. Entire mixers were built with no other active devices, and what 
complaints there were
tended to be about noise rather than distortion. The reason for this is 
that full-level signals at
20 kHz simply do not occur in reality;
Figure 4.19 shows a region between 100 Hz and 4 kHz where distortion 
rises at 6 dB/octave. This is the result of the usual dominant-pole 
Miller compensation scheme. When slew limiting begins, the slope 
increases and THD rises rapidly with frequency.

sagt 
https://www.diyaudio.com/community/threads/choosing-of-best-sounding-op-amps-for-the-lowest-possible-thd-n-really-the-best-way.367692/

Manfred P. schrieb:
> Verbohrter Dickschädel,

Gerade von dir. Spiegelts ?

[Peter S. (peter_sch)]

David schrieb:
> Clemens L. schrieb:
>> Die korrekte Behandlung von unbenutzten Opamps wird in
>>
> 
https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/SLOA277B#GUID-66AF2AF8-C661-4C14-B583-324CFD7C5766/TITLE-SLOA277ID-C7ED481A-8C48-4230-ED71-2B0F734C1BE8
>> erklärt.
>
> Ok, das ist definitiv schon mal ein Punkt, den ich falsch umgesetzt
> habe. Werde ich in Zukunft dran denken. Aber keine Ahnung, ob das jetzt
> wirklich der Hauptgrund für diese schreckliche Verzerrung ist.

Der Gund für die Verzerrungen ist auch in dem o.g. Dokument erkärt 
(Kapitel 4.4 First Crossover Example).

[Ralf D. (doeblitz)]

Otto K. schrieb:
> Andrew T. schrieb:
>> Verstehend Lesen hilft jedoch
>
> Da ich kein Englisch kann, kannst du ja mal den entscheidenden Satz
> raussuchen und übersetzen und hier posten, dann haben wenigstens alle
> was davon!

Soifz, die anderen haben ja schon genug zu den eigentlich notwendigen 
Englischkenntnissen geschrieben ...

Es geht um den kompletten Absatz 7.1 "Do not connects inputs directly to 
ground". Also Eingänge nicht direkt an Masse anschließen, sondern immer 
nur über strombegrenzende Widerstände.

Bei Power-Up(Power-Down könnten sonst unter ungünstigen Umständen Ströme 
über die Eingangsschutzdioden (gegen V+ und V-) fleißen, die das Bauteil 
beschädigen. Wenn du das Auftreten so einer Situation natürlich absolut 
auschließen kannst, dann nur zu, spar dir den Widerstand.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

In der Elrad gab es einen Artikel, der erklärte auch, warum die 
Verzerrungen des nicht-invertierenden zum invertierenden 
Operationsverstärker unterschiedlich ausfallen. Welche Variante besser 
sei, weiss ich heute nicht mehr.

[Arno R. (arnor)]

Normalerweise ist der invertierende besser, weil dort keine 
Gleichtaktaussteuerung der Eingangsstufe auftritt, aber ob das bei dem 
LM358 noch eine Rolle spielt...

[F. P. (fail)]

Ralf D. schrieb:
> Es geht um den kompletten Absatz 7.1 "Do not connects inputs directly to
> ground". Also Eingänge nicht direkt an Masse anschließen, sondern immer
> nur über strombegrenzende Widerstände.

Macht das bei einem invertierenden Verstärker wirklich jemand so mit dem 
nichtinvertierenden Eingang?

[Rainer W. (rawi)]

F. P. schrieb:
> Macht das bei einem invertierenden Verstärker wirklich jemand so mit dem
> nichtinvertierenden Eingang?

Nein, wenn ich EINEN OpAmp brauche, kommt kein Doppel- oder Vierfach-Op 
auf das Board - wozu?

[Clemens L. (c_l)]

Arno R. schrieb:
> Normalerweise ist der invertierende besser, weil dort keine
> Gleichtaktaussteuerung der Eingangsstufe auftritt, aber ob das bei dem
> LM358 noch eine Rolle spielt...

Beim LM358 ist der Bias-Strom der Basis-Strom der PNPs, also abhängig 
von der Spannung. Bei CMOS-Eingängen ist der Eingangs-Strom praktisch 
nur ein Leckstrom durch die ESD-Dioden und extrem klein, und wird 
normalerweise ignoriert.

Bei den meisten Rail-to-Rail-Eingängen gibt es beim Wechsel zwischen den 
NPN- und PNP- (oder N-Channel- und P-Channel-)Transistoren einen Sprung. 
Aber für einen invertierenden Verstärker braucht man kein R2R, und der 
LM358 hat es auch nicht (wenn man zu nahe an die positive Versorgung 
kommt, funktioniert er überhaupt nicht mehr; normalerweise ist das der 
erste Fehler, den Anfänger machen).

[Clemens L. (c_l)]

F. P. schrieb:
> Ralf D. schrieb:
>> Es geht um den kompletten Absatz 7.1 "Do not connects inputs directly to
>> ground". Also Eingänge nicht direkt an Masse anschließen, sondern immer
>> nur über strombegrenzende Widerstände.
>
> Macht das bei einem invertierenden Verstärker wirklich jemand so mit dem
> nichtinvertierenden Eingang?

Gefahr besteht nur, wenn die Eingangsspannungen beim Ein-/Auschalten 
jenseits der Versorgungsspannungen liegen können. Bei den meisten 
Schaltungen ist dies nicht der Fall, und beim nichtinvertierenden 
Eingang eines invertierenden Verstärkers erst recht nicht.

Die Application Note sagt:
> However, during power up, power down, or supply faults, the GND pin may
> become positive. If this occurs then a grounded input pin will have
> potentially damaging current flow due to the input diode. Even if the GND
> pin is also grounded, such as in single supply applications, there is a
> possibility that the input ground will be negative relative to the op
> amp’s internal ground node. Ground differences occur when there is poor
> layout or high current transients, ∆i/∆t.

Jemand, der ein schlechtes Layout produziert oder hohe hochfrequente 
Ströme durch den GND in der Nähe eines Opamps jagt, der achtet auch 
nicht auf die Eingangsströme. Deshalb diese kompromisslose Empfehlung 
eines Widerstandes. Wer weiß, warum, kann diese Empfehlung missachten.

[Mark S. (voltwide)]

F. P. schrieb:
>> Es geht um den kompletten Absatz 7.1 "Do not connects inputs directly to
>> ground". Also Eingänge nicht direkt an Masse anschließen, sondern immer
>> nur über strombegrenzende Widerstände.
>
> Macht das bei einem invertierenden Verstärker wirklich jemand so mit dem
> nichtinvertierenden Eingang?

Ich erinnere OP-Ausfälle an Analog-Mischpulten aus den 70ern, wo OP-amps 
in Invertier-Beschaltung ausgefallen waren. Das waren immer welche, wo 
der non-inv Eingang direkt mit GND verbunden war.

[Michael B. (laberkopp)]

Mark S. schrieb:
>> Macht das bei einem invertierenden Verstärker wirklich jemand so mit dem
>> nichtinvertierenden Eingang?
>
> Ich erinnere OP-Ausfälle an Analog-Mischpulten aus den 70ern, wo OP-amps
> in Invertier-Beschaltung ausgefallen waren. Das waren immer welche, wo
> der non-inv Eingang direkt mit GND verbunden war.

Ursache:

 
 o--+ +--+--|>|--+-Reg-+-------+
    | |  |       |  |  |       |
 ~  S:S  |       C  |  | -R-+--(-R-+
    | |  |       |  |  |    |  |   |
 o--+ +--(-------+--+--(----(-|+\  |
         |       |  |  |    | |  >-+--
         |       C  | Last    +-|-/   
         |       |  |  |       |    
         +--|<|--+-Reg-+-------+

Bei dieser Schaltung kann, wenn im Einschaltmoment eine positive 
Halbwelle vorliegt, auch die negative Versorgungsspannung über die Last 
ins positive gezogen werden, so dass der Eingang des OpAmp negativ 
gegenüber dem negativen Versorgungsspannungsanschluss wird, mit allem 
Strom der über Last fliesst.

Da lohnen die 10k.

Beim LM358 mit Eingang direkt verbunden mit V- kann das nie passieren

[F. P. (fail)]

Michael B. schrieb:
> Bei dieser Schaltung kann, wenn im Einschaltmoment eine positive
> Halbwelle vorliegt, auch die negative Versorgungsspannung über die Last
> ins positive gezogen werden, so dass der Eingang des OpAmp negativ
> gegenüber dem negativen Versorgungsspannungsanschluss wird, mit allem
> Strom der über Last fliesst.

Immer wenn ich positive und negative Versorgung habe, mache ich Dioden 
dran, die dafür sorgen, daß die positive Versorgung nicht allzu negativ 
und die negative nicht allzu positiv wird. Brauche ich da noch immer 
einen Widerstand zwischen dem nichtinvertierendem Eingang eines 
invertierenden Verstärkers und GND?

[Manfred P. (pruckelfred)]

Rainer W. schrieb:
> Nein, wenn ich EINEN OpAmp brauche, kommt kein Doppel- oder Vierfach-Op
> auf das Board - wozu?

Wenn ich EINEN OP brauche, aber nur Doppel-OPs in der Schublade habe, 
werde ich einen dieser einbauen. Es geht um Bastler-Einzelstücke, nicht 
um kostenoptimierte Serie!

Das ändert natürlich nichts daran, dass die Eigenschaften zur Anwendung 
passen müssen.

[Otto K. (opto_pussy)]

Leude, gewöhnt euch mal an, anständige Schaltpläne zu zeichnen! Bei dem 
Hieroglypenkram verstehe ich wieder nichts.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Naja, die + Zeichen sollen Verbindung zweier Leitungen im Schaltbild 
symbolisieren, die Klammer ( soll keine Verbindung bedeuten, also im 
bogen darüber verlegt. Reg ist dann ein positiver oder negativer 
Festspannungsregler. Dort wo C in der Mitte steht, soll es ein 
Kondensator sein, am wahrscheinlichsten ein Elko.

So macht man das, wenn man auf dem IBM-XT mit Hercules-Karte nur die 
ASCII-Zeichen zur Verfügung hat.

mfg

[Marci W. (marci_w)]

Hi Leute,

kann mal wieder nur den Kopf schütteln, welcher Ton herrscht.

@David: darf ich Dich nach Deinem Background fragen? Du arbeitest mit 
KiCad, lässt Platinen fertigen, hast ESD-Schutz-Zeugs zu Hause und 
bestellst bei Mouser. Aber alleine die fehlenden Kondesatoren auf der 
Platine lassen erahnen, dass Du noch keine so umfangreichen Erfahrungen 
in der Schaltungsentwicklung hast, besonders nicht in analoger. Wie 
passt das zusammen? Und bevor jetzt wieder das bashing los geht: ich 
meine die Frage ernst, denn das war einer meiner ersten Gedanken, als 
ich den Threadstart gelesen habe.

Aber auch noch was zu Thema: ich entwickle auch schon recht lange 
Analogelektronik. Und mir war das mit dem R an den Eingang des 
unbenutzten OPs unbekannt <schäm>. Also vielen Dank für die 
entsprechenden Hinweise!

Mein Tipp: in Zukunft nicht unbedingt nach dem billigsten Bauteil 
suchen, sondern nach dem, das in möglichst vielen Anwendungen einsetzbar 
ist,  bei "erträglichem" Preis. Heute sind OPs im Verhältnis zu ihren 
Daten "saubillig" im Vergleich zu früher.

ciao

Marci

[Andrew T. (marsufant)]

F. P. schrieb:
> Brauche ich da noch immer
> einen Widerstand zwischen dem nichtinvertierendem Eingang eines
> invertierenden Verstärkers und GND?

Ja, ist einzubauen.
Ergibt ich aus dem Verhaltne des LM3xx, so wie schon oben vielfach 
erklärt.

[Andrew T. (marsufant)]

Marci W. schrieb:
> Und mir war das mit dem R an den Eingang des
> unbenutzten OPs unbekannt <schäm>. Also vielen Dank für die
> entsprechenden Hinweise!

Gern geschehen .-)

[Michael B. (laberkopp)]

Christian S. schrieb:
> So macht man das, wenn man auf dem IBM-XT mit Hercules-Karte nur die
> ASCII-Zeichen zur Verfügung hat.

Frag mal ChatGPT nach einem Schaltplan.

Top modern ist das.

Die Zeit von WYSIWYG ist sowieso vorbei. Betrachte alleine dieses 
Eingabefeld im Forum,

markUP mit ASCII ist alles was heute hip ist, damit man auf keinen Fall 
2 Multiplikationssternchen in eine Zeile schreiben kann.

Und jett kriech wieder unter deinen Stein.

[Harald W. (wilhelms)]

Manfred P. schrieb:

>> Nein, wenn ich EINEN OpAmp brauche, kommt kein Doppel- oder Vierfach-Op
>> auf das Board - wozu?
>
> Wenn ich EINEN OP brauche, aber nur Doppel-OPs in der Schublade habe,
> werde ich einen dieser einbauen.

Nun, in dem Fall würde ich aber eher die beiden Verstärker mit jeweils
geringerer Einzel- aber gleicher Gesamtverstärkung hintereinander
schalten. Dann wären vermutlich auch die Verzerrungen etwas kleiner.

> Das ändert natürlich nichts daran, dass die Eigenschaften
> zur Anwendung passen müssen.

ACK

[Jens G. (jensig)]

Otto K. schrieb:
> Leude, gewöhnt euch mal an, anständige Schaltpläne zu zeichnen! Bei dem
> Hieroglypenkram verstehe ich wieder nichts.

Dann hast Du ja schon zwei Dysfunktionalitäten - kein Englisch, kein 
Verständnis für ASCII-Art - wie soll es mit Elektronik bei Dir nur 
weitergehen ...
Ich gebe zu, Laberkopps Zeichnung ist rechts etwas verunglückt, aber das 
lässt sich ja im Geiste wieder zurechtrücken ...

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Harald W. schrieb:
> Nun, in dem Fall würde ich aber eher die beiden Verstärker mit jeweils
> geringerer Einzel- aber gleicher Gesamtverstärkung hintereinander
> schalten. Dann wären vermutlich auch die Verzerrungen etwas kleiner.

An den beiden hier vorliegenden Problemen (begrenzte Slew-Rate und 
Übernahmeverzerrungen) ändert das gar nichts. Es wird lediglich die 
Bandbreite erhöht, was hier (f=15kHz, A=12) aber keine Vorteile bringt.

[Karl B. (gustav)]

Also, ich kenne den LM358 nur als Komparator.
H. H. schrieb:
> Und den zweiten Opamp nicht so stillegen, sondern richtig.

Und Verbindung des ungenutzten Teils Pin 7 mit Pin 6,
bei nur einfacher Spannungsversorgung Pin 4 mit Pin 5 an GND.
Bei Vee wie im Bild im ersten Post, dann Pin 5 an GND.

Manfred P. schrieb:
>> Klar, davor galt AC187/188K als audiotauglich.
Willst Du etwa meinen Signalverfolger-Verstärker beleidigen?
Der klingt als UKW-Küchenradio-Verstärker Meilen besser als die 
DAB+-Quäkradios mit eingebautem Universalchip.
Nur die Sache mit dem Ruhestrom-Wegwandern wird im Sommer etwas 
kritischer.
Zum Batteriesparen auf 5 mA und mit Netzbetrieb darfs a bisserl mehr 
sein.
Da habe ich die Sache mit den Verzerrungen selber in der Hand.

ciao
gustav

[H. H. (hhinz)]

Karl B. schrieb:
> Also, ich kenne den LM358 nur als Komparator.

Dann einfach die Klappe halten.

[Otto K. (opto_pussy)]

Karl B. schrieb:
> Pin 4 mit Pin 5 an GND

Ja, so kenne ich das auch. Je nachdem welcher der beiden 
Operationsverstärker stillgelegt werden soll, wird entweder Pin 3 oder 
Pin 5 auf GND gelegt.

[David (daddy2024)]

Hallo,
liegt die Ursache des Problems nun an der zu geringen Slew Rate oder 
Output Swing des OP ?

[Jens G. (jensig)]

David schrieb:
> Hallo,
> liegt die Ursache des Problems nun an der zu geringen Slew Rate oder
> Output Swing des OP ?

Ersteres in Verbindung mit der sehr nichtlinearen Ausgangsstufe ...

[Mark S. (voltwide)]

Mark S. schrieb:
> Um noch mal auf das Thema zurückzukommen: LM324 und Konsorten haben, wie
> bereits erwähnt wurde, eine stark verzerrende Ausgangsstufe.
> Bei tiefen Frequenzen wird dies über die Gegenkopplung weitgehend
> ausgebügelt.
> Je tiefer die Frequenz, desto besser.
> Aufgrund der bescheidenen Transitfrequenz hat die linearisierende
> Wirkung der Gegenkopplung bei 15kHz bereits soweit nachgelassen, dass
> die Verzerrungen auf dem Scope deutlich zu sehen sind.
> Von daher sind es nicht Verzerrungen bedingt durch
> slewrate-Übersteuerungen,
> die kommen erst bei höheren Frequenzen zum Tragen.

[Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)]

Mark S. schrieb:
> linearisierende Wirkung der Gegenkopplung bei 15kHz bereits soweit
> nachgelassen, dass die Verzerrungen auf dem Scope deutlich

Bei Audio waere die nächst hoehere ungerade Harmonische bei 45kHz. Daher 
merkt das Ohr davon eigentlich nichts.