Hallo, ich versuche hier aus einer PWM ein "glattes" Analog-Signal zu generieren. Das klappt in der LT-Spice Simulation auch ganz gut, real hab ich dann aber einen deutlichen 50kHz Sinus auf der Analogspannung. Was mich zuerst an die 50kHZ PWM denken lies, aber Pustekuchen! Eine veränderte PWM-Frequenz (100kHz, 333kHz oder 500kHz) resultieren nur in einem ca. 40kHz Sinus und paar Spikes der PWM, die aber sehr wohl messtechnische Artefakte sein könnten. Dass die Spikes nicht synchron sind in beiden Kanäle schieb ich mal auf das günstige USB-Oszi das vermutlich sequentiell abtastet?!? Eigentlich hätt ich ja erwartet dass bei 10x schnellerer PWM die Glättung besser wird ... aber es bleibt bei guten 40mVpp, egal ob 50 oder 500kHz. Lediglich die Frequenz ändert minimal von 50kHz zu 40kHz Hat da jemand eine Idee wo das herkommen könnte?
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Frank L. schrieb: > den C404 nicht an Pin 8 vom opv - 220 Ohm dazwischen > > Frank Oder weglassen. Bei idealem Opv bewirkt der gar nichts. Bei realem Opv lustige Schwingungen. Das dürfte dein Problem sein. Wenn dann als Rc Glied wie von Frank geschrieben. 220 Ohm würde da grob zur Grenzfrequenz des aktiven Tp passen. Wobei ich den Sinn des Rc Glieds bei 50 kHz Pwm und Grenzfrequenz <500 Hz nicht so ganz sehe. Wäre anders wenn die Grenzfrequenz bei 10 KHz läge.
Noob A. schrieb: > Dass die Spikes nicht synchron sind in beiden Kanäle schieb ich mal auf > das günstige USB-Oszi das vermutlich sequentiell abtastet?!? Bei 10µs/div und 25 MSa/s hast du 250 Abtastpunkte pro Kästchen. Wenn da die beiden Signal einen Abtastpunkt versetzt abgetastet werden, wäre der Versatz so gut wie nicht zu sehen. Das kannst du leicht prüfen, indem du z.B. das selbe Rechtecksignal auf beide Kanäle gibst. > Clipboard_02-26-2025_01.png Bekommt der OP eine Versorgungsspannung und ist die abgeblockt? ;-)
Rainer W. schrieb: > Bekommt der OP eine Versorgungsspannung und ist die abgeblockt? ;-) Der OPV-Ausgang ist doch schon abgeblockt. :) Wenn ich schon "GND2" lese, dann schwant mir phoeses. Der TO macht seinem Nick alle Ehre.
Bist du sicher das die GBW deines OPs ausreichned ist? Vanye
Vanye R. schrieb: > Bist du sicher das die GBW deines OPs ausreichned ist? > > Vanye 5,7MHz https://www.ti.com/product/OPA4387 sollte reichen, oder?
Stephan schrieb: > Frank L. schrieb: >> den C404 nicht an Pin 8 vom opv - 220 Ohm dazwischen >> >> Frank > > Oder weglassen. Bei idealem Opv bewirkt der gar nichts. Bei realem Opv > lustige Schwingungen. Das dürfte dein Problem sein. keine Veränderung ohne den C404
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Rainer W. schrieb: > Bekommt der OP eine Versorgungsspannung und ist die abgeblockt? ;-) Das ist einer der sehr seltenen No-Power OPV ;)
Motopick schrieb: > Rainer W. schrieb: >> Bekommt der OP eine Versorgungsspannung und ist die abgeblockt? ;-) > > Der OPV-Ausgang ist doch schon abgeblockt. :) > Wenn ich schon "GND2" lese, dann schwant mir phoeses. > > Der TO macht seinem Nick alle Ehre. Möchte er seine Weisheit teilen? Auf dass ich nicht bis in alle Ewigkeit im Dunkeln wandeln werde ... Auf dem Board gibt es zwei Teile die isoliert voneinander betrieben werden, deswegen Gnd2 und +5Vd
Falls zur Erzeugung der isolierten Spannung DCDC-Wandler im Spiel sind: Die sind "laut". Hatte eine Fall, wo mit Kapazitäten allein keine Ruhe reinzubringen war. Hab dann Drosseln eingefügt am Eingang und Ausgang des DCDC, jetzt sind die Rippel weg.
Rainer W. schrieb: > Bekommt der OP eine Versorgungsspannung und ist die abgeblockt? ;-) Oder anders gefragt: wie sieht die Versorungsspannung des OP aus? Noob A. schrieb: > Auf dem Board gibt es zwei Teile Zeig doch mal den hier diskutierten Teil. Denn laut Simulation sollte die Schaltung ja gut wein, in der Praxis ist sie es nicht. Dann sollte man sich also mal die Praxis ansehen. Noob A. schrieb: > Hat da jemand eine Idee Teile und herrsche! Man debuggt Schaltungen nicht "in einem Stück", sondern immer nur einzelne Schaltungsteile. Speise statt der PWM eine Gleichspannung per 1k-Poti in das Filter ein. Falls da Schaltregler im Spiel sind: versorge die Sache mal aus einem Trafonetzteil. Miss mal "Masse gegen MAsse" auf deiner Leiterplatte: die Masseklemme vom Oszi "links unten" an die Masse und die Tastspitze "rechts oben" oder an sonstige Massepunkte. Da sollte ja eine glatte Linie zu sehen sein. Was sisht du stattdessen? > ich versuche hier aus einer PWM ein "glattes" Analog-Signal zu generieren. Definiere "glatt". Wieviele Bits hat deine PWM? Und wie schnell muss der Filter sein? Oder noch einfacher: wofür brauchst du diesen Analogwert?
Noob A. schrieb: > Auf dem Board gibt es zwei Teile die isoliert voneinander betrieben > werden, deswegen Gnd2 und +5Vd Kommt die PWM aus dem Controller denn auch mit Bezug zu GND2? Den Hinweis auf die DC/DC-Wandler sollte man auch ernst nehmen.
ok, also mit Poti ist der 50kHz Sinus immer noch da ... da hätt ich aber auch selber drauf kommen können, nur manchmal sitzt man auf dem sprichwörtlichen Schlauch ;)
Motopick schrieb: > Noob A. schrieb: >> Auf dem Board gibt es zwei Teile die isoliert voneinander betrieben >> werden, deswegen Gnd2 und +5Vd > > Kommt die PWM aus dem Controller denn auch mit Bezug zu GND2? > > Den Hinweis auf die DC/DC-Wandler sollte man auch ernst nehmen. Japp, die 5V werden noch auf 3.3V längsgeregelt und die versorgt den µC
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Lothar M. schrieb: > Oder anders gefragt: wie sieht die Versorungsspannung des OP aus? gelb Versorgung, rot OP Ausgang jetzt weiss ich wo ich weitersuchen muss, Danke!
Noob A. schrieb: > Eigentlich hätt ich ja erwartet dass bei 10x schnellerer PWM die > Glättung besser wird ... aber es bleibt bei guten 40mVpp, egal ob 50 > oder 500kHz. Die steilen Pulse der PWM koppeln dir auf den Ausgang (wahrscheinlich über die GND Plane). Versuche mal die Geschwindigkeit der uC Pins auf Minimum zu setzen. Achte auf einen kurzen GND Kontakt vom Tastkopf. Der Sallen Key ist für solche Anwendungen untauglich (wie auch für die meisten anderen). Schnelle Flanken koppeln einfach auf den Ausgang über die 33 nF. Bei hohen Frequenzen gibt es also nur schlechte Dämpfung. Nimm einen MFB Filter, oder einen einfachen passiven zweifach RC ohne GND Plane darunter. Gruss Udo
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Udo K. schrieb: > Der Sallen Key ist für solche Anwendungen untauglich (wie auch für die > meisten anderen). Schnelle Flanken koppeln einfach auf den Ausgang über > die 33 nF. Das sieht man doch in der LTSpice Simulation
Rainer W. schrieb: > Udo K. schrieb: >> Der Sallen Key ist für solche Anwendungen untauglich (wie auch für die >> meisten anderen). Schnelle Flanken koppeln einfach auf den Ausgang über >> die 33 nF. > > Das sieht man doch in der LTSpice Simulation hmmm.... welche Schaltung liegt denn dieser Simulation zugrunde?
Noob A. schrieb: > Lothar M. schrieb: >> Oder anders gefragt: wie sieht die Versorungsspannung des OP aus? > > gelb Versorgung, rot OP Ausgang > > jetzt weiss ich wo ich weitersuchen muss, Danke! OK, mit 5V aus einem guten Netzteil ist an der Versorgung rein gar nix zu sehen, dennoch ein satter Sinus auf dem OP-Ausgangssignal (Eingang wie gehabt per Poti)
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und noch eine Erkenntnis: wenn ich mit der Ausgangsspannung an die 5V der Versorgung rankomme, dann verringert sich die Frequenz und das Signal verformt sich Richtung Sägezahn 1. Bild Vollausschlag (gelb=DC, rot=AC vom OPV out) 2. Bild 95% Ausschlag (4,8V out) 3. Bild 90% (4,5V out) 3. Bild 80% (4,0V out)
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Noob A. schrieb: > hmmm.... welche Schaltung liegt denn dieser Simulation zugrunde? Noob A. schrieb: > Clipboard_02-26-2025_01.png ohne C404 (mit sauberer Versorgungsspannung ;-) R. L. schrieb: > versuch es mal mit C406 = 100pF Der Unterschied sollte minimal sein.
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Jetzt seh ich das erst: C401 geht auf den positiven Eingang, erzeugt also eine Mitkopplung. Die Verstärkung ist nicht weit weg von 1, also "fast" einen Oszillator gebaut. Ist das Absicht?
Uwe schrieb: > Jetzt seh ich das erst: C401 geht auf den positiven Eingang, erzeugt > also eine Mitkopplung. Von welcher Schaltung sprichst du? R402/C402 übersehen? Hier kannst du ein paar Grundlagen nachlesen: https://de.wikipedia.org/wiki/Sallen-Key-Filter
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Danke, kannte ich noch nicht. Heißt also, in der Theorie ist es gewünscht, dass der C401 (indirekt) positiv auf den Eingang zurückkoppelt. Die Schleifenverstärkung ist kleiner 1, es schwingt nichts. Alles gut. Meine Hypothese ist, dass in der Praxis die Schleifenverstärkung "irgendwie" die 1 erreicht und daher ein Oszillator entsteht. Wenn ich dass Bild mit dem Phasengang richtig lese, ist der bei der fraglichen Frequenz an einem Scheitel nahe 360 Grad. Aber warum sollte die Verstärkung in der Praxis anders sein als in der Theorie? Falsch bestückte Widerstände? Fake-OPV? Um die Hypothese zu prüfen, würde ich den C401 weglassen, und auf der linken Seite des C401 einen Sinus einspeisen, und in aller Ruhe die Punkte der Schaltung durchmessen, wieviel von dem Sinus dort ankommt. Wenn am Ausgang die gleiche Amplitude rauskommt, ist beim Gain etwas schiefgelaufen.
Uwe schrieb: > Danke, kannte ich noch nicht. Heißt also, in der Theorie ist es > gewünscht, dass der C401 (indirekt) positiv auf den Eingang > zurückkoppelt. Nein, in der Theorie liegt zwischen C401 und dem nicht invertierenden auf den Eingang des OP ein Tiefpassfilter mit entsprechender Phasenverschiebung, der zusammen mit der Phasenverschiebung über C401 deine "Mitkopplung" zunichte macht.
> sollte reichen, oder?
Was sagt dein Filterdesigntool? Zumindest bei 500khz haette ich da
grosse Bedenken.
Vanye
Die Verstärkung ist sehr nah an der theroetisch ermittelten. Die 0 bis 3,3V werden sehr gut auf 0-5V umgesetzt. Das ist ja auch nicht das Problem, sondern der 40-50kHz Sinus, der da ungefragt mitreitet
Rainer W. schrieb: > Noob A. schrieb: >> hmmm.... welche Schaltung liegt denn dieser Simulation zugrunde? > > Noob A. schrieb: >> Clipboard_02-26-2025_01.png > > ohne C404 > (mit sauberer Versorgungsspannung ;-) Hmm, ich bekomm da einen anderen Verlauf ... komisch Muss das mal prüfen ob sich nicht doch ein Fehler irgendwo eingeschlichen hat!
Vanye R. schrieb: >> sollte reichen, oder? > > Was sagt dein Filterdesigntool? Zumindest bei 500khz haette ich da > grosse Bedenken. > > Vanye Werd ich tun, aber ausgelegt wars ja auf die 50kHz PWM
Noob A. schrieb: > Das ist ja auch nicht das Problem, sondern der 40-50kHz Sinus, der da > ungefragt mitreitet Nimm einfach ideale Bauelemente...
LED Beleuchtung am Labortisch? Einfach um mal eine ganz andere Ursache ins Spiel zu bringen... Gruß Peter
Noob A. schrieb: > H. H. schrieb: > >> Nimm einfach ideale Bauelemente... > > Bezugsquelle?? ;P Daydream Inc. 42 Whishbone Ave Nephelekokkygia 0815 Disneyland
Noob A. schrieb: > Die Verstärkung ist sehr nah an der theroetisch ermittelten. Die 0 bis > 3,3V werden sehr gut auf 0-5V umgesetzt. > > Das ist ja auch nicht das Problem, sondern der 40-50kHz Sinus, der da > ungefragt mitreitet Dass die Verstärkung bei DC stimmt, ist schon mal gut. Meine These ist, dass die Verstärkung bei 50kHz so groß ist, dass über den Rückkopplungspfad eine Schleifenverstärkung>1 entsteht und daher eine Schwingung. Ich würde mal den C401 probehalber ausbauen und beobachten, ob die Schwingung sich verändert. Allgemeiner: verdächtige Bauteile minimal verändern (zB durch Parallelschaltung) und schauen wie die Amplitude und Frequenz reagiert. So bekommt man raus, welche Bauteile die Schwingung bestimmen.
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