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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV-Schaltung schwingt


Autor: Richard (Gast)
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Hallo,

ich habe eine OPV-Schaltung (wie im Anhang) aufgebaut. Der verwendete 
OPV ist ein TS914; die restlichen 3 OPs in diesem Gehäuse sind 
beschaltet(!). Pin 12 wird mit einer Gleichspannung von ca. 3.5V belegt. 
An Pin13+14 messe ich eine periodische Schwingung (ca. 83kHz; Hub ca. 
1V) mit Mittelwert ca. 3.5V.
1.) Woher kommt die fast sinusförmige Schwingung? (Alle(!) Pins außer 
13/14 am IC liefern aalglatte Spannungen, d.h. die Schwingung muss vom 
OPV selbst kommen).


Wenn ich C13 auslöte, dann ist die Spannung an Pin13+14 absolut stabil. 
2.) Baue ich da einen Schwingkreis?

Ich erwarte zwar keine großen Spannungsänderungen an Pin12 
(Temperaturmessung), wollte C13 aber dennoch zur Glättung/Dämpung 
reinmachen.
3.) Oder sollte ich da einen deutlich kleineren C verwenden?

PS: An AN08 ist ein ordinärer AD-Eingang eines µC angeschlossen.

Danke, Richard

Autor: holger (Gast)
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OPV schwingen gerne wenn sie am Ausgang rein
kapazitiv belastet werden. Häng vor den Kondensator
einfach einen 100 Ohm Widerstand. Dann sollte es gehen.

Autor: Richard (Gast)
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Danke für die schnelle Antwort.
Meinst du so wie der blaue R oder wie der rote R?

Autor: Andreas K. (a-k)
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An diese Stelle gehört überhaupt kein Kondensator. Allenfalls vor den 
OPV, aber nicht dahinter.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Häng' ihn direkt an den OPV-Ausgang, VOR die Rückkopplung.

Autor: holger (Gast)
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So wie der blaue. Dann hast du einen schicken Tiefpass
als Filter.

Autor: Andreas K. (a-k)
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Yep, aber den Tiefpass kriegt man vor dem OPV auch, ganz ohne 
Widerstand, weil der Widerstand des Temperaturfühlers Teil dieses 
Tiefpasses ist. Und man muss sich nicht mit dem Eingangswiderstand des 
ADC befassen.

Autor: Andreas K. (a-k)
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> Häng' ihn direkt an den OPV-Ausgang, VOR die Rückkopplung.

Quark.

Autor: Richard (Gast)
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> An diese Stelle gehört überhaupt kein Kondensator. Allenfalls vor den
> OPV, aber nicht dahinter.
Vor dem OPV ist nach dem OPV :-) (Soll heissen, das ist nur die letzte 
Entkopplungsstufe/Impedanzwandler(?) - vorher ist auch ein OPV). Von 
daher würde ich dazu tendieren den C ganz zu entfernen. Sofern ich mir 
dadurch kein unschönes Rauschen einfangen kann?!?

> Häng' ihn direkt an den OPV-Ausgang, VOR die Rückkopplung.
VOR die Rückkopplung? Wie soll das gehen? Wo wäre der Unterschied zur 
jetzigen Version?

> So wie der blaue. Dann hast du einen schicken Tiefpass als Filter.
Das klingt am vernünftigsten (selbst wenn der C überhaupt nicht 
notwendig sein sollte - Schaden kann die Konstellation als RC-Tiefpass 
ja nicht).

Autor: Andreas K. (a-k)
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> Vor dem OPV ist nach dem OPV :-) (Soll heissen, das ist nur die letzte
> Entkopplungsstufe/Impedanzwandler(?) - vorher ist auch ein OPV). Von
> daher würde ich dazu tendieren den C ganz zu entfernen. Sofern ich mir
> dadurch kein unschönes Rauschen einfangen kann?!?

Wenn der Sensor 3 OPVs braucht, damit ein brauchbares ADC-Signal draus 
wird, dann sieht's ohnehin komplizierter aus. Und hängt davon ab, welche 
Störung du loswerden willst. Die Störungen am Eingang dieser 
OPV-Kaskade, weil der Sensor vielleicht ein paar Meter Kabel dran hat, 
die ihm sämtliche Netz- und Funkstörungen im Äther einbringen 
(Kondensator davor) oder/und das durch die OPVs erst eingebrachte 
Rauschen (Tiefpass dahinter/dazwischen).

>> So wie der blaue. Dann hast du einen schicken Tiefpass als Filter.
> Das klingt am vernünftigsten

Filtert mit 100R/100nF allerdings nur eher hochfrequentes Zeugs wie 
Rauschen und Radio raus. Wenn das wirklich Sinn ergeben soll, dann muss 
R grösser werden, in Abhängigkeit davon, welchen Widerstand der ADC an 
dieser Stelle verkraftet, und wie eilig man auf Änderungen reagieren 
muss.

Autor: Thilo M. (Gast)
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>Quark.

Nix Quark! Ist seit den 80ern übliche Praxis den OPVs das Schwingen 
abzugewöhnen ;)
Hängt mit dem Aufbau der OPVs zusammen, recht kompliziert.

>VOR die Rückkopplung? Wie soll das gehen? Wo wäre der Unterschied zur
>jetzigen Version?

Der Unterschied liegt im Aufbau des OPV, siehe oben.
Den Widerstand VOR die Rückkopplung hat den Effekt, dass ein 
Spannungsabfall bei Stromfluss über der Widerstand durch den OPV 
ausgeregelt wird.

Autor: Andreas K. (a-k)
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> Nix Quark! Ist seit den 80ern übliche Praxis den OPVs das Schwingen
> abzugewöhnen ;)

Dann sag mir mal, was der C in dieser Schaltung an dieser Stelle bei 
einem naturgemäss eher langsamen Temperatursensor vorne dran bringen 
soll?

Erstens schwingt der OPV hier doch grad wegen des Kondensators. 
Zweitens ist der Kondensator so, ohne R davor, als Filter ziemlich 
nutzlos. Macht bloss dem OPV das Leben schwer.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Naja, über Sinn oder Unsinn des C nach dem OPV hab' ich ja nix gesagt. 
Wenn er den da haben will, dann sei es so.

Was ich sagen wollte ist, dass bei kapazitiven Lasten ein OPV leicht zum 
Schwingen neigen kann, mein Schaltungsvorschlag wird (mit üblicherweise 
56 Ohm) von Siemens seit den 80ern erfolgreich verwendet.

Autor: holger (Gast)
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>Nix Quark! Ist seit den 80ern übliche Praxis den OPVs das Schwingen
>abzugewöhnen ;)

Stimmt. Hab ich auch schon oft so gesehen.
Das macht man aber nur wenn der Ausgangswiderstand
klein bleiben soll.

>Den Widerstand VOR die Rückkopplung hat den Effekt, dass ein
>Spannungsabfall bei Stromfluss über der Widerstand durch den OPV
>ausgeregelt wird.

Vor der Rückkopplung hat den Effekt das der
Widerstand aus Sicht des Kondensators kein
100 Ohm Widerstand mehr ist, sondern sehr viel
kleiner. Der OPV regelt das ganze natürlich aus,
muss dazu aber evtl. die Ausgangsspannung so weit
hochdrehen das er übersteuert. Damit wird die
Filterwirkung nicht unbedingt verbessert.

Autor: Andreas K. (a-k)
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> Nix Quark! Ist seit den 80ern übliche Praxis den OPVs das Schwingen
> abzugewöhnen ;)

Weiss nicht ob's diese Variante auch gab, aber Frequenzkompensation lief 
meiner Erinnerung nach üblicherweise anders. Wenn der OPV nicht sowieso 
schon einen entsprechenden Anschluss hatte (z.B. µA709, CA3130), dann 
hat man den Kompensationskondensator irgendwo passend in der 
Rückkopplung untergebracht und nicht ausgerechnet die Wurzel des 
schwingenden Übels, die Phasendrehung des OPVs, noch vergrössert.

Autor: Thilo M. (Gast)
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Ein Filter hinter eine 'niederohmige' Quelle zu hängen macht eh' nicht 
viel Sinn, da außer mehr Stromfluss nicht viel passiert.

Autor: Andreas K. (a-k)
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> Was ich sagen wollte ist, dass bei kapazitiven Lasten ein OPV leicht zum
> Schwingen neigen kann, mein Schaltungsvorschlag wird (mit üblicherweise
> 56 Ohm) von Siemens seit den 80ern erfolgreich verwendet.

Ok, Missverständnis, hervorgerufen durch Message-Interleaving. Ich 
dachte du willst den Kondensator anders plazieren (es gab hier in 
letzter Zeit gelegentlich Trolle). Mit R ist das technisch ok, nur halt 
sinnlos.

Autor: holger (Gast)
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>Mit R ist das technisch ok, nur halt
>sinnlos.

Nö, wieso ? Der schützt den ADC evtl. wenn der
OPV mit 12V läuft. Bischen größer könnte er
schon sein. 1k-4k7 sollte dem ADC kein Problem
bereiten. Und den Kondensator auf 1uF zu erhöhen
ist dann auch kein Problem. Damit filtert er nicht
nur HF.

Autor: Thilo M. (Gast)
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R vor dem ADC? Dazu benutze ich normalerweise 8.2 kOhm.
Dann können auch mal +/-15V anliegen ohne den ADC zu töten. Am Messignal 
ändert das nix, da der ADC-Eingang (MUX) hochohmig genug ist.

Autor: holger (Gast)
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@ Thilo

Genau. Und wenn er vor dem Impedanzwandler sowieso einen
OPV hat kann er sich den Impedanzwandler komplett sparen.
Aber dazu müsste man die komplette Schaltung kennen ;)

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