Hallo, Ich habe einen DAC gemäss dem angehängten Schema aufgebaut. Eingangsseitig wird ein PWM Signal ab einem OpenDrain Output eingespeist. Die PWM Frequenz beträgt 10kHz, die Versorgungsspannung ist 24V. Die Analog Ausgangsspannung beträgt 0..10V linear zum eingestellten PWM % Wert. Die Komparatorstufe definiert mit dem ausgegebenen Rechteck 0/10V auch gleich die maximale Analog Ausgangsspannung von 10V. Die Filterstufe wurde mit TI FilterPro dimensioniert gemäss den Angaben im Schema, die Filterung ist an sich o.k. Nun habe ich das folgende Problem: Der Spannungsfolger am Ausgang wurde erst nachträglich hinzugefügt, weil ich festgestellt habe, dass der Ripple auf der Ausgangsspannung sehr stark von der verwendeten Last abhing (ohne Imp.Wandler: 40mVpp ohne Last, ca. 200mVpp bei C am Ausgang). Diese Lastabhängigkeit der Ripplespannung wollte ich mit dem Spannungsfolger verhindern. Mit Spannungsfolger ist nun die Ausgangsspannung weitgehend unabhängig von der Last, die Ripplespannung ist aber wieder signifikant höher. Sie beträgt nun ca. 180mV. Frage: Was kann wohl dazu führen, dass die vor dem Impedanzwandler auf ca. 40mV liegende Ripplespannung durch eben diesen auf ca. 180mV vergrössert wird? Ist das wohl ein Kanalübersprechen im OpAmp selbst? Wie bringe ich die Ripplespannung auf einen Wert um die 50mV? Danke für die Antworten.
Ist das layout OK? Ich tippe auf schlechte Trennung von Laststrom und Signalstrom. Gruß
Wie sieht die Spannungsversorgung aus? Mit 1µF ist die schon recht knapp gestützt, an den OPs sind gar keine Blockkondensatoren. EDIT: OK, schon gesehen, die Versorgungspins der OPs sind mehrfach da... Wie ist die Masseführung?
Das Layout ist ok (siehe Bild) - 2lagiger Print - saubere GND Plane mit einzelnen Brücken drin - (fast) alles in SMD - räumliche Trennung Speisung - Comparator - Filterstufe - Filterstufe sehr kompakt gelayoutet - Ausgang nach Impedanzwandler direkt weggeführt zu Klemme Die gezeigte Platine war ursprünglich für 2 Kanäle vorgesehen, es hat sich aber gezeigt, dass dies nicht einfach so möglich ist, weil der Komparator ein ziemlich hässliches Kanal-Übersprechen hatte. Aus dem zweiten Filter-OP des zweiten Kanals habe ich darauf den Spannungsfolger gemacht (Drahtbrücke quer über OP), den Rest der Schaltung des zweiten Kanals so belassen (natürlich abgetrennt vom Spannungsfolger Input)
Diese Entkopplungs-C's haben ihren Namen nicht wirklich verdient. Die sitzen zwar irgendwo auf der Platine, aber nicht an dem Platz, der im Schaltplan eingezeichnet ist. Hast du mal ein Oszi-Bild von dem Ripple (vorher und nachher)? Am besten mit Bezug zum PWM-Eingangssignal.
Da du ja eine Gleichspannung haben möchtest, solltest du vielleicht die Grenzfrequenz von 2kHz herabsetzen (in den Hz-Bereich). In deinen Flanken der PWM befinden sich ja alle möglichen vielfachen deiner Schaltfrequenz. Abblokung mit Keramikkondensatoren bringt auch viel. Stichwort Low ESR. Gruß Carsten
@Lothar: Der Blockkondensator beim Komparator ist unschön angebunden, stimmt (unten im Bild). Der GND-Pfad muss dort von Via zu Via "links rum" der Plane entlang... Beim OpAmp (oben) ist die Anbindung an die Plane und die versorgende Leitung (von links kommend) ziemlich gut. Wie sollte es da besser sein? Oszi Bilder liefere ich bald nach.
> Wie sollte es da besser sein?
So wie im Bild: VCC/GND --> Via --> Kondensator --> IC
Keine Vias zwischen Block-Kondensator und IC, das gilt für GND und Vcc.
Und: fahr jeden Pin, der auf GND geht, mit einem eigenen Via direkt auf
den GND-Layer. Also nicht mehrere Pads/Pins sammeln und dann auf GND
gehen (wobei Ausnahmen wieder mal die Regel bestätigen dürfen).
Und keine Sorge um die Abnutzung der Bohrer: es sind nicht die deinen
;-)
Zu deinem Layout. 1. Block-Kondensator am OP: Verbindung von beiden Versorgungsspannungspins erst auf den Kondensator, dann auf Versorgung und GND. 2. Folienkondensatoren haben keinen Verlustfaktor und bilden gerne mit dem L der Leiterbahn einen (nahezu ungedämpften) Schwingkreis. Besser durch Keramik ersetzen. GB
Kann mich da Lothar nur anschliessen, das Layout und die Anordnung der Abblock-Cs beim LM324 ist hier suboptimal. Bei den Spannungsreglern hingegen wurde es, im krassen Gegensatz dazu, bestmöglich gemacht: Die Abblock-Cs wurden direkt an die Pins der Regler auf der SMD-Seite gelötet. Wenn man schon Platinen selber macht und keine Durchkontaktierungen einplant, d.h. Durchkontaktiernieten verwendet oder kleine (3...4mm lange) Drahtenden als 'Via'-Notbehelf vorsieht, bekommt bei einer Massebahn nur auf der SMD-Bauteil-abgewandten Seite unter Garantie mächtige Probleme. Bei bedrahteten Ausführungen können da axiale Widerstände, Kondesatoren und IC-Sockel sehr hilfreich sein, die man auf beiden Seiten verlöten kann. In meinen Anfangszeiten (vor über 3 'Dekaden') habe ich häufig so Platinen mit Erfolg entwickelt. Martin muss hier wohl oder übel noch ein wenig Hausaufgaben machen - jedenfalls was die korrekte Anbringung/Verdrahtung/(GND-)Layout-Richtlinien von Abblock-Cs angeht. Grundsätzlich kann man ansonsten an dem Schaltungsdesign nichts aussetzen - zumindests ist mir, nach dem ersten 'Einsehen', (noch) nichts 'krasses' aufgefallen.
Die Folienkondensatoren sind nur deshalb da drin, weil wir die entsprechenden Werte in Keramisch nicht da haben. Für die nächste Version des DA Wandlers wird einerseits das Layout noch verbessert/verkleinert, andererseits kommen auch die richtigen Typen rein. Hier geht es um die Machbarkeit/Prinzipversuche.
10kHz ist nicht wahnsinnig hoch und von 40 auf 180mV ganz schön viel. Ich denke, daß etwas Grundsätzliches falsch sein muß. Parasitäre Effekte würde ich nicht vorrangig als Ursache vermuten. Wie groß ist das C am Ausgang? Evtl. Ausgangsstrom zu klein oder Slew Rate? Vielleicht auch ein Meßproblem. Verbinde mal den kurzgeschlossenen Tastkopf mit Gnd oder Ausgang Puffer und schau Dir mal das Bild an. Wenn Du hast, nimm mal einen anderen OP-Typen als Vergleich, oder einfachen Sourcefolger. Gruß
Sodele, dann liefern wir mal ein paar Bilder ab, aufgenommen mit dem Picoscope USB Oszi... Kanal A: OpenDrain Ausgangssignal -> Eingangssignal der Schaltung Kanal B: variabel Kanal B = Komparator Out, PWM 25%
Kanal B = Impedanzwandler Out, PWM 25% Kanal B ist AC gekoppelt
Kanal B = Impedanzwandler Out, PWM 50% Kanal B ist AC gekoppelt
Kanal B = Impedanzwandler Out, PWM 75% Kanal B ist AC gekoppelt
faraday wrote: > Vielleicht auch ein Meßproblem. Verbinde mal den kurzgeschlossenen > Tastkopf mit Gnd oder Ausgang Puffer und schau Dir mal das Bild an. siehe Anhang... Hier ist die Sonde am Schaltungsausgang auf GND gehängt. Hier scheint schon mal ein grosser Teil der "Ripplespannung" zu sein.
Ja, nun die Transitfrequenz vom LM324 ist nun mal nur 1MHz (Bild). Schneller kann der nicht, und das sind die Spikes, die du siehst (in deinem Bild DAC_filter2_50.png). Und das wirkt sich auch auf das Kleinsignalverhalten negativ aus (auch Bild). Fazit: anderen OP verwenden :-( EDIT: aber wenn ich mir das so richtig anschaue kann da durchaus auch eine Entkopplungsgeschichte den OP kurz ausser Tritt bringen, denn im Bild DAC_filter1_75.png sieht man ja doch sehr schön den gefilterten Sinus (rot).
kannste mal Dac out und 15V zusammen (ac)oszillographieren?
@Lothar: Kommen denn die Spikes vor allem vom zu langsamen OP, vom Filter oder von Einkopplungen aufgrund ungünstiger Leiterführung? @faraday siehe Anhang ;-)
ich kenne das Picoscope nicht, aber kurzer Masseclip und gleiche Steckdose für Oszi+Stromversorgung ist immer empfehlenswert. Gruß
Lothar Miller wrote: > ... eine Entkopplungsgeschichte > Bild DAC_filter1_75.png sieht man ja doch sehr schön den gefilterten > Sinus (rot). Ja genau. Ich bin auch bisher davon ausgegangen, dass mir ein langsamer OP auch keine so hochfrequenten Störungen reinbringen kann wie diese Spikes, da er für diese ja zu langsam sein sollte. Sehe ich das komplett falsch?
faraday wrote: > ich kenne das Picoscope nicht, aber kurzer Masseclip und gleiche > Steckdose für Oszi+Stromversorgung ist immer empfehlenswert. Daran könnte es theoretisch auch liegen (das übermässige Rauschen). Aber: ich habe dieselben Messungen vorgestern in einem anderen Raum durchgeführt, da war alles an derselben Steckdose. Dort habe im mit einem (damals) sauteuren LeCroy 334A gemessen, konnte aber die Bilder nicht aufnehmen, weil - das Floppy spinnt - wir keinen Zugriff auf die RAM Card Schnittstelle haben - keine GPIB Steuerung vorhanden ist - der ScopeExplorer das Gerät über die RS232 nicht erkennen wollte. :-(
Wie sieht das Ausgangssignal ganz ohne PWM-Ansteuerung aus? Die Spikes, die da zu sehen sind, können u.U. auch von der etwas "ungünstigen" Masseführung des PWM-Eingangs kommen. Denn dort muss ja der Strom von +10V über R10 und R4 (immerhin ca. 10mA) herumzirkulieren. Aber mein Hauptverdacht für die Spikes ist der Komparator. Und schließ den Entkoppel-C vom Komparator doch mal direkter an. Der ist kritisch. Zum Rauschen des Ausgangs allgemein: Wo ist die Masse vom Oszi angeklemmt? Die üblichen Tastkopf-Masse-Strippen mit ca. 10cm Länge sind fast schon zu lang. Was zeigt dein Oszi an, wenn du den Tastkopf direkt auf die Masse auf deiner Platine hältst?
Lothar Miller wrote:
> Wie sieht das Ausgangssignal ganz ohne PWM-Ansteuerung aus?
So...
dac out und 15V bitte in gleicher Auflösung; ac gekoppelt
> Aber mein Hauptverdacht für die Spikes ist der Komparator. Und schließ > den Entkoppel-C vom Komparator doch mal direkter an. Der ist kritisch. mach ich mal, einen Moment... > Was zeigt dein Oszi an, wenn du den Tastkopf direkt auf die Masse auf > deiner Platine hältst? siehe dieses Bild: Beitrag "Re: Digital-Analog Wandlung ab PWM OpenDrain Output"
>> Was zeigt dein Oszi an, wenn du den Tastkopf direkt auf die Masse auf >> deiner Platine hältst? > siehe dieses Bild: > Beitrag "Re: Digital-Analog Wandlung ab PWM OpenDrain Output" Oh, eine Rekursion... ;-) EDIT: Habs doch noch gefunden. Beitrag "Re: Digital-Analog Wandlung ab PWM OpenDrain Output" Sieht grauenhaft aus...
faraday wrote:
> dac out und 15V bitte in gleicher Auflösung; ac gekoppelt
Es sieht ganz danach aus, als wären Teile des Störsignals auch auf der
Speisung vorhanden -> grösserer Koppelkondensator?
Edit:
Woher die nun grössere Störung auf V_out kommt kann ich nicht wirklich
sagen. Hängt wahrscheinlich mit Masseführung, Kontaktierung und
separater Netzspeisung des PC und des Rests ab.
Ok, bis jetzt kommen wir zum Schluss, dass das grosse - sagen wir dem mal so - Rauschen am Ausgang durch die unterschiedlichen Netzspannungen von Messgerät und Schaltung sowie ungünstigen Leitungsführungen verursacht werden. - neues Layout - grössere Blockkondensatoren - nächste Messungen mit sauberem Massekonzept ;-) Die Spikes sind mir aber immer noch nicht ganz geheuer, die korrelieren ja wunderbar mit der Komparator Ein-und Ausgangsspannung, siehe Anhang. (hier ist die Komparator Ausgangsspannung sowie die Spannung nach der Filterstufe1 gezeigt. Kann die OpAmp Ausgangsspannung so schnell ansteigen bei einem LM324 oder wird dieser Puls über die Speisung eingekoppelt? Edit: ich habe nun die Speisung des OpAmp mit zusätzlichen Stützkondensatoren direkt auf dem Gehäuse beglückt - keine Veränderung. Die Spikes sind unverändert gross.
OK noch 1 Vorschlag vor Feierabend: Dac out und gnd ac-gekoppelt (wie bei 15V) wenn auf gnd auch "Rauschen", such erstmal die Ursache ( clip, Netz usw ) Viel Spaß
faraday wrote: > OK noch 1 Vorschlag vor Feierabend: ist leider nicht mehr umsetzbar.... ;-) Der Komparator ist einen qualvollen Tod gestorben - eine Unachtsamkeit meinerseits, ich habe einen klitzekleinen Kurzschluss verursacht beim Messen. Der LM317 hats überlebt, der Komparator leider nicht. Verbleiben wir mal so: Ich komme nicht darum herum, den Messaufbau sauber zu gestalten und wohl auch ein sauberes Layout zu produzieren. Dann sehen wir weiter. (bis dann habe ich dann hoffentlich auch wieder den LeCroy soweit, dass ich Bilder aufzeichnen kann...
Eine Frage hätte ich aber noch gerne beantwortet gehabt ;-) Können die Spikes in diesem Bild Beitrag "Re: Digital-Analog Wandlung ab PWM OpenDrain Output" dadurch verursacht werden, dass der LM324 ein eher langsamer OpAmp ist? ->kann doch eher nicht sein, es wäre das Gegenteil der Fall, dass schnelle Flanken "verschmiert" werden aufgrund der ungenügend steilen Slew Rate.
@ Martin Kohler (mkohler) Tausend Screenshots posten ist wenig sinnvoll. Mal ein paar grundlegende Überlegungen anstellen schon. Deine PWM-Freqeunz ist 1 kHz. Und dein Filter hat eine Grenzfrequenz von 2 kHz? Das kann nicht klappen. Die Filterfrequenz muss DEUTLICH unter der PWM-Frequenz liegen. Auch bei einem Filter 4. Ordung. Das mit der zu niedrigen OPV-Bandbreite ist ja schon gesagt worden. Und was soll diese kunstvolle Komparatorschaltung mit den sechs Widerständen? ein popliger Sapnnungsteiler + Pull Up für den Open Drain tuts allemal. Was soll das denn am Ende werden. Wahrscheinlich reicht ein einfacher zweipoliger Passiver Tiefpass, siehe PWM. MfG Falk
Je 'langsamer' der OP ist umso weniger Schwingneigung hat er und umso weniger kann er hochfrequente Schwingungen 'verstärken'. Generell hat man mit langsameren OPs die wenigsten Schwierigkeiten. Sie verzeihen schon eher ein schlechtes Layout als ein High-Speed-OP, der Video-Signale verstärken muß und damit eine Verstärkungsbandbreitenprodukt von einigen zig oder gar hunderte Megahertz aufweist. Aber mal was ganz anderes, was aus eigener Erfahrung schon zu stirnrunzeln geführt hatte - bis man den Fehler gefunden hatte: Du hast erwähnt, daß Du ein Picoscope einsetzt, was vmtl. über USB betrieben wird. Im Labor ganz nett, im industriellen Bereich eher verpönt/verschrien. Was aber mal zu ähnlichen Effekten führte, war der Umstand das jemand ein Laptop/notebook mit einem USB-Messsytem, wie eben z.B. dem Picoscope, betrieben hatte und dabei, um die Akkus des Laptops/Notebooks zu schonen, das Schaltnetzteil zum Betrieb desgleichen eingesteckt hatte. Es waren die 'schönsten' (HF-)Störungen auf dem Messignal vorhanden. Wenn er den Laptop/Notebook ohne das Schaltnetzteil betrieben hatte war alles wunderbar. Inwieweit dies bei dem von Dir geschilderten Problem zutrifft vermag ich nicht beurteilen zu können. Es könnte zumindest Störungen erklären, die nicht synchron mit Komparator-Schaltflanken einhergehen. Bei Desktop- oder Tower-PC tritt dieses Phänomen übrigens nicht zutage, da das GND-Potential via Gehäuse auf PE liegt (und damit auch das Picoscope), während die Billig-Laptop-Netzteil potentialfrei sind, und in vielen Fällen das CE-Kennzeichen zu unrecht tragen.
Falk Brunner wrote: > Tausend Screenshots posten ist wenig sinnvoll. Es sind 17, nicht tausend, dazu noch ein paar andere Bilder ;-) > Mal ein paar grundlegende Überlegungen anstellen schon. Hab ich gemacht, kannst du mir glauben. Und dir würde genau LESEN guttun, denn... > Deine PWM-Freqeunz ist 1 kHz. Nein, es sind 10MHz, steht im ersten Posting, erster Abschnitt. Auch die Screenshots deuten mit einer Periodendauer von ca. 100us auf mehr als 1kHz hin. > Und dein Filter hat eine Grenzfrequenz von 2 kHz? Das kann nicht klappen. Bei 10kHz eben schon, gell? > Die Filterfrequenz muss DEUTLICH unter der PWM-Frequenz liegen. Auch bei > einem Filter 4. Ordung. Simulation und Messung zeigen, dass 4.Ordnung bei einer Grenzfrequenz von 2kHz reichen, um die 10kHz zu "bekämpfen". > Das mit der zu niedrigen OPV-Bandbreite ist ja schon gesagt worden. Was denn? Dass ein langsamer OpAmp schnelle Spikes durchlässt? Warum das so sei wurde aber noch nicht präzise erläutert. Vielleicht holst du das nach? > Und was soll diese kunstvolle Komparatorschaltung mit den sechs > Widerständen? ein popliger Sapnnungsteiler + Pull Up für den Open > Drain tuts allemal. Das ist eine Versuchsanordnung, um den Komparatorlevel genau einstellen zu können. Zudem würde es dem Komparator nicht gut tun, die vollen 24V der Speisung abzubekommen. Hast du das Datenblatt desselben angeschaut? Nicht? Eben. Und genau im Bereich des Komparators liegt der Hund begraben, damit die Analogspannung möglichst linear zur eingestellten PWM Frequenz wird. Ein- und Ausschaltzeiten der ganzen Kette sind nicht gleich, durch die Wahl der richtigen Schwelle kann hier einiges kompensiert werden. Das waren meiner Meinung nach durchaus grundlegende Überlegungen... > Was soll das denn am Ende werden. Analog Out linear zu PWM. > Wahrscheinlich reicht ein einfacher zweipoliger Passiver Tiefpass, > siehe PWM. bei einem PushPull Ausgang stimmt das, in meinem Fall würde das zu einer "durchhängenden" Kurve führen. Auch dies wurde durch grundlegende Überlegungen ermittelt... > > MfG > Falk auch MfG, Martin
@ Martin Kohler (mkohler) >> Deine PWM-Freqeunz ist 1 kHz. >Nein, es sind 10MHz, steht im ersten Posting, erster Abschnitt. Auch die >Screenshots deuten mit einer Periodendauer von ca. 100us auf mehr als >1kHz hin. ??? Deine Screenshots zeigen eine Periodendauer von ca. 2 Divisions, und eine Division ist 500us. Macht bei mir 1000us = 1kHz. Arrrrggg, was soll das denn? Zoomfaktor x10? Scheiss Software. >> Das mit der zu niedrigen OPV-Bandbreite ist ja schon gesagt worden. >Was denn? Dass ein langsamer OpAmp schnelle Spikes durchlässt? Nein, dass ein langsamer OPV keinen beliebig steilen aktiven Filter realisieren kann. > Warum das >so sei wurde aber noch nicht präzise erläutert. Vielleicht holst du das >nach? Weil er, um als Filter zu wirken, aktiv und schnell gegenreglen muss. Kann er das nicht, "schlägt" das Störsignal durch, z.B. durch C2 und C3. Mach mal einen einfachen, passiven RC-Filter mit 2..3kHz Grenzfrequenz vor deinen ersten aktiven Tiefpass. >Das ist eine Versuchsanordnung, um den Komparatorlevel genau einstellen >zu können. ??? Was gibt denn da genau einzustellen. Nimm Vcc/2 und gut ist. > Zudem würde es dem Komparator nicht gut tun, die vollen 24V >der Speisung abzubekommen. Wer sagt denn sowas? Ein Open Drain lässt sich prima mit einem Pull-Up an 10V betreiben. Siehe Pegelwandler. >Wahl der richtigen Schwelle kann hier einiges kompensiert werden. Man kanns auch wegschmeissen und gleich richtig machen. Alles andere ist nur Murks. >Analog Out linear zu PWM. Ach was? Wer hätte das gedacht? Beantwortet aber in keinster Weise die Frage. >> Wahrscheinlich reicht ein einfacher zweipoliger Passiver Tiefpass, >> siehe PWM. >bei einem PushPull Ausgang stimmt das, in meinem Fall würde das zu einer Ich meinte HINTER dem Komparator. MFG Falk
@Falk >Deine Screenshots zeigen eine Periodendauer von ca. 2 Divisions, und >eine Division ist 500us. Macht bei mir 1000us = 1kHz. > >Arrrrggg, was soll das denn? Zoomfaktor x10? Scheiss Software. Nunja, oben ist da was eingestellt aber nur weil man den Graphen falsch gelesen hat gleich die Software dafür zu verpöhnen...manchmal ist es sinnvoll den Fehler bei sich selbst zu suchen. >Ach was? Wer hätte das gedacht? Beantwortet aber in keinster Weise die >Frage. Hm, du hast gefragt was das werden soll und ich finde schon, dass das die Frage beantwortet. Ist nur etwas knapp gehalten. Ich versuchs mal für dich zu erklären: Es soll ein kontinuierliches Signal erzeugt werden, dass sich propotional zum Puls-Pause-Verhältnis eines PWM-Signals verhält. @Raimund >Aber mal was ganz anderes, was aus eigener Erfahrung schon zu >stirnrunzeln geführt hatte - bis man den Fehler gefunden hatte: >Du hast erwähnt, daß Du ein Picoscope einsetzt, was vmtl. über USB >betrieben wird. Im Labor ganz nett, im industriellen Bereich eher >verpönt/verschrien. Das war in der Anfangszeit so aber inzwischen setzt sich USB auch in der Indusrie durch. Wir selbst haben hier einige Messeinrichtungen, welche über USB funktionieren, auch Oszilloskope. OK, die Bandbreite lässt noch zu wünschen übrig so haben die USB-Teile "nur" eine Abtastrate von 50 kHz. Für viele Sachen gewiss zu wenig, für viele Sachen aber auch mehr als ausreichend.
Morgen Martin, Kannst Du nach dem 2. Filter mal eine FFT machen. (Gibt das Oszi das her?) Wenn ja, siehst du ja, welche Frequenzanteile da noch stören und die Grenzfrequenz deines Filters anpassen. Die Idee mit den passiven Tiefpass vor dem 1. aktiven Filter finde ich gar nicht so schlecht. Bei den aktiven Filtern fängt man sich unter Umständen nämlich Störungen über die Versorgung mit ein, die man eigentlich herausfiltern wollte. Einen alternativen Versuch mit einem vielleicht auch passiven Tiefpass 2. Ordnung würde ich starten. Gruß Carsten
"Man kanns auch wegschmeissen und gleich richtig machen. Alles andere ist nur Murks." Hey Falk, immer mit der Ruhe. Hast doch auch schon mal was falsch gemacht, oder? Oder haste Stress zu Hause? Den Meisten von uns macht es Spaß zu helfen. Man lernt dabei auch ne Menge sebst. In diesem Sinne noch einen schönen Freitag.
@ Falk Brunner (falk) > Man kanns auch wegschmeissen und gleich richtig machen. > Alles andere ist nur Murks. Das schon, aber zum richtig machen sollte man vorher wissen, was bisher falsch ist... ;-) Ich sehe das auch so, dass hier mehrere Effekte zusammenkommen (Bauteilwahl, Layout und Messaufbau) und genau solche Fehlerbider sind am hässlichsten, weil jede Fehlerursache eine ähnliche Auswirkung zeigen kann. Und wenn dann an einer Schraube (z.B. Entkopplung) gedreht wird, wirkt sich das eigentlich positiv aus, die Auswirkung wird aber nicht erkannt, weil sie sich hinter den Anderen versteckt. Daraus folgender logischer Kurzschluss: das hat nichts bewirkt (z.B. verbesserte Entkopplung), also falsche Schraube. Und es ist tatsächlich so: wenn der OP-Amp bei 10kHz nur 40dB Verstärkung hat, wie soll er dann diese Frequenz noch sinnvoll mit mehr_als_40dB dämpfen (2kHz->10kHz / zweistufiges Filter 4.Ordung)? Der hängt ja nicht einfach so da drin und trödelt rum (wie so'n RC-Glied), sondern muß dagegenverstärken, um das Wechselspannungssignal auszuregeln.
Hallo zusammen, Danke für die angeregte Diskussion, besonders für die konstruktiven Beiträge. @Falk & Lothar: Danke für die Erklärungen wegen dem zu langsamen OpAmp, das ist jetzt klarer geworden. @Falk: Das wegen Linearität, Murks, etc. lassen wir dann mal. @Carsten: eine FFT kann ich im Moment nicht machen, weil das Funktionsmuster "über den Jordan" gewandert ist... Zusätzlich zu den bereits erwähnten Problemen kommt wegen dem LM324 noch dazu, dass dies kein Rail-to-Rail OpAmp ist. Die Ausgangsspannung geht also problemlos bis 10V hoch (bei Speisung 15V), kommt aber nicht wirklich auf 0V runter. Bei einem Ausschalten von 100% auf 0% sinkt die Spannung zuerst innerhalb von 1ms auf ca. 0.8V, von da an sinkt sie nur noch langsam innerhalb von ca. 15ms auf 0.3V (und weiterhin langsam bis 0). Die Ausgangsspannung sollte aber innerhalb von ca. 2ms von 10V auf ungefähr 0.2V absinken, ebenso schnell von 0 auf 10V ansteigen (deshalb darf auch die Grenzfrequenz des Filters nicht beliebig tief sein). Es wurden nun diverse Fehlerquellen angesprochen 1: ungünstige Entkoppelungen 2: ungünstige Stützkondensatoren 3: zu langsamer OpAmp 4: kein Rail-to-Rail OpAmp, Ausgangsspannung sinkt nur langsam unter 0.8V 5: kein passives Filter als erste Stufe 6: Messproblem Zu den Problempunkten gehe ich nun wie folgt vor: 1: Relayout (siehe Anhang), 1.Filterstufe in separatem Gehäuse 2: Relayout (siehe Anhang) 3: Ersatztyp, z.B. TLV271 von TI, Transitfrequenz 3MHz. 4: Ersatztyp Rail-to-Rail 5: Den Filteraufbau lasse ich als Sallen-Key Filter drin, dieses kann ja auch als RC-Filter mit nachfolgendem Spannungsfolger bestückt werden (Rückkopplungs-C weglassen). Zum Ersatztyp: Hat jemand einen anderen Vorschlag? Kann ich davon ausgehen, dass der TLV271 deutlich besser gegen 0 zieht als der LM324? Oder sollte ich da lieber einen TS912 von ST einsetzten (hat jedoch nur 1MHz TF). Die beiden Typen sind pinkompatibel und bei Farnell erhältlich. Link zu TLV271: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tlv271.pdf Link zu TS912 : http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/stmicroelectronics/2325.pdf Könnt ihr nun bitte mal kurz das Schema/Layout im Anhang anschauen und eine Prognose wagen, ob ein Grossteil der bisherigen Probleme so gelöst sein sollte? Falls nicht, wie würdet ihr es machen? Insbesondere interessieren mich, ob die Entkopplungen und Stützkondensatoren so in Ordnung sind. Danke für die Antworten. Gruss, Martin
...und noch das Schema. Die Farbgebund sollte das Orientieren zwischen Schema und Layout etwas erleichtern. Edit. Die Thermal Reliefs, speziell des GND am Stecker J1, sind noch nicht in Ordnung.
@ Martin Kohler (mkohler) >1: Relayout (siehe Anhang), 1.Filterstufe in separatem Gehäuse Du meinst separate IC-Gehäuse. Halte ich für Overkill, die haben typ. 120db Entkopplung, kann aber nciht schaden. >3: Ersatztyp, z.B. TLV271 von TI, Transitfrequenz 3MHz. Kann klappen. >4: Ersatztyp Rail-to-Rail Naja, Rail-2-2Rail ist immer so eine halbe Sache. Richtig an die Rails kommen die auch nur bei SEEEER kleinen Lasten, 10kOhm++. Besser eine klassische +/-15V Versorgung nehmen, die -15V kann man einfach per ICL7660 erzeugen. >Insbesondere interessieren mich, ob die Entkopplungen und >Stützkondensatoren so in Ordnung sind. C9 und C15 würde ich auf 4,7 oder 10uF setzen. R21/22 kann man problemlos durch 4k7 ersetzen. R32 ist überflüssig, die Versorgungsspanunng muss nicht tierisch genau 15V sein, 14 V oder 16V gehen genausogut. Die 10V müssen stimmen, dort sollte man besser eine Referenzdiode nehmen, sie sind genauer und haben weniger Temperaturdrift. MfG Falk
Danke für deinen Beitrag, Falk. Das mit den kleinen Lasten könnte klappen. Mit der Schaltung wird ein Frequenzumrichter angesteuert mit einem Eingangswiderstand von >50kOhm angesteuert. Dieser hat eine Einschaltschwelle von (einstellbaren) 0.3V . Denkst du, dass der TLV271 das schafft, innert nützlicher Frist auf ca. 0.2V runter zu kommen?
Hallo Martin, >Zum Ersatztyp: Hat jemand einen anderen Vorschlag? Die OPV-Suche kann doch nicht schlimm sein. Bei AD, TI...gibts doch so schöne Parametermasken. Für Deine Anwendung muß es doch massenweise was geben. AD823,833 sind bestimmt brauchbar. Ich will jetzt nicht alle durchsuchen.
@ Martin Kohler (mkohler) >Denkst du, dass der TLV271 das schafft, innert nützlicher Frist auf ca. >0.2V runter zu kommen? Wahrscheinlich nicht, weil er nur am Ausgang Rail-to-Rail kann. Entweder du suchst einen Typen mit Rail-2-Rail amn Ein- und Ausgang, oder erzeugst irgendwie eine negative Hilfsspannung, -5V reichen. Dann geht fast jeder OPV. MFG Falk
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.