Hallo nach einen OP-Amp (TLV-2372 ) soll ein Tiefpassfilter nachgeschaltet werden, dann gehts in einen ADC eines µC. Da die Umgebung vernoist ist, würde ich das Filter gerne niederohmig machen, also möglichst großes C. Es geht um ca 50kHz Grenzfrequenz. 330p und 10k war zu noiseanfällig. Jetzt könnte ich auch 1n/3k1 oder 3n9/820E oder 10n/330. Der OP-Amp hat +-100mA als Maximum Rating am Ausgang. Meine Versorgung beträgt 0V/3,3V. Bei 330Ohm würden somit maximal 10mA kurzzeitig fließen, sollte passen. Meine Frage ist, ob diese Anordnung den Op-Amp schon zum schwingen bringen kann? Bzw wann ist er Schwingegefährdet? Gesehen habe ich es bisher nur, wenn der OP-Amp dirket einen Kondensator treiben musste. jetzt habe ich ja 330Ohm in Serie.
LIES DAS DATENBLATT!!! LIES DAS DATENBLATT!!! LIES DAS DATENBLATT!!!
Bei 330Ohm "im" Ausgang kannst du belibig große Kapazitäten anschließen ohne das es zu Schwingungen kommt. Allerdings darf die Gegenkopplung nicht nach dem Widerstand angeschlossen sein, sondern direkt am Ausgang.
>LIES DAS DATENBLATT!!! >LIES DAS DATENBLATT!!! >LIES DAS DATENBLATT!!! Da steht nur minimal 20Ohm wenn mehr als 10p. Doch wie weit gilt dies? Auch für 100n oder gar paar µF? Kann ja nicht egal sein..
> 330p und 10k war zu noiseanfällig Nach einem ausreichend grossen Widerstand ist jede Kapazität erlaubt, nach deinem 10k also wenn du willst auch 100uF. Das Datenblatt spielt dabei keine Rolle mehr, da der Kondensator über den Winderstand entkoppelt ist. Die Datenblattangabe gilt nur wenn der Kondensator direkt am OpAMp Ausgang hängt. > jetzt habe ich ja 330Ohm in Serie. Das ist ggf. zu wenig. Es gilt nicht, wie viel Strom der OpAmp liefern kann, denn mehr könnte er ja dank Strombegrenzung auch nicht liefern wenn grosse Kondensatoren direkt angeschlossen wären. Nimm besser ab 1k.
>Da steht nur minimal 20Ohm wenn mehr als 10p. Doch wie weit gilt dies? >Auch für 100n oder gar paar µF? Kann ja nicht egal sein.. Da gibt es noch Figure 19... Ich würde nicht unter 100R gehen, sondern schließe mich Mawins Meinung an, daß eigentlich nichts gegen 1k spricht. Zeig doch mal die ganze Schaltung. So macht das kaum Sinn.
>Ich würde nicht unter 100R gehen, sondern schließe mich Mawins Meinung >an, daß eigentlich nichts gegen 1k spricht. Unter 100 hab ich nicht vor. Aber was Spricht gegen 100E/10n ?? >> jetzt habe ich ja 330Ohm in Serie. >Das ist ggf. zu wenig. Es gilt nicht, wie viel Strom der OpAmp liefern >kann, denn mehr könnte er ja dank Strombegrenzung auch nicht liefern >wenn grosse Kondensatoren direkt angeschlossen wären. >Nimm besser ab 1k. Ok, verstanden das bei 10k auch µF möglich wären. Aber ich habe ja nur 10nF mit 330Ohm. >Zeig doch mal die ganze Schaltung. So macht das kaum Sinn. Da ist nicht viel zu sehen. Eine Subtrahierschaltung mit Widerständen im kOhm Bereich. Am Ausgang des OP-Amp das besagte RC-Filter. Dieses geht in einen µC. Also ist jetzt 10n/330Ohm oder 3.3n/1k besser? Oder ist es egal? Denn 10n werden durch Störungen sicher weniger als 3n3, oder gar 330p (Wo die letzten 5 Bit des 10-Bit ADCs mit 3,3V Ref hüpften) beeinflußt. Einen ADC sollte man ja auch keine kleine Kapazität bereitstellen. Markus
>Unter 100 hab ich nicht vor. Aber was Spricht gegen 100E/10n ?? Daß gemäß Figure 19 des Datenblatts die Phase Margin auf ungesunde Werte sinkt. Bei ungünstiger Beschaltung des OPamps kann das schlimmstenfalls Schwingen bedeuten. >Da ist nicht viel zu sehen. Eine Subtrahierschaltung mit Widerständen im >kOhm Bereich. Am Ausgang des OP-Amp das besagte RC-Filter. Hättest du einen Schaltplan vorgelegt, hätte ich dir eine Phasenganganalyse durchgerechnet. Aber ohne konkrete Bauteilewerte... >Dieses geht in einen µC. Aha! Also in den ADC? Das ist dann aber eine ganz andere Baustelle! >Also ist jetzt 10n/330Ohm oder 3.3n/1k besser? Oder ist es egal? Denn >10n werden durch Störungen sicher weniger als 3n3, oder gar 330p (Wo die >letzten 5 Bit des 10-Bit ADCs mit 3,3V Ref hüpften) beeinflußt. Einen >ADC sollte man ja auch keine kleine Kapazität bereitstellen. Erkläre doch erst mal, was du da für ominöse Störungen hast. Und warum muß das Tiefpaßfilter 50kHz Grenzfrequenz haben?
>Erkläre doch erst mal, was du da für ominöse Störungen hast. Und warum >muß das Tiefpaßfilter 50kHz Grenzfrequenz haben? Weil das ganze ein Schaltnetzteil ist und ich den Ripple rausfiltern möchte. Ach Noise durch Schaltvorgänge stört. Bei 300pF gabs starkes rauchen(das Noise) bis 6-Bit am ADC. Mit 3n3, aber gleicher Grenzfrequenz wurde das rauschen kleiner. >Aha! Also in den ADC? Das ist dann aber eine ganz andere Baustelle! Ja 10-Bit ADC. Was ist jetzt so großartig anders wenn es ein einen ADC geht? >Hättest du einen Schaltplan vorgelegt, hätte ich dir eine >Phasenganganalyse durchgerechnet. Aber ohne konkrete Bauteilewerte... Ok werde ich nachbringen, hab die Werte nicht alle im Kopf. Phasenanalyse? Du meinst eine AC-Simulation? >Daß gemäß Figure 19 des Datenblatts die Phase Margin auf ungesunde Werte >sinkt. Bei ungünstiger Beschaltung des OPamps kann das schlimmstenfalls >Schwingen bedeuten. Guter Hinweis. Welcher Phase Margin ist das? Ich kenn das nur aus der Open-Loop Funktion eines Regelkreises. Da steht Av=open loop. Bedueted das, dass der OPV ohne Rückkopplung betrieben wird? In meinen Fall beträgt die Verstärkung nur 1,6 (nicht sicher, aber der wert ist sicher kleiner 10). Wie wirkt sich das aus? Wann ist Kapazitve Last schlimmer? Unity Gain oder hohe Verstärkungen? Danke für eure Hinweise!
> hätte ich dir eine Phasenganganalyse durchgerechnet.
Hast du ein kleines Progrämmchen dafür,
oder hättest du dir echt die Mühe gemacht es durchzurechne ?
>Weil das ganze ein Schaltnetzteil ist und ich den Ripple rausfiltern >möchte. Ach Noise durch Schaltvorgänge stört. Bei 300pF gabs starkes >rauchen(das Noise) bis 6-Bit am ADC. Mit 3n3, aber gleicher >Grenzfrequenz wurde das rauschen kleiner. Das müssen ja extrem starke Störungen sein. Nochmals, warum eine Grenzfrequenz von 50kHz? Wie oft mißt du, wie ist die Bandbreite deines Signals? Warum wählst du keine viel niedrigere Grenzfrequenz? >Ja 10-Bit ADC. Was ist jetzt so großartig anders wenn es ein einen ADC >geht? Der Eingangsleckstrom läßt nicht beliebig große Rs zu. Und dann gibt es das Problem mit der Sampling bzw. Aquisition Time. >Ok werde ich nachbringen, hab die Werte nicht alle im Kopf. >Phasenanalyse? Du meinst eine AC-Simulation? Ja, eine Stabilitätsanalyse des OPamps. >Guter Hinweis. Welcher Phase Margin ist das? Das ist die Phasenreserve bei der Unity Gain. Der OPamp ist ja intern kompensiert und das bewirkt eine Phasendrehung von 90°. Dazu kommt die invertierende Wirkung des "-" Eingangs, also nochmal 180°. Also darf in der Gegenkopplung nur noch eine Phasendrehung (Phase Lag) von weiteren 90° entstehen, bis der OPamp schwingt. Diese 90° nennt man Phase Margin, also Phasenreserve. Bei hohen Frequenzen schrumpft die Phase Margin durch zusätzliche Laufzeiten in den Transistoren und durch unerwünschte Streukapazitäten, sodaß die Phasen Margin im Bereich der Unity Gain oft deutlich kleiner als 90° ist. Kapazitive Lasten können die Phase Margin noch weiter reduzieren, bis die Schaltung irgendwann kritisch wird. Abhilfe schaffen gezielte Phase Lead Kapazitäten in der Gegenkopplung und die Isolation kapazitiver Lasten durch Widerstände. >Hast du ein kleines Progrämmchen dafür, >oder hättest du dir echt die Mühe gemacht es durchzurechne ? Ich simuliere das schnell mit TINA. Nix Aufregendes...
> Wann ist Kapazitve Last schlimmer? Unity Gain > oder hohe Verstärkungen? Bei UnityGain, weil dort die Phasenreserve des OPV eh schon am geringsten ist. Bei OpenLoop ist jede Kapazität möglich (aus Sicht der dynamischen Stabilität).
Nach Datenblatt hat der OP eine Unity gain bandwidth von 2,4 MHz bei 2KOhm Belastung. Das heisst bei 50KHz und 300 Ohm verhält er sich schon lange nicht mehr wie ein idealer OP. Vieleicht sollte Markus jetzt mal in die Puschen kommen und genau (mit Schaltplan) sagen was er machen will, sonst wird das eh nix. Aber wahrscheinlich alles wieder hochgeheim, oder zu viel Arbeit...
Hallo Markus, > Da die Umgebung vernoist ist, würde ich das Filter gerne niederohmig > machen, also möglichst großes C. > > Es geht um ca 50kHz Grenzfrequenz. Prinzipiell kannst Du sowas relativ unproblematisch mit dem Simulator "TINA" (von TI) simulieren. Ich würde aber gerne mehr über das ominöse Rauschen wissen. Leider kann man mit den von Dir gegebenen Angaben nur schwer nachvollziehen, ob Du einen geeigneten Ansatz zur Lösung Deines Problems gewählt hast. Ich weiß noch nichtmal, ob Du Deine Spannungsversorgung ausreichend mit Kondensatoren entstört hast und ob der Aufbau eine Massefläche enthält. Wir brauchen also - wie immer - mehr Angaben. Viele Grüße Michael
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>Ich würde aber gerne mehr über das ominöse Rauschen wissen. Schaltnetztei Rippel, der µC misst die Ausgangsspannung. Weniger als 50kHz filter ist schlecht wegen der Phasenreserve für den Regler. >Deine Spannungsversorgung ausreichend mit >Kondensatoren entstört hast und ob der Aufbau eine Massefläche enthält. Spannungsversorgung ist mit 10µ/Kerko und 100n/Kerko gestützt, darunter eine massive Groundplane. (Das gab schon auch schon eine Verbesserung) Der richtige Weg dürfte es sein, denn bei 3n3 statt 330p hüpften weniger Bits im ADC, obwohl fg gleich war. Im Anhang die Schaltung. Das Noise kommt von Vin, Vsh ist ruhig. Nach dem OP-Amp das Filter. Markus
Und die 3p sind nicht wirklich in der Schaltung, sind nur ein "Zeichungsrelikt"!
Markus schrieb: >> Da die Umgebung vernoist ist, Wasndas? >> Bei 300pF gabs starkes rauchen Böse, böse... > (das Noise) Kotz... Ok, nachdem ich mich jetzt an diesen absolut unnötigen Anlizismus etwas gewöhnt habe mal eine Frage: was stört denn da eigentlich und wie? Wieso willst du da was mit 50kHz vor dem ADC filtern, wenn hinterher ein uC kommt? Wie schnell tastet der denn das Signal ab? Markus schrieb: > Weil das ganze ein Schaltnetzteil ist und ich den Ripple rausfiltern > möchte. Ach Noise durch Schaltvorgänge stört. Bei 300pF gabs starkes > rauchen(das Noise) bis 6-Bit am ADC. Tatsächlich 6 Bit oder nur 6 Incremente (=3 Bit)? Markus schrieb: >>Ich würde aber gerne mehr über das ominöse Rauschen wissen. > Schaltnetztei Rippel, der µC misst die Ausgangsspannung. Wenn das Störungen vom SNT sind, dann ist das kein Rauschen. Rauschen ist i.A. nicht so deterministisch und zeitlich festlegbar wie Schaltvorgänge. Kurz zusammengefasst: Warum stört das SNT so stark? Wie sieht das Layout aus?
>Kurz zusammengefasst: >Warum stört das SNT so stark? Wie sieht das Layout aus? Das SNT stört weil der Ausgangsripple groß ist. >chlich 6 Bit oder nur 6 Incremente (=3 Bit)? Tatsächlich sinds nur 5-Bit, immerhin 100mV. >Wieso willst du da was mit 50kHz vor dem ADC filtern, wenn hinterher ein >uC kommt? Wie schnell tastet der denn das Signal ab? Schaltfrequenz beträgt 250kHz. Abgetastet wird mit ~60kHz (noch nicht fix). Filtern will ich, um den Ripple nicht (oder weniger) abzustasten. Den Rippel sieht man auch als Aliasing Relikt in den ADC Daten. Jedoch, habe ich den Rippel durch das Filter bereits reduziert. Nun will ich einfach nur wissen, wie man den Tiefpass (von der Impedanz gesehen) auslegt, bzw wie klein der Widerstand sein darf.
Wenn du nur die Versorgungsspannung messen willst und zwar wie es ausssieht nicht die Schwankungen (Rippel) sondern nur den Mittelwert, dann ist es Blödsinn erst hinter den OP ein 50KHz Filter zu machen. Dann mach schon deinen Eingangs-Spannungsteiler als RC Tiefpass mit der halben Grenzfrequenz deiner notwendigen Messhäufigkeit. Nochmal ich habe schon weiter oben gesagt bei 50KHz hat der Op nicht mehr viel Verstärkung. Über R4, R5 und R6 hast due eine Verstärkung von etwa 30 eingestellt, das dürfte meines Erachtens bei 50Khz nicht mehr sauber funktionieren. WAS WILLST DU ERREICHEN mit deiner Messung? WAS IST DER ZWECK?
Markus schrieb: > Schaltfrequenz beträgt 250kHz. Abgetastet wird mit ~60kHz (noch nicht > fix). Filtern will ich, um den Ripple nicht (oder weniger) abzustasten. Sorry aber das ist völlig gaga. > Den Rippel sieht man auch als Aliasing Relikt in den ADC Daten. Klar sieht man das Siehe Shnnon WAS WILLST DU DENN MESSEN? Ok die Spannung aber WARUM? Brauchst du eine so hohe Abtastrate? Wahrscheinlich soll das ein µC gesteuerter Wandler werden oder sowas...
>Über R4, R5 und R6 hast due eine Verstärkung von >etwa 30 eingestellt, das dürfte meines Erachtens bei 50Khz nicht mehr >sauber funktionieren. Die Spannung an Vsh ist fix. Die Schaltung verstärkt díe Eingangsspannung (50V) Vin eigentlich nur um 1,6. >Dann mach schon deinen Eingangs-Spannungsteiler als RC Tiefpass mit der >halben Grenzfrequenz deiner notwendigen Messhäufigkeit. Ist bereits vorhanden. Jedoch kann ich nicht beliebig tief gehen mit der Grenzfrequenz. >Ok die Spannung aber WARUM? >Brauchst du eine so hohe Abtastrate? Und eine Regelbandbreite von ein paar kHz zu erzielen. Die Ausgangsspannung wird vom µC geregelt. Bei zu tiefer Grenzfrequenz wird die Regelung instabil (das passiert auch bei analoger Regelung). Also brauch ich >50kHz. >Klar sieht man das Siehe Shnnon Ja ist mir bewusst, und was machen die meisten dagegen? Filtern? Oversampeln kommt nicht in Frage. >Wahrscheinlich soll das ein µC gesteuerter Wandler werden oder sowas... Ja, nur eben geregelt, und dazu muss man die Spannung messen....
Wenn deine Schaltfrequenz 250kHz ist und du mit 60kHz abtasten willst, dann brauchst du einen Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz von höchstens 25kHz. Da 250kHz nur eine Dekade von 25kHz entfernt ist, wird dir ein Filter 1.Ordnung aber nicht reichen. Damit kommst du auf höchstens 20dB Rippledämpfung, was viel zu wenig ist. Außerdem muß dieses Ripplefilter ganz am Anfang der Verstärkerkette stehen, weil dir sonst der 250kHz Ripple die OPamps zuballert und sie zwingt unlinear zu arbeiten.
Also hab ich richtig getippt. Kai hats schon gesagt, dann musst du steil genug filtern, und zwar gleich vor dem OP. Markus schrieb: > Die Spannung an Vsh ist fix. Die Schaltung verstärkt díe > Eingangsspannung (50V) Vin eigentlich nur um 1,6. Ja weil du einen Spannungsteiler vor dem OP hast. Die Op-Schaltung selbst verstärkt jede Spannungsänderung an seinem nichtinvertierenden Eingang mit etwa 100/3 bzgl des Referenzpotentials Vsh. Du brauchst einen Eingangsfilter und ggf. einen schnelleren OP. Schau dir das Datenblatt an, bei 50kHz geht der schon überall mit seinen Parametern deutlich in die Knie. Markus schrieb: > Und eine Regelbandbreite von ein paar kHz zu erzielen. Dann brauchst du nach Shannon etwas mehr als doppelte Abtastfrequenz, besser etwas mehr aber unnötig hohe Abtastfrequenz bringt dir nur mehr Rechenarbeit im µC. Die Grenzfrequenz eines RC Glieds kannst du dir bei Wikipedia anschauen, dann musst du auch nicht mehr fragen: Markus schrieb: > Also ist jetzt 10n/330Ohm oder 3.3n/1k besser? Oder ist es egal? Denn > 10n werden durch Störungen sicher weniger als 3n3, oder gar 330p (Wo die > letzten 5 Bit des 10-Bit ADCs mit 3,3V Ref hüpften) beeinflußt. Warum regelst du eigentlich nicht analog?
Udo Schmitt schrieb: > Warum regelst du eigentlich nicht analog? Udo das ist doch heute nicht mehr hipp genug. Heute muss alles per uC erledigt werden sonst taugt es nicht.
>Da 250kHz nur eine Dekade von 25kHz entfernt ist, wird dir ein >Filter 1.Ordnung aber nicht reichen. Damit kommst du auf höchstens 20dB >Rippledämpfung, was viel zu wenig ist. Nein, der Spannungsteiler ist auch schon ein Filter 2ter Ordnung. Damit muss das LC-Filter nicht mehr alles dämmpfen. >Außerdem muß dieses Ripplefilter ganz am Anfang der Verstärkerkette >stehen, weil dir sonst der 250kHz Ripple die OPamps zuballert und sie >zwingt unlinear zu arbeiten. Deshalb ist der Spannungsteiler auch schon das Hauptfilter. Der RC-Tiefpass soll nur einen kleinen Teil übernehmen, deshalb 50kHz. >Die Grenzfrequenz eines RC Glieds kannst du dir bei Wikipedia anschauen, >dann musst du auch nicht mehr fragen: Hab ich nie gefragt, jedoch habe ich gefragt welchen Unterschied verschiedene R im Filter machen, bei gleicher Grenzfrequenz. >Dann brauchst du nach Shannon etwas mehr als doppelte Abtastfrequenz, >besser etwas mehr aber unnötig hohe Abtastfrequenz bringt dir nur mehr >Rechenarbeit im µC. Was hat der Shannon damit zu tun? >Warum regelst du eigentlich nicht analog? Wäre zu aufwendig, da es nicht nur die Spannungsloop gibt. Für mich wäre es Analog viel schwieriger, wenn ich die Daten mal digital habe, ist die Regelung kein Problem mehr. Ich komme aus der DSP Ecke, da ist das Analog geraffel nicht schwierig für mich. >Heute muss alles per uC erledigt werden sonst taugt es nicht. Stimmt. Dann mach mal vier Regeloops und paar zusatzfunktionen rein Analog. Ich komm dann mit dem Kältspray und sprüh die OP-Amps, Optokoppler und das passive Zeugs ein ;)
Markus schrieb: > Ich komm dann mit dem Kältspray und sprüh die OP-Amps, > Optokoppler und das passive Zeugs ein ;) Dann komm ich mit dem Burstgenerator und schick deinen DSP in die Irre.
Markus schrieb: > Es geht um ca 50kHz Grenzfrequenz. > 330p und 10k war zu noiseanfällig. > Jetzt könnte ich auch 1n/3k1 oder 3n9/820E oder 10n/330. > Der OP-Amp hat +-100mA als Maximum Rating am Ausgang. Meine Versorgung > beträgt 0V/3,3V. Bei 330Ohm würden somit maximal 10mA kurzzeitig Da komme ich nicht auf 50kHz?? Markus schrieb: > Nein, der Spannungsteiler ist auch schon ein Filter 2ter Ordnung. Wo ist der 2. Ordnung? Überlege dir wie schnell die Regelung sein soll und nehme dann eine passende Abtastfreq. und die passende Eckfrequenz der analogen Filter. Möglichst hohe Abtastfreq. ist nicht unbedingt produktiv, dann kannst du zwar softwareseitig filtern, hast aber ein besseres Filtern vor dem A/D Wandler verschenkt.
>Dann komm ich mit dem Burstgenerator und schick deinen DSP in die Irre. Das könnte sein, bzw war so. Aber es gibt ja Leute und Beschaltungen, die sich um Surge, Burst, ESD kümmern. Und ein Surge kann auch deine OP-Amps wegpusten... >Überlege dir wie schnell die Regelung sein soll und nehme dann eine >passende Abtastfreq. Hab ich, ich brauch 50kHz um ~2kHz Regelbandbreite stabil zu haben. Ich hab weniger getestet und ab 50kHz funktionierts mit der entsprechenden Reserve. >Möglichst hohe Abtastfreq. ist nicht unbedingt produktiv, dann kannst du >zwar softwareseitig filtern, hast aber ein besseres Filtern vor dem A/D Stimmt. Digitalfilter möchte ich aus nicht einsetzten, wegen CPU Zeit. Aber zu wenig Abtastfrequenz kann nicht funktionieren. Das hat nichts mit Shannon zu tun. >Wo ist der 2. Ordnung? Siehe Anhang. >und die passende Eckfrequenz der analogen Filter. Ok, selbst wenn diese stimmen (was jetzt nicht sein muss), nehmen wir es mal an. Dann gibt es immer noch unendliche viele Möglichkeiten das RC Filter zu realisieren, mit verfügbaren Bauteilen sind weniger. Konkret geht es darum um ein Filter aus 330Ohm und 10n oder besser aus 1k und 3n3 realisiert werden soll?
Markus schrieb: > Konkret geht es darum um ein Filter aus 330Ohm und 10n oder besser aus > 1k und 3n3 realisiert werden soll? Du hast da ein ganze anderes Problem. Da streut dein Netzteil zwischen OP und ADC ein. Deshalb hast du auch weniger Stoerungen wenn es niederohmiger dort wird.
>Du hast da ein ganze anderes Problem. Da streut dein Netzteil zwischen >OP und ADC ein. Deshalb hast du auch weniger Stoerungen wenn es >niederohmiger dort wird. Richtig, das weis ich auch. Un niederohmiger machts in der Tat besser.( Das es nicht die engültige Lösung ist ist klar. Doch für diesen Layout-Spin muss ich damit leben.) Daher meine Frage, wie niederohmig man den OP-Amp belasten kann?
>Richtig, das weis ich auch. Un niederohmiger machts in der Tat besser.( >Das es nicht die engültige Lösung ist ist klar. Doch für diesen >Layout-Spin muss ich damit leben.) >Daher meine Frage, wie niederohmig man den OP-Amp belasten kann? Wenn das wirklich derart viel ausmacht, dann hast du ein ganz anderes Problem! Beispielsweise bilden R1, R2, R3 und C1 einen einpoligen Tiefpaß mit 120kHz Grenzfrequenz. Das ist völlig ungeeignet um einen starken 250kHz Ripple so verringern. Du überfährst deinen OPamp vollkommen, zwingst ihn in einem unlinearen Bereich zu arbeiten und verlangst ihm dann auch noch eine Verstärkung von Faktor 30 ab. Das kann überhaupt nicht funktionieren, wenn du nicht gerade einen ultra schnellen OPamp verwendest. Ich schließe mich da Udos Meinung 100%-ig an.
>Das kann überhaupt nicht funktionieren, wenn du nicht gerade einen ultra >schnellen OPamp verwendest. Sehe gerade, daß ein TLV2372 zum Einsatz kommen soll. Das ist ja nur ein langsamer 3MHz OPamp! Nein, das geht garnicht, kannst du völlig knicken!
>Sehe gerade, daß ein TLV2372 zum Einsatz kommen soll. Das ist ja nur ein >langsamer 3MHz OPamp! Nein, das geht garnicht, kannst du völlig knicken! Ich dachte gerade weil er langsam ist, wirkt er bei der Verstärkung ohnehin als Tiefpass. Ich brauche den aber wegen der geringen Offsetspannung. Welcher OP-Amp wäre schneller? Wenn dass so ist, muss ich wohl die Filterungen im 2-Poligen Filter im Spannungsteiler machen. Aber abgesehen von der hohen Frequenz, wie würde man ein Filter zb für 10kHz auslegen und wenn die Verstärkung gering ist, zb 2. Also wenn der OP-Amp nicht an seiner Grenze betriebe wird, wie niederohmig darf man den OP mit einem Tiefpass belasten? Die Frage bezieht sich jetzt nicht auf eine konkrete Schaltung, sondern ist generell.
>Also wenn der OP-Amp nicht an seiner Grenze betriebe wird, wie >niederohmig darf man den OP mit einem Tiefpass belasten? Hängt immer davon ab, was für Ströme in die Last fließen. Wenn der 250kHz Ripple weitgehend weg ist, kannst du ein RC-Glied mit 100R oder noch weniger machen. Ist ja in Figure 19 gezeigt. Aber du mußt jetzt erst mal den 250kHz Ripple am Eingang des TLV2372 massiv verringern. Sonst geht da garnichts. >Aber abgesehen von der hohen Frequenz, wie würde man ein Filter zb für >10kHz auslegen und wenn die Verstärkung gering ist, zb 2. Probiere mal C1 kräftig zu vergrößern, so auf 4n7.
Markus schrieb: > Das hat nichts > mit Shannon zu tun. Das hat alles mit Shannon zu tun, wenn du mit 50 KHz abtastet musst du dafür sorgen daß nichts über 25 KHz zum A/D Wandler kommt. Wenn du nur 2 KHz regelbandbreite willst dann kannst du auch einen Filter mit 5 oder 10 Khz nehmen, und zwar VOR DEM OP! Sorry aber du bist völlig lernresistent und hast hier gleich mehrere Baustellen die du am völlig falschen Ende (Nach dem OP) korrigieren willst. Viel Spass dabei, ich bin raus.
>Wenn du nur 2 KHz regelbandbreite willst dann kannst du auch einen Filter >mit 5 oder 10 Khz nehmen, und zwar VOR DEM OP! Das ist Blödsinn. Für 2kHz Regelbandbreite, kann man niemals nur mit 5kHz Abtasten! Und ohne die Rechenzeit für den Regler zu kennen, ist so einen Aussgane noch mehr Unsinn! >Wenn der 250kHz Ripple weitgehend weg ist, kannst du ein RC-Glied mit >100R oder noch weniger machen. Ist ja in Figure 19 gezeigt. Ok, das ist mal eine klare Aussage. >Probiere mal C1 kräftig zu vergrößern, so auf 4n7. Ja ich werde das Spannungsteilerfilter umdesignen und dann posten.
Markus schrieb: > Das ist Blödsinn. Das sagt der Fachmann! Ich nehme an daheim auf deinem Regal stehen Völlinger, Unbehauen, Isermann und noch einige andere nebeneinander. Völliger Blödsinn ist es mit 50kHz abzutasten und einen 150KHz FEingangsfilter zu benutzen, genauso Blödsinn ist es zu glauben daß man 20 mal höher abtasten muss als man Bandbreite will.
Mit sinkender Bandbreite wird die Durchlaufzeit größer. Das führt zur Instabilität der Regelschleife. Ich denke, da liegt sein Problem.
>Völliger Blödsinn ist es mit 50kHz abzutasten Nein ist es nicht. >Das sagt der Fachmann! Der bist du nicht! >Wenn du nur 2 KHz regelbandbreite willst dann kannst du auch einen Filter >mit 5 oder 10 Khz nehmen, und zwar VOR DEM OP! Ein Filter (auch wen nur erster Ordnung) mit 5kHz hat bei 2kHz ein Phasendrehung von? ;)
Markus schrieb: > Ein Filter (auch wen nur erster Ordnung) mit 5kHz hat bei 2kHz ein > Phasendrehung von? ;) Nen passiver Tiefpass 1. Ordnung hat bei seiner Grenzfrequenz ne Phasendrehung von -45°, ich schätz (hab grad keine Lust zu rechnen) mal bei halber Grenzfrequenz sind es -25°...wo ist das Problem?
>Das ist Blödsinn. Für 2kHz Regelbandbreite, kann man niemals nur mit >5kHz Abtasten! Und ohne die Rechenzeit für den Regler zu kennen, ist so >einen Aussgane noch mehr Unsinn! Stimmst du uns denn wenigstens zu, daß der 250kHz vollständig weg muß?? Wenn du beispielsweise auf 1mV genau regeln willst, macht ein 100mVeff Ripple in der Regelschleife wohl kaum Sinn, oder?? Dann würde die Regelschleife dauernd versuchen, den Ripple auszuregeln, was natürlich Quatsch ist, weil der 250kHz-Ripple von unvermeidbaren Schaltvorgängen stammt und nicht von Regelabweichungen herrührt. So, jetzt miß einfach mal den Ripple, eruiere, wie stark der unterdrückt werden muß und bestimme dann die Mindest-Filterdämpfung bei 250kHz. Dann kannst du in aller Ruhe entscheiden, ob du eine hohe Grenzfrequenz in Verbindung mit einer hohen Filterordnung nimmst, oder eine niedrige Grenzfrequenz mit einer entsprechend niedrigeren Filterordnung. Dieses Filter muß natürlich VOR der ersten OPamp-Stufe angeordnet werden. Ich kenne jetzt deine Schaltung und die weitere Signalverarbeitung nicht, aber vielleicht ist es sinnvoll den Ripple am Eingang des ADC auf weniger als 1LSB desselben zu drücken?
>Stimmst du uns denn wenigstens zu, daß der 250kHz vollständig weg muß?? Ja da stimme ich zu. DEshalb will ich ja das Filter, welches fehlerhafterweis hiter dem OP-Amp war. >Dann würde die Regelschleife dauernd versuchen, den Ripple auszuregeln, >was natürlich Quatsch ist, Das würd zwar nicht passieren, weil der Regler zu langsam ist und einen digitalen Tiefpass enthält. Aber der Regler(der µC) "sieht" durch den massiven Ripple einen Spannungsoffset der nicht existiert und die Ausgangsspannung verfälscht und das Lastabhängig. >aber vielleicht ist es sinnvoll den Ripple am Eingang des ADC auf >weniger als 1LSB desselben zu drücken? So weit runter will ich den Rippel nicht drücken. Ja wollen schon, aber dann wird das Filter zu tief. >So, jetzt miß einfach mal den Ripple, eruiere, wie stark der unterdrückt >werden muß und bestimme dann die Mindest-Filterdämpfung bei 250kHz. Ich brauche mindestens Faktor 18, also ca -25dB. Das wäre mit 2ter Ordnung un 50kHz knapp zu ereichen. >Dann kannst du in aller Ruhe entscheiden, ob du eine hohe Grenzfrequenz >in Verbindung mit einer hohen Filterordnung nimmst, oder eine niedrige >Grenzfrequenz mit einer entsprechend niedrigeren Filterordnung. Mehr als zweite Ordung kann man vor dem OP passiv wohl nicht Sinnvoll erreichen. Eine Frage noch Kai, glaubst du könnte man ein wenig mit dem Filter nach dem OP-Amp dämpfen? So -6dB wäre immerhn die Hälfte. rolem ist denke ich, das der Rippel im Spannungsteiler nicht so gedämpft wird wie Berechnet. Scheinbar koppelt es auch danach ein. Danke für eure Tipps
>Beitrag "Re: Sallen Key Filter mit Gain > 2 Instabil?"
Hmm, wenn ich ein aktives Filter nachschalte, muss der Ripple ja wieder
durch den ersten OP-Amp? Ich dachte das darf man nicht?
Oh Herr im Himmel wirf Hirn, was ist so schwer zu kapieren, wenn du mit 50 KHz abtastest, dann musst du sicherstellen daß möglichst keine Frequenzen jenseits von 25 KHz an den A/D Wandler gelangen. Also nix mit Filter mit Grenzfrequenz 50kHz. Nochmal zum Nachlesen für dich völlig merkbefreiten: http://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem Markus schrieb: > Eine Frage noch Kai, glaubst du könnte man ein wenig mit dem Filter nach > dem OP-Amp dämpfen? So -6dB wäre immerhn die Hälfte. Und du meinst die Phasendrehung hinter dem OpAmp machen deiner Regelung weniger? Markus schrieb: >>Das sagt der Fachmann! > Der bist du nicht! Mit dem "Fachmann" hatte ich dich gemeint. Junge ich hab in den letzten 20 Jahren wohl schon viel mehr über Regelungstechnik vergessen als du je gelernt hast. Aber viel Spass beim basteln.
Markus schrieb: >>Beitrag "Re: Sallen Key Filter mit Gain > 2 Instabil?" > > Hmm, wenn ich ein aktives Filter nachschalte, muss der Ripple ja wieder > durch den ersten OP-Amp? Ich dachte das darf man nicht? Du wolltest doch ein wenig aufwändiges Filter. Der Link zeigt zu einer Reihe Infos wie man mit einem OpAmp hoher Geschwindigkeit dann einen Filter dritter Ordnung hinbekommt. Sieht aus als würdest du LTspice benutzen. Also erzeuge dir Testsignale oder sample dir wirklichen Signale und speise das in LTspice. Und dann schau wieviel nach dem Filter am ADC ankommt. Anmk: Shannon zu zitieren nützt wenig, denn wieviel Dämpfung brauch man denn, wenn man z.B. mit einer sinnvollen 5 bis 6-fachen Abtastrate arbeitet? Da kenn ich keine passende Abhandlung. Eher macht man das gefühlsmäßig. Ich weiß halt aus Erfahrung, daß für weitgehend sinusförmige Signale 5-fach reicht, wenn man ein einfaches Filter verwenden möchte. OK, diese Sache gehört in einen anderen Thread.
>ich schätz (hab grad keine Lust zu rechnen) mal >bei halber Grenzfrequenz sind es -25°...wo ist das Problem? Markus hat schon recht, das ist ein Problem, dass diese -25°(es sind -22, egal) der Phasenresere fehlen. Und 22° ist enorm viel. >Wenn du nur 2 KHz regelbandbreite willst dann kannst du auch einen Filter >mit 5 oder 10 Khz nehmen, und zwar VOR DEM OP! Das wird nicht funktioniern. Auch in der analogen Regelungstechnik nicht. Das die 250kHz weg müssen ist egal >genauso Blödsinn ist es zu glauben daß man >20 mal höher abtasten muss als man Bandbreite will. Ist es nicht. Wenn nur gemäs Shannon nur mehr als das doppelte Abtastet hat man zusätzlich die Phasendehung durch das S&H Hold des ADCs und zusätzlich die Berechnungstotzeit welche ebenfalls die Phase dreht. Kommt dann noch ein Anti-Aliasing Filter hinzu ist die Stabilität dahin. Daher ist es üblich 5 bis 20 mal schneller als die Regelbandbreite abzutasten. Will man mit der Bandbreite möglichst nahe zur Schalfrequenz muss mit der Schaltfrequenz abgetastet werden (das ist ja hier aber eh nicht der Fall). Es gibt Tricks um die notwendige Bandbreite zu Reduzieren bie gleicher dynamischer Performance, doch das ändert nichts daran, dass die Samplerate deutlich mehr als >2 entfernt sein muss. Dass man gemäß Shannon die Anteile über fs/2 filtern muss ist richtig. Doch die Frage ist wie hoch. Das in den untersten Bits Aliasingsignale dann durchkommen ist klar. Doch das ist ein Netzteil, kein Schaltung zur präzisen Signalverarbeitung. Das dies dann im Regler zu sehen ist, ist klar. Obs in der Ausgangsspannung zu sehen hängt vom Wandler selbst ab, Und wenns durchkommt, dann oft kleiner als der Schaltrippel. Zum Filter wurd genung gesagt. Möglichst vor dem Amp. Und ja, paar dB kann man auch passiv nach dem Amp machen. MFG Fralla
>Das die 250kHz weg müssen ist egal
Der Satz gehörte da nicht hin, sollte ist "klar" heisen..
Fralla schrieb: > Markus hat schon recht, das ist ein Problem, dass diese -25°(es sind > -22, egal) der Phasenresere fehlen. Und 22° ist enorm viel. Ich hab ja geschrieben, dass ich geschätzt habe ;) Aber warum sollen auf einmal 22° der Phasenreserve fehlen? Bei der Grenzfrequenz (hier 5 kHz) hat man -45° Phasendrehung, wenn ich die Frequenz auf diesen TP halbiere erhöht sich doch meine Phasenreserve da die Phasendrehung abnimmt, die verringert sich doch nicht...:confused:
>Ich hab ja geschrieben, dass ich geschätzt habe ;) möglich. >Aber warum sollen auf einmal 22° der Phasenreserve fehlen? Bei der >Grenzfrequenz (hier 5 kHz) hat man -45° Phasendrehung, wenn ich die >Frequenz auf diesen TP halbiere erhöht sich doch meine Phasenreserve da >die Phasendrehung abnimmt, die verringert sich doch nicht Die Regelbandbreite ist vorgegeben. Sommit steigt die Phasendrehung je tiefer die Grenzfrequenz des Tiefpasses. Also kann die Grenzfrequenz nicht nur etwas größer als die Regelbandbreite machen. Und das hat eigentlich nichts mit Shannon zu tun...
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