Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM358 gegen TLV27L1 in Messbrücke


von J. V. (janvi)


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habe diese Brückenschaltung
http://www.ist-ag.ch/eh/ist-ag/resource.nsf/imgref/Download_DFFS5L_E1.0.pdf/$FILE/DFFS5L_E1.0.pdf
mit einem LM358 aufgebaut. Resultat funktioniert wie erwartet, hat aber 
eine ziemlich wüste Neigung zum Schwingen (wenige Prozent des Nutzhubs). 
Der zweite OP vom LM358 ist als Ausgangsverstärker beschaltet und dürfte 
nicht am Schwingen beteiligt sein. Beiliegendes Bild ist am Emitter des 
Transitors (hier BC847 verwendet).

Ich vermute, daß der Komparatorbetrieb für den LM358 mit 100dB des LM358 
nicht ganz gut tut. Gegenüber dem TLV ist im Datenblatt des LM358 keine 
Slew Rate angegeben (?). Kondensatoren am Eingang des Komparators machen 
eine zusätzliche Phasendrehung welche zu völlig unbrauchbaren 
Ausgangssignalen führt.

Ideen um den Regelkreis stabil, bzw. langsam zu kriegen ?

von Kai K. (klaas)


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Der 1,1M Widerstand (komischer Wert...) scheint an der rechten Seite 
falsch angeschlossen zu sein, bin mir aber nicht sicher. Verbinde ihn 
doch mal mit dem Ausgang des OPamp.

von .... (Gast)


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der transistor ist vergeht herum in schaltplan...

von .... (Gast)


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..verkehrt...

von Ulrich (Gast)


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Das Problem, wieso man leicht Schwingungen hat, liegt in der 
Geschwindigkeit mit der der Sensor reagiert. Der 1,1 M Widerstand ist so 
wohl schon richtig, aber ggf. noch zu groß, wenn der OP zu viel 
Offsetfehler hat. Es könnt auch helfen, die Spannung für den Widerstand 
zu filtern und so das übersprechen von Störungen auf der Versorgung zu 
reduzieren. Über den 1,1 M Widerstand wird eine kleine Spannung von etwa 
1/1000 der Versorgungs Spannung. Im stationären Zustand ist entsprechend 
die Brücke immer um ein kleines bisschen verstimmt, um diese kleine 
Spannung zu kompensieren. Damit wirkt einer kleiner Teil (etwa 1/1000) 
der Rückkopplung auch sofort, und macht die Schaltung stabil - zumindest 
im Prinzip.

Um die Schaltung langsamer und damit ggf. stabiler zu bekommen, könnte 
man vor den Inv. Eingang einen relativ hohen Widerstand (z.B. 100 K 
viel mehr wegen des Bias Stromes nicht unbedingt) schalten, und dann 
einen Kondensator (ggf. schon 10 nF) vom Ausgang zum Inv. Eingang.

von Anja (Gast)


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J. V. schrieb:
> Ideen um den Regelkreis stabil, bzw. langsam zu kriegen ?

einen OP-Amp mit geringerer Verstärkung und Bandbreite verwenden z.B. 
den TLV27L1.

Ansonsten der Vorschlag von Ulrich. Wobei ich den Widerstand beim LM358 
eher um die 10k ansiedeln würde und dafür den Kondensator etwas größer 
(100nF .. 1uF).

Gruß Anja

von gk (Gast)


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Bist Du Dir sicher, dass Du auch richtig gemessen hast ? Die Störsignale 
sehen eher aus, als kämen sie von einem Schaltregler. Wo war Deine Masse 
? Ansonsten  hilft eventuell ein Elko von Emitter zur Masse. Wenn die 
Störung vom LM kommt, dann müßte diese auch auf dem LM Ausgang zu sehen 
sein.

Der TLV ist ein R2R. Das kann aber das Problem nicht sein, den bei ca. 
8V am Ausgang braucht der LM 8,7 V. Bei 12Volt(?) Betriebsspannung 
bleiben dann noch  3,3 Volt, der LM schafft laut Datenblatt 1,5V.

Und nein der Transistor ist nicht falsch herum eingezeichnet. Man könnte 
aber einen pnp Typ mit Basisvorwiderstand nehmen und die OP-Eingänge 
vertauschen. Die Kreisverstärkung würde dann aber noch höher werden und 
müsste entsprechend kompensiert werden.

gk

von Janvi (Gast)


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2 Schaltregler sind auch auf der Platine - werde ich noch mal genauer 
angucken ob die Nadeln nicht davon kommen. Bei einer Abtastung mit 
300mSec sieht man übrigens einen Sägezahn mit etwa 20 Sek Periodenzeit 
(Abtasteffekt auf der am Oszi dargestellten Schwingung ?)

Der NPN Transistor ist nicht verkehrt drinnen (sonst würde gar nix 
gehen) und die 1,1 Mohm sind auch richtig. Achtung: Die 1,1 Mohm sind 
blöd gezeichnet und keine Gegenkopplung. Der R geht auf VCC und nicht 
auf den OP Ausgang. Die 1,1 Mohm erzeugen eine einache Unsymmetrie zur 
Beseitigung von Anlaufproblemen. Man würde ihn besser auf die linke 
Seite parallel R5/R4/R2 anordnen um die Funktion zu verstehen. Bei 
Power-On fliesst der Strom nur über R5. Ist die Brückensymmetrie kleiner 
als der Offsetfehler des OP kommt die Regelung manchmal nicht in Gang. 
Daher habe ich die 12k schon auf 10k verkleinert was das Problem 
verbessert. Die 1Mohm beseitigen das Problem aber zuverlässig durch 
Unsymmetrie.

Vielleicht sollte ich mal mit einer Gegenkopplung experimentieren? 
Vielleicht geht der OP als Komparator doch in Sättigung? Vielleicht geht 
auch der Transistor in Sättigung? Die Sache mit dem fehlenden 
Basiswiderstand ist auch verdächtig. Am Emmiter ist die Ausgangsspannung 
ja im Bereich 3,5 bis 8 Volt angegeben. Der OP schaltet als Komparator 
ja aber immer auf VCC. Nachdem Ube aber konstant ist, müsste auch der 
zulässige Basisstrom überschritten werden bzw. die Ube Strecke den OP 
Ausgang nahezu kurzschliessen. Werde mal das MPSA05 Datenblatt genauer 
bemühen bevor ich mit meinem BC847 so sorglos weitermache.

von gk (Gast)


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Janvi schrieb:
> 2 Schaltregler sind auch auf der Platine

Aha! Und was ist mit den Messungen/Maßnahmen, die ich vorgeschlagen habe 
?

Janvi schrieb:
> Vielleicht geht
> auch der Transistor in Sättigung? Die Sache mit dem fehlenden
> Basiswiderstand ist auch verdächtig.

Nee, tut er nicht. Das ist ein klassischer Emitterfolger und der braucht 
auch keinen Basisvorwiderstand. Der OP sieht ( R3 + RH) mal 
Stromverstärkung. (Anders bei pnp mit Emitter an UB).

Janvi schrieb:
> Werde mal das MPSA05 Datenblatt genauer
> bemühen bevor ich mit meinem BC847 so sorglos weitermache.

Das kann nie was schaden, wird aber nichts bringen.

gk

von Ulrich (Gast)


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Über den 1,1 M Widerstand koppeln Störungen aus der Versorgung in das 
Signal ein. Wenn die Versorgung nicht sauberer ist, wäre es da 
angebracht die 1,1 M in 2 mal 560 K aufzuteilen, und einen Kondensator 
nach GND in der Mitte um die Störungen zu unterdrücken.

von Kai K. (klaas)


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Miß mal, ob der Heizwiderstand bei Temperaturerhöhung zunimmt. Tut er 
das nicht, ist die Schaltung instabil, zumindest in der Simulation.

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