Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker defekt?


von natasia (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe eine Standard nicht invertierende Verstärkerschaltung gebaut. 
Der OP ist ein PA15FL der Firma Apex (für Betriebsspannung bis +/-225V).

Die Spannung am Kondensator (Betriebsspannung des OPs, siehe Schaltung) 
beträgt +180V bzw. -180V.
Egal ob ein Signal am Eingang anliegt oder nicht, ist der Ausgang des 
OPs ständig ca. 170V. Meine Frage ist ob ich etwas nicht beachtet habe, 
oder der OP defekt ist.

Viele Grüße
Natasia

von Old P. (Gast)


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Wie ist denn der Signaleingang real beschaltet?

Old-Papa

von Peter R. (pnu)


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Das Schaltbild zeigt natürlich nur die Simulation,nicht die echte 
Schaltung.

Also erst mal den + Eingang mit ca. 5k auf Masse schalten. Dann müsste 
die Ausgangsspannung ungefähr Null sein.

Das Hydrophon weglassen, vorerst nur die R's 1..4 dran.

Vielleicht schwingt der Verstärker wegen der komplexen Last des 
Hydrophons.

So etwas setzt man doch zuerst mit niedriger Spannung (z.B. +-15V ) in 
Betrieb
...und geht erst anschließend, wenn  alles stimmt, auf höhere Spannung 
über. Dabei tuts auch gut, wenn man zuerst strombegrenzende Widerstände 
in die Zuleitungen legt.

von oszi40 (Gast)


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natasia schrieb:
> oder der OP defekt ist.

Ging es denn schon mal?
Wenn nicht, dann prüfe nochmals die Verdrahtung und die anliegenden 
Spannungen. Es könnte auch sein, daß irgendwelche bösen Spannungsspitzen 
Deinen OPV zum Rauchen gebracht haben?
DB:http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/344979/CIRRUS/PA15FL.html
Man liest auch: INPUT PROTECTION:Although the PA15FL can withstand 
differential input voltages up to ±25V, additional external protection 
is recommended.

von Peter R. (pnu)


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Wie stehts zum Beispiel mit dem Einschaltvorgang? Vielleicht haut da 
schon der Ladestrom für die 3,4 nF des Hydrophon den Op-Amp kaputt.

Also erst mal mit verringerter Betriebsspannung rangehen und beim 
steigern der Spannung die Aufladeströme messen bzw. begrenzen.

von natasia (Gast)


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Danke für eure Antworten.
Die 3,4nF des Hydrophons habe ich natürlich beim ersten Test noch gar 
nicht angeschlossen gehabt.

Leider kann ich den OP nicht mit geringeren Betriebsspannungen aus einem 
Netzteil oder ähnlich testen (min. +/-50V sind laut Datenblatt 
notwendig).

Ich habe auch bereits beide Eingänge auf Masse geschaltet, da hat sich 
leider gar nichts getan, auch nicht wenn ich am Eingang ein 
Wechselspannungssignal (1V 1000Hz) mit einer NI Karte erzeuge. Die 
Spannung am Ausgang bleibt konstant.

Den Eingangsschutz habe ich weggelassen, da ich mit der NI Karte max. 
+/-10V erzeugen kann und ich mir nicht vorstellen kann wie hier eine 
Höhere Spannung oder Spannungsspitzen anliegen könnten.

lg
Natasia

von oszi40 (Gast)


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natasia schrieb:
> Leider kann ich den OP nicht mit geringeren Betriebsspannungen aus einem
> Netzteil oder ähnlich testen

1... auch Schutzwiderstände zur Strombegrenzung könnten ersten Rauch 
vermeiden?  Jedenfalls würde ich auch mal der Strom messen und den 
Einschaltvorgang der Netzteile genauer untersuchen bevor ich den 
nächsten ICs weißen Rauch entlocke.

2.Ob manchmal über R2 eine zu hohe Spannung am Eingang ankommt?

von natasia (Gast)


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Gab keinen Rauch ;-)
Und es sind Sicherungen 220mA flink eingebaut, also falls da ein zu 
hoher Einschaltstrom fließen sollte müssten sie schon längst durch sein.

2. Klingt nach einer interessanten Vermutung, allerdings bilden R1 und 
R2 einen Spannungsteiler. Die Spannung die am - Eingang anliegt 
entspricht also dem Wert der über R1 abfällt also 1/10 der 
Ausgangsspannung => max 17V (also alles im grünen Bereich).

lg

von Helmut L. (helmi1)


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natasia schrieb:
> Leider kann ich den OP nicht mit geringeren Betriebsspannungen aus einem
> Netzteil oder ähnlich testen (min. +/-50V sind laut Datenblatt
> notwendig).

Meinst du darunter geht er kaputt? Sowas faehrt man langsam hoch unter 
Beachtung der Stromaufnahme.

natasia schrieb:
> Den Eingangsschutz habe ich weggelassen, da ich mit der NI Karte max.
> +/-10V erzeugen kann und ich mir nicht vorstellen kann wie hier eine
> Höhere Spannung oder Spannungsspitzen anliegen könnten.

Ich schon. Da kann immer etwas passieren um die maximale Spannung am 
Eingang zu ueberschreiten. Und soviel kosten ja ein paar Z-Dioden nicht 
im gegensatzt zum Preis diese OPs.

von natasia (Gast)


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Nein ich glaube natürlich nicht, dass er kaputt geht wenn man ihn mit 
einer zu geringen Spannung betreibt, allerdings wird er wohl unter der 
minimalen Betriebsspannung nicht funktionieren. Daher halte ich einen 
solchen Test für nicht besonders vielversprechend. Da meine 
Gleichspannungsnetzteile nur bis 24V oder so liefern.

lg

von natasia (Gast)


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Also ich habe die Dioden in der Simulation hinzugefügt leider kann ich 
nicht sehen dass zB. die Spannung am Eingang max 24V (TVS Diode) 
beträgt. Wäre die Schaltung so richtig?

von Helmut L. (helmi1)


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Was soll D10,D11 in Reihe mit 2K bewirken?

natasia schrieb:
> Also ich habe die Dioden in der Simulation hinzugefügt

In der Simulation geht selten ein OP kaputt. Warum machst du das nicht 
wie auf Seite 4 des Datenblattes vorgeschlagen worden ist.

von oszi40 (Gast)


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natasia schrieb:
> Sicherungen 220mA flink eingebaut

Silizium schmilzt schneller, als manche Sicherung, die eine Sekunde den 
doppelten Strom verträgt (weiß man später).

von natasia (Gast)


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Naja, so wies im Datenblatt (Figure 2a) gezeigt ist kanns meiner Meinung 
nach gar nicht funktionieren.
1. Die Zener Dioden (Z1 und Z2) brauchen auf jeden Fall noch einen 
Widerstand, sonst wäre der Strom viel zu hoch.
2. Input-Protection: Was bringen denn 2 normale Dioden hintereinander? 
das bedeutet ein Spannungsabfall von 1,4V (2x0,7V) in Durchlassrichtung 
=> Parallel dazu also am OP Eingang und an den Dioden die Parallel dazu 
in Sperrrichtung geschaltet sind fallen auch 1,4V ab. Entweder habe ich 
nen Denkfehler oder die Schaltung kann so nicht funktionieren.

Und ja in der Simulation geht der OP natürlich nicht kaputt, aber ich 
erwarte, dass ich messen kann dass die Spannung auf 24V aufgrund der TVS 
Diode begrenzt ist.

lg

von oszi40 (Gast)


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natasia schrieb:
> (Z1 und Z2) brauchen auf jeden Fall noch einen
> Widerstand, sonst wäre der Strom viel zu hoch.

Es gibt nicht NUR 5V-Z-Dioden. Es gibt auch Vorwiderstäde am RECHTEN 
Fleck!

natasia schrieb:
> fallen auch 1,4V ab

Je nach Verstärkung durch aus 
ausreichend?http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen

von Gregor B. (Gast)


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natasia schrieb:
> 1. Die Zener Dioden (Z1 und Z2) brauchen auf jeden Fall noch einen
>
> Widerstand, sonst wäre der Strom viel zu hoch.

Hast Du Dir die Beschreibung dazu durchgelesen?
Z1 und Z2 sind Transient Voltage Suppressor-Dioden.
Die sollen richtig Strom führen, um Transienten (kurzfristige 
Überspannungen) zu begrenzen.

Das wäre z.B. eine 1.5KE, die mit einer Standoff Working Voltage, (also 
der Spannung, die dauerhaft anliegen kann ohne dass sie richtig 
leitfähig wird) von 100V betrieben werden kann, kann für eine 10/1000µs 
Impuls wie im Datenblatt dargestellt eine Strom von 9,1A klemmen kann.

http://www.vishay.com/docs/88301/15ke.pdf

Da sind die Vorwiderstände komplett kontraproduktiv.

von MaWin (Gast)


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Der PA15 hat Ilim und CC Anschlüsse, was hast du mit denen gemacht UND 
WARUM SCHREIBST DU DAZU KEIN WORT?

von natasia (Gast)


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MaWin schrieb:
> Der PA15 hat Ilim und CC Anschlüsse, was hast du mit denen gemacht UND
> WARUM SCHREIBST DU DAZU KEIN WORT?

Sry, ich hab da nen 3 ohm Widerstand drin, CC Pins hab ich ich offen.

von Gregor B. (Gast)


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Und, alles schon auf Unterbrechung oder Kurzschluss getestet?

von Helmut L. (helmi1)


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natasia schrieb:
> 2. Input-Protection: Was bringen denn 2 normale Dioden hintereinander?
> das bedeutet ein Spannungsabfall von 1,4V (2x0,7V) in Durchlassrichtung
> => Parallel dazu also am OP Eingang und an den Dioden die Parallel dazu
> in Sperrrichtung geschaltet sind fallen auch 1,4V ab. Entweder habe ich
> nen Denkfehler oder die Schaltung kann so nicht funktionieren.

Im eingeschwungenen Zustand herrscht bei einem Gegengekoppelten OP 
zwischen seinen beiden Eingaengen eine Spannung von nahezu 0V. Dabei 
leiten die beiden Dioden nicht sie begrenzen die max. Spannung zwischen 
den beiden Eingaengen auf +-1.4V

natasia schrieb:
> 1. Die Zener Dioden (Z1 und Z2) brauchen auf jeden Fall noch einen
> Widerstand, sonst wäre der Strom viel zu hoch.

Und wie sollen sie dann den OP vor Transisenten schuetzen? Richtige 
Transzorb Dioden halten das aus.

von natasia (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Im eingeschwungenen Zustand herrscht bei einem Gegengekoppelten OP
> zwischen seinen beiden Eingaengen eine Spannung von nahezu 0V. Dabei
> leiten die beiden Dioden nicht sie begrenzen die max. Spannung zwischen
> den beiden Eingaengen auf +-1.4V

jo, so sehe ich das auch, ich würde die Spannung allerdings eher auf 15V 
begrenzen, schließlich verträgt er 25V und mir reichen 10V. Deswegen 
macht diese Schaltung aus meiner Sicht wenig Sinn.

von Helmut L. (helmi1)


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natasia schrieb:
> jo, so sehe ich das auch, ich würde die Spannung allerdings eher auf 15V
> begrenzen, schließlich verträgt er 25V und mir reichen 10V. Deswegen
> macht diese Schaltung aus meiner Sicht wenig Sinn.

Du hast das immer noch nicht verstanden. Die 1.4V der Dioden reichen 
voll aus. Zwischen beiden Eingaengen sind nur wenige mV unterschied was 
willst du da auf 15V begrenzen wozu?

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