Impedanzwandler für multi use D/A Ausgang

[Chris (Gast)]

Schönen Guten Tag zusammen,

ich habe eine D/A Wandler Karte für meinen PC deren Ausgänge Spannungen 
zwischen 0-10V bei max. 4mA ausgeben können. Jetzt möchte ich 
verschiedene Bauteile mehr oder weniger direkt an diesen Ausgängen 
betreiben. Momentan habe ich da LEDs, Laser und Ultraschallsender im 
Kopf. Ich brauche also mehrere hundert mA Ausgangsstrom und für den 
Ultraschallsender sollte der Ausgang auch locker 40kHz schaffen können. 
Außerdem muss der Ausgang auch zwischen 0-10V ausgeben können, obwohl 
ich nur eine 0-15V Spannungsquelle habe.

Das ganze wollte ich mithilfe eines Spannungsfolgers realisieren und in 
meiner naiven Vorstellung (hab zwar Elektrotechnik studiert bin aber 
nicht in Richtung Elektronik gegangen) gebe ich auf den Ausgang meiner 
D/A Karte 10V und am Ausgang meines Impedanzwandlers liegen ebenfalls 
10V an, die ich jetzt aber deutlich höher belasten kann. Ich habe dann 
einen Spannungsfolger nach http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsfolger 
mit einem TDA2030 (http://www.itisff.it/dip_eln/tda2030.pdf) realisiert 
und ohne weitere Widerstände/Kondensatoren miteinander verbunden. Den OP 
versorge ich mit 0-15V.

Jetzt ergeben sich eine Reihe von Problemen:
1. Der OP wird auch im unbelasteten Zustand sehr heiß, was ich mir nicht 
erklären kann. Erste Recherchen haben ergeben dass das vermutlich daran 
liegt das die Kiste schwingt, da der OP nicht Unity Gain stable ist.

2. Der Ausgang geht nicht runter auf 0V sondern bleibt bei mindestens 1V 
hängen. Recherchen ergeben, dass das vermutlich daran liegt das der OP 
kein Rail-to-Rail Typ ist oder daran, dass ich den OP statt mit 0-15V 
besser mit -2 bis +13V versorgen sollte (könnte ich das einfach mit 
einem Spannungsteiler realisieren?).

3. Wenn ich am Eingang eine Spannung anlege, ist die Ausgangsspannung 
nicht gleich (was ich erwartet hätte) sondern bis etwa 0,7V größer. Ich 
messe momentan mit einem Gleichspannungsvoltmeter (weil ich auch 
Gleichspannungen auf den Eingang gebe) und vermute dass der Unterschied 
zwischen Ein- und Ausgang an den evtl. vorhandenen überlagerten 
Schwingungen liegt. Insgesamt ist die Ausgangsspannung auch stark 
Temperaturabhängig. Beim Aufheizen verändert sich die Spannung um einige 
hundert mV.

Insgesamt vermute ich dass ich mit meinem OP eine nicht ganz optimale 
Wahl getroffen habe sondern zumindest einen mit unity gain stable und 
evtl. auch rail-to-rail hätte nehmen sollen.

Könnte ich damit richtig liegen oder sind meine Mutmaßungen komplett 
falsch und es liegt an etwas anderem?

Zweite Frage: Kennt jemand einen OP der für meine Anforderungen gut 
geeignet wäre? Dürfte auch etwas teurer sein. Oder eine Datenbank in der 
man seine Muss-Anforderungen eingibt und dann eine Liste mit OPs 
ausspuckt. Gibts sowas?

Sorry für den langen Text. Ich würde mich sehr über etwas Hilfe freuen.

Viele Grüße
Chris

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Chris schrieb:
> Ich habe dann einen Spannungsfolger nach
> http://de.wikipedia.org/wiki/Spannungsfolger mit einem TDA2030
> (http://www.itisff.it/dip_eln/tda2030.pdf) realisiert und ohne weitere
> Widerstände/Kondensatoren miteinander verbunden.
Der TDA2030 ist in erster linie ein Audio-Verstärker. Dafür ist er 
optimiert.

> Insgesamt vermute ich dass ich mit meinem OP eine nicht ganz optimale
> Wahl getroffen habe
Du hast entweder das Datenblatt nicht angeschaut/verstanden oder die 
relevanten Daten sind gar nicht im Datenblatt zu finden.

> Den OP versorge ich mit 0-15V.
In deinem Fall wären nämlich unbedingt 2 Werte ganz wichtig: der Input 
Voltage Range (gern auch der Commomn Mode Voltage Range) und dann noch 
der Output Voltage Range.
Zum ersteren findet sich im DB nur, dass bei Vcc+-18V die 
Eingangsspanung max +-15V sein darf. Also 3V kleiner als die jeweilige 
Versorgung. Umgerechnet auf 0...15V ergibt das 3...12V. Der OP wird also 
mit einer Eingangsspannung kleiner 3V ausserhalb der Spezifikation 
betrieben.
Und zum Ausgangsspannungbereich findet man dann gleich mal gar keine 
Daten... :-o

> sondern zumindest einen mit unity gain stable und evtl. auch
> rail-to-rail hätte nehmen sollen.
Mir scheint, du plapperst da jetzt einfach Schlagworte nach, die du bei 
ähnlichen Problemen irgendwo mal gelesen hast...
Aber du hast es erfasst: du musst zuerst deine Spezifikationen 
aufstellen und dann ein Bauteil suchen, dass die evtl. erfüllt.

> versorge ich mit 0-15V. .... -2 bis +13V versorgen sollte
> (könnte ich das einfach mit einem Spannungsteiler realisieren?).
Nein. Aber was genau hast du jetzt nochmal studiert?

> Oder eine Datenbank in der man seine Muss-Anforderungen eingibt und dann
> eine Liste mit OPs ausspuckt. Gibts sowas?
Sieh dich mal auf den HP der einschlägigen Hersteller um. Da gibt es 
meist irgendwelche Selection Tables oder Spreadsheets...

[haggimax (Gast)]

Hi,

vielen Dank für die Antwort!

Lothar Miller schrieb:
> Du hast entweder das Datenblatt nicht angeschaut/verstanden oder die
> relevanten Daten sind gar nicht im Datenblatt zu finden.
Nicht verstanden dürfte es ziemlich gut treffen. Aber ich arbeite dran 
:-) Das mit der Common Mode Voltage Range) ist schonmal ein guter 
Hinweis.

Lothar Miller schrieb:
> Mir scheint, du plapperst da jetzt einfach Schlagworte nach, die du bei
> ähnlichen Problemen irgendwo mal gelesen hast...
Wieder richtig :-). Aber wenn man nunmal eine Schaltung braucht, keinen 
Analogmenschen an der Hand hat und gleichzeitig etwas Zeitdruck hat ist 
das nicht weiter verwunderlich. Meine Taktik ist momentan, von den 
Schaltungen nur das zu verstehen was ich für mein Problem brauche, damit 
ich schnell ein Ergebnis bekomme. Nachhaltig ist das in der Tat nicht 
:-)

Lothar Miller schrieb:
> Nein. Aber was genau hast du jetzt nochmal studiert?
Berechtigte Frage. Allerdings muss man fairerweise sagen, dass es einen 
Unterschied macht mit idealen Bauteilen auf dem Papier zu rechnen und 
mal tatsächlich eine echte Schaltung aufzubauen. Analogelektronik fand 
ich damals extrem langweilig, allerdings jetzt wo es um konkrete 
Probleme geht find ichs mittlerweile eigentlich ziemlich spannend. Auch 
wenn ich beruflich nicht weiter weg sein könnte :-)

Ich danke für die ersten Hinweise und hoffe damit weiterzukommen. Das 
ich den OP außerhalb der Spezifikationen betreibe bei den geringen 
Spannungen war mir nicht so ganz klar.

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

haggimax schrieb:
> wo es um konkrete Probleme geht find ichs mittlerweile eigentlich
> ziemlich spannend
Du wirst ab hier noch einiges lernen. Viel Spass und Erfolg dabei... ;-)