Unsaubere Schwingung Operationsverstärker-Oszillator

[Dussel (Gast)]

Moin,
letztens habe ich mal einen Rechteckoszillator mit einem 
Operationsverstärker aufgebaut. Der Schaltplan ist angehängt.

Funktion und Aufbau:
Der hintere Operationsverstärker ist als invertierender Schmitttrigger 
verschaltet, dessen Ausgang einen Kondensator an seinem Eingang lädt 
oder entlädt. Dadurch entsteht das regelmäßige Umkippen.
Der vordere Operationsverstärker ist ein Impedanzwandler, der dafür 
sorgt, dass der Spannungsteiler nicht belastet wird. Da sowieso zwei 
Operationsverstärker in einem Gehäuse eingebaut sind, habe ich den 
einfach mal benutzt.
Am Ausgang war nur das Oszilloskop mit 100MHz, 1GSa/s angeschlossen. Der 
Tastkopf war abgeglichen.
Versorgt wurde die Schaltung über ein Labornetzteil mit 5V und 
aufgedrehter Strombegrenzung.
Die Schaltung war auf dem Steckbrett aufgebaut.

Frage:
Bei einer Kapazität von einigen µF für C1 kam hinten eine saubere 
Rechteckschwingung mit etwa 10Hz raus.
Bei deutlich kleinerem C1, im nF-Bereich schwang die Schaltung mit 
10kHz, aber die Flanken waren nicht nur rund, sondern 'total komisch'. 
Das habe ich mal von Hand grob nachgezeichnet und angehängt. Bitte nicht 
lachen ;-)

Woher kommt jetzt der komische Verlauf? Über R5 liegen maximal 5V an, so 
dass maximal 5mA fließen. Das ist im Bereich, der für den 
Operationsverstärker garantiert wird. Überlast ist also nicht die 
Ursache. Die Frequenz sollte der Operationsverstärker auch ohne Probleme 
aushalten. Meine Idee wäre noch das Steckbrett, aber macht das so viel 
aus?

Leider habe ich weder die Schaltung noch das Oszilloskop hier. Das 
heißt, ich kann keine Bilder machen, aber vielleicht fällt jemandem ja 
so eine Denkfehler auf.

Danke schonmal für's lesen

[HildeK (Gast)]

Ich sehe folgende Probleme:
- 5V für die Versorgung eines LM358 ist sehr wenig.
- LM358 als Komparator (und so arbeitet er hier) ist die falsche Wahl
- LM358 ist einfach langsam, besonders wenn er quasi Open-Loop betrieben 
wird. Die Slew-Rate begrenzt die Anstiegszeiten.
- Blockkondensatoren könnten auch noch etwas verbessern.

[Dussel (Gast)]

HildeK schrieb:
> - Blockkondensatoren könnten auch noch etwas verbessern.
Daran habe ich auch gedacht, als ich den Schaltplan gezeichnet habe, 
aber ich denke nicht, dass das so viel ausmacht, wie hier zu sehen ist.

HildeK schrieb:
> - 5V für die Versorgung eines LM358 ist sehr wenig.
Single-Supply 3-30V. Die Ausgangsspannung wird dann eben geringer. Daran 
sollte es nicht liegen, oder?

HildeK schrieb:
> - LM358 als Komparator (und so arbeitet er hier) ist die falsche Wahl
> - LM358 ist einfach langsam, besonders wenn er quasi Open-Loop betrieben
> wird. Die Slew-Rate begrenzt die Anstiegszeiten.
Macht das denn bei 10kHz schon so viel aus? Das wäre auch meine Idee 
gewesen, aber 10kHz ist ja nichts.

[HildeK (Gast)]

Dussel schrieb:
> Macht das denn bei 10kHz schon so viel aus? Das wäre auch meine Idee
> gewesen, aber 10kHz ist ja nichts.

Ja. Man kann den 358 bei 10kHz als Verstärker mit maximal 10...20 
betreiben.
Und er geht natürlich jeweils an den Anschlag mit der Ausgangsspannung 
und hängt da quasi kurzzeitig fest. Je nach Typ kann es noch weitere 
unschöne Effekte geben.
Ein OPA mag einfach eine Übersteuerung nicht. Dafür sind die 
Komparatoren erfunden worden.

Dussel schrieb:
> HildeK schrieb:
>> - 5V für die Versorgung eines LM358 ist sehr wenig.
> Single-Supply 3-30V. Die Ausgangsspannung wird dann eben geringer. Daran
> sollte es nicht liegen, oder?

OK. Das hatte ich falsch in Erinnerung.

[Achim H. (anymouse)]

Dussel schrieb:
> aber 10kHz ist ja nichts.

Für einen LM385 schon.

Annahme: Slew rate 0,1V/µs. Für 5V braucht er dann 50µs. 10 kHz haben 
eine Periodendauer von 100µs.  Da schafft er also etwa einmal hoch und 
einmal runter.

---

@ HildeK

Die 5V Versorgungsspannung sehe ich bei der Anwendung eher weniger als 
Problem. Wird auch im Datenblatt so spezifiziert.

was gefällt Dir dabei nicht?

[Dussel (Gast)]

HildeK schrieb:
> Ja. Man kann den 358 bei 10kHz als Verstärker mit maximal 10...20
> betreiben.

Ok, danke. Das war nur ein Test, um überhaupt das Prinzip mal zu 
überprüfen. Daran sehe ich, dass das so also nicht funktioniert.

[Achim H. (anymouse)]

Okay, HildeK, frage an Dich war schon beantwortet.. bitte ignorieren.

[fish (Gast)]

Dussel schrieb:
> Ok, danke. Das war nur ein Test, um überhaupt das Prinzip mal zu
> überprüfen. Daran sehe ich, dass das so also nicht funktioniert.

Wahnsinn!