Hallo zusammen, Ein Signal (unter 100Hz) von 0..+3V soll auf ca. 0..+12V verstärkt werden. Den OpAmp direkt mit +12V zu betreiben möchte ich möglichst vermeiden. Deshalb habe ich gedacht, ich löse das mit nachgeschalteten Transistoren. Natürlich schwingt die Schaltung (in der Simulation und im realen Aufbau). Hat jemand einen Tipp was ich versuchen könnte, um das Schwingen in den Griff zu bekommen.
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versuche es mal mit einen kleinen Kondensator zwischen Basis und Kollektor von T1. Ralph Berres
> Den OpAmp direkt mit +12V zu betreiben möchte ich möglichst
Warum?
+12V und -3,3V Versorgungsspannung des Opamps sind die ideale Lösung.
Vergiss das mit den zwei Transistoren.
Schonmal eine AC Anslyse gemacht? Vermutlich musst du deine Schleife kompensieren. Diverse App Notes findet man im Netz dazu.
chrud schrieb: > Deshalb habe ich gedacht, ich löse das mit nachgeschalteten > Transistoren. Natürlich schwingt die Schaltung (in der Simulation und im > realen Aufbau). Solche Rückkopplungen über mehrere Stufen können immer zu Problemen führen. Was ist Dein Grund, diesen nachgeschalteten Transistor- Verstärker zu verwenden?
@Ralph Berres: Hab da mal 100pF reingemacht. Hat die Resonanzfrequenz verkleinert, schwingt aber immer noch. @Helmut S.: Diese OP-Schaltung ist nur ein kleiner Teil eineren grösseren Schaltung. Im Einsatz liegen die +12V immer an. Die +/-3.3V und andere Spannungen werden später (zwischen Minuten und Tagen) zugeschaltet. Den OpAmp so asymetrisch angeschlossen zu haben schien mir nicht ideal. @Max: Da das verhalten der Simulation zur echten Schaltung etwas anders ist, hat mir die AC Analyse im Simulator nicht wirklich geholfen. Das Resultat scheint mir "falsch" z.B bei 100Hz einen Gain von -45db u.s.w. @All: Danke für die Tipps.
@Harald W.: Ich habe von einem DAC nur ein Signal zwischen 0..+3V muss aber für die Steuerung eines anderen Schaltungsteils ca. 0..+12V haben.
chrud schrieb: > Diese OP-Schaltung ist nur ein kleiner Teil eineren > grösseren Schaltung. Im Einsatz liegen die +12V immer an. Die +/-3.3V > und andere Spannungen werden später (zwischen Minuten und Tagen) > zugeschaltet. Den OpAmp so asymetrisch angeschlossen zu haben schien mir > nicht ideal. Der OPA170 arbeitet auch mit 0...12V. Vielleicht probierst Du das einmal. Allerdings sollte das Ausgangssignal nicht grösser 10V werden.
chrud schrieb: > @Ralph Berres: Hab da mal 100pF reingemacht. Hat die Resonanzfrequenz > verkleinert, schwingt aber immer noch. Dann versuch es mal mit einen Kondensator zwischen OpAmp-Ausgang und (-)-Eingang.
chrud schrieb: > Natürlich schwingt die Schaltung (in der Simulation und im realen > Aufbau). Richtig. Deine nachgeschalteten Transistoren bewirken ja auch zusätzlich Verstärkung. Die Schaltung ist inhärent instabil. Siehe http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.9.1 für eine Erklärung. > Hat jemand einen Tipp was ich versuchen könnte, um das > Schwingen in den Griff zu bekommen. Zumindest ein Kondensator zwischen VF1 und invertierendem OpAmp Eingang. chrud schrieb: > Den OpAmp direkt mit +12V zu betreiben möchte ich möglichst vermeiden. Klare Fehlentscheidung. Dein OpSml kann ja sogar R2R. Vergiss deine Schaltung, die ist schwer schnell und stabil zu bekommen, und reagiert sauer auf kleinste kapazitive Lasten, laden mit 100mA, Entladen über 10k, das wird nichts.
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Versuche es mal testweise mit einem 100R Widerstand in der Emitterleitung von T1.
Ach Du grüne Neune schrieb: > Versuche es mal testweise mit einem 100R Widerstand > in der Emitterleitung von T1. Richtige Richtung -- aber konsequenter sein: - Widerstand auf 1k erhöhen - Emitter von T1 gegen -3.3V schalten (--> Open- Collector-Ausgang für U1) - für T2 NPN-Typ verwenden (--> Spannungsfolger) - Emitterwiderstand von T2 als Spannungsteiler ausbilden; dort OPV-Rückkopplung anschließen
Danke für die weiteren Tipps. Hab mal noch das mit dem Emitterwiderstand und dem Kondensator versucht. Leider ohne Erfolg. Egon D. Vorschlag konnte ich noch nicht probieren. Das ist etwas komplizierter zum umsetzen, da die Widerstände und Kondensatoren auf dem Board eine Grösse von 0402 haben. Der Transistor ist ein BC847BPN -> NPN und PNP in einem SOT363 Gehäuse (https://www.nexperia.com/products/bipolar-transistors/general-purpose-bipolar-transistors/transistors-double/BC847BPN.html). Alles nicht so bastler-/experimentierfreundlich... Aber wie mir scheint, sollte ich mich eher darauf konzentrieren die +12V schaltbar zu machen anstelle zu versuchen die Entstufe zu stabilisieren...
Bei solchen oder ähnlichen Schaltungen benutze ich die folgende, einfache Herangehensweise. Ich stelle fest, wie schnell das Teil sein soll und mache sie dann auch nur so schnell wie unbedingt nötig. Das erspart dann auch so Fehler wie: Normalerweise geht es ja, aber manchmal...
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Hier noch eine Lösung ohne OPV. R5 kann auch durch einen 2k5 Spindeltrimmer ersetzt werden, damit die Verstärkung exakt eingestellt werden kann. Der Ausgang kann evtl. sogar bis zu 5A belastet werden.
Vielen Dank an alle. Manchmal brauchts noch ein wenig Input von aussen um sich alles nochmals durchzudenken. Ich habe am OpAmp die Spannung auf +12V erhöht. Das funktioniert nun ohne Probleme. Die +12V werde ich in diesem Bereich vom PCB zusammen mit den -3.3V ausschaltbar machen. Das ist eigentlich die bessere und saubere Lösung für den Rest der noch dranhängt.
Wie funktioniert denn die Schaltung? Was mavht denn der OPV genau? Ist das nicht ein Komparator? Wann wird denn eigentlich der npn durchgeschaltet?
Der OpAmp will ja keine Spannungsdifferenz an seinen Eingängen. Wenn wir nun am Plus-Eingang eine Spannung von 1V anlegen und der Minus-Eingang noch 0V ist, haben wir eine Spannung am Ausgang. Da diese Spannung an der Basis von T1 zu seinem Emitter positiv ist, fliesst ein Strom und T1 beginnt zu leiten. Dadurch entsteht eine negative Spannungsdifferenz zwischen Basis und Emitter von T2. Die hat zur Folge, dass dieser leitet und die Spannung an VF2 von 0V her ansteigt. Nehmen wir an, diese Spannung an VF2 ist jetzt 2V. Durch den Spannungsteiler R2+R1 liegt nun am Minus-Eingang vom OpAmp eine Spannung von 0,5V an. Dies reicht jetzt aber dem OpAmp noch nicht, da er ja an beiden Eingängen die gleiche Spannung haben will. Somit wird die Spannung am Ausgang noch grösser, die Transistoren leiten noch mehr und die Spannung an VF2 steigt schlussendlich auf 4V. Dann liegen an beiden Eingängen 1V an und der OpAmp ist zufrieden und lässt die notwendige Spannung am Ausgang. In der Praxis ist es dann nicht mehr so einfach...
chrud schrieb: > Der OpAmp will ja keine Spannungsdifferenz an seinen Eingängen. > von 0,5V an. > Dies reicht jetzt aber dem OpAmp noch nicht, da er ja an beiden > Eingängen die gleiche Spannung haben will. Somit wird die Spannung am > Ausgang noch grösser, die Transistoren leiten noch mehr und die Spannung > an VF2 steigt schlussendlich auf 4V. Dann liegen an beiden Eingängen 1V > an und der OpAmp ist zufrieden und lässt die notwendige Spannung am > Ausgang. > > In der Praxis ist es dann nicht mehr so einfach... Vielen herzlichen Dank für die Erklärung
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