Hallo zusammen. Ich habe gerade angefangen mich mit Operationsverstärkern zu beschäftigen, da ich eine Anwendung habe, bei der ich diese benötige. Ich bin also noch ein Neuling in diesem Gebiet. (seid bitte nicht zu streng mit mir) Der Wunsch ist eine Schaltung zu bauen, die aus einer Referenzspannung und einem Sensorsignal ein differenzielles Messsignal aufbereitet, damit dies über ein Kabel zur Auswerteeinheit ausgegeben werden kann. Ich habe eine Prinzipskizze gemacht, damit man sieht, was ich vorhabe. (siehe prinzipszizze.gif) Die Erzeugung der symmetrischen Spannung klappt ganz gut. ist aber auch schon leicht verrauscht. Ich habe schon überlegt einfach zwei Spannungsregler dahinter zu hängen, da die mir eine schöne Spannung erzeugen könnten. In diesem Fall würde ich die Eingangsspannung auf 24V erhöhen und dann aus +-12V +-9 Volt machen. (ich hoffe das geht) Daraufhin folgt ein Instrumentenverstärker um den Sensor und die Referenzspannung nicht zu belasten und gleichzeitig die Verstärkung (<1) einstellen zu können. Zum Schluss noch ein invertierender Verstärker mit Verstärkung =1 um ein Invertiertes Signal zu erzeugen. Auf der Messseite sitzt ein 120 Ohm Widerstand über den gemessen wird. Auf diesem habe ich ein extrem großes Rauschen. (siehe rauschen.gif) Ich habe auch das Gefühl, dass mit jedem Verstärker das Rauschen schlimmer wird. (könnte logisch sein, wenn das Rauschen immer mitgenommen wird) Das Rauschen hat eine Frequenz von 900 kHz ... woher kommt das? Das Rauschen ist übrigens noch stärker, wenn ich den Widerstand nicht anhänge und den Stromkreis offen lasse. Das Signal soll später ca. +-0,5V Range haben. leider hat mein Rauschen schon ca. +-0,7 V. :( Wahrscheinlich habe ich einen ganz banalen Fehler drin. Aber ich hoffe ihr könnt mir helfen. Ich habe auch noch meine Simulation angehängt (simulation.gif) . Dort seht ihr auch die Schaltung. DANKE
Angehängte Dateien:
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prinzipszizze.gif
26 KB -
rauschen.gif
63 KB -
simulation.gif
280 KB
Q2 ist falschrum eingebaut und ich würde wohl gleich einen voll differentiellen Instrumentenverstärker verwenden: https://www.elektronikpraxis.vogel.de/stromsparender-voll-differenzieller-instrumentenverstaerker-a-390981/
Das ist kein Rauschen. Rauschen ist was stochastisches.
Kann es sein, daß es mit 900kHz schwingt ?
Jochen der Rochen schrieb: > Das ist kein Rauschen. Rauschen ist was stochastisches. Genau, da schwingt etwas, vielleicht der Rail-Splitter mit dem verdrehten Q2. Der LT1079 ist für rauscharme Sachen auch ungeeignet, wie fast alle Micropower-OPV.
Elliot schrieb: > Genau, da schwingt etwas, vielleicht der Rail-Splitter mit dem > verdrehten Q2. 1µF über R2 könnte das vielleicht beseitigen.
Vielen Dank für eure Antworten. Tatsächlich habe ich den Q2 nur im Plan falsch herum eingebaut. Auf dem Board ist er richtig herum. Der Punkt, dass es kein Rauschen ist stimmt. Jetzt wo ihr es sagt. Es ist tatsächlich ein Schwingen. Der Kondensator über R2 hat leider nicht viel bewirkt. Ich werde mal die Schaltung aus der ersten Antwort nachbauen. Trotzdem, wenn noch jemand eine Idee zum Schwingen hat würde ich es gern verstehen. Grüße
Müßtest du nicht noch den oberen Punkt der Last mit einem Buffer entkoppeln ?
Wie lang ist das Kabel? An deiner Stelle würde ich darüber nachdenken, ob du es nicht lieber in ein Stromsignal umwandeln willst (unterdrückt induktive Störungen besser, Leitungswiderstand wird bedeutungslos).
Und es gibt fertige ICs für sowas, deutlich einfacher als deine bisherige Schaltung in der Simulation.
Wühlhase schrieb: > Wie lang ist das Kabel? > > An deiner Stelle würde ich darüber nachdenken, ob du es nicht lieber in > ein Stromsignal umwandeln willst (unterdrückt induktive Störungen > besser, Leitungswiderstand wird bedeutungslos). Im Prinzip mache ich das ja durch den 120 Ohm Widerstand. Es muss ja immer ein Strom fließen, da ich sonst über dem Widerstand keine Spannung abgreifen würde. Das Kabel ist ca. 3m lang. Geht aber an einem E-Motor vorbei und das lässt sich leider nicht ändern. Aber darum ist es auch geschirmt.
Wühlhase schrieb: > Und es gibt fertige ICs für sowas, deutlich einfacher als deine > bisherige Schaltung in der Simulation. Kannst du mir einen nennen? Habe bisher keine gefunden. Vielleicht weil ich nicht weiß, wie die heißen. XD
Thomas W. schrieb: > Müßtest du nicht noch den oberen Punkt der Last mit einem Buffer > entkoppeln ? Kannst du mir das genauer erklären? Stichwort Buffer?
Ich dachte an einen buffer opamp (invertierender Eingang an Ausgang, "Voltage Follower") an U4 Ausgang. Bin aber nicht sicher, ob das helfen kann. Ich hätte vermutet, der U5 Schwingt.
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Bearbeitet durch User
Thomas W. schrieb: > Ich hätte vermutet, der U5 Schwingt. Muß nicht unbedingt der U5 sein. Das ist ein komplexes System und, bedingt durch parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten, ergibt sich die Schwingung mit 900 kHz. Benjamin B. schrieb: > extrem großes Rauschen Ist kein Rauschen, das wurde ja schon geklärt. Rauschen ist ein stochastisches Signal, nicht eine diskrete Frequenz. Auch ist die Amplitude für Rauschen viel zu hoch. Du hast also einen Oszillator gebaut. An den (fehlenden) Abblockkondensatoren kann es nicht liegen, die 900 kHz zeigen sich auch in der Simulation. Wie hoch soll denn die zeitliche Auflösung des Sensorsignals sein? Du könntest die Bandbreite des Systems verringern um das Oszillieren zu verhindern.
1.Es ist nicht immer besonders nützlich, die hohe Verstärkung über nur einen OPV zu realisieren? 2.Selbst wenn die Schaltung schön aussieht, kann der Aufbau Mist sein.
Mohandes H. schrieb: > Du hast also einen Oszillator gebaut. An den (fehlenden) > Abblockkondensatoren kann es nicht liegen, die 900 kHz zeigen sich auch > in der Simulation. Das kann ich in meiner nicht finden. Der Sinus der in dem Bild ist, ist ein Sensorsignal. (falls du das meintest) Oder hast du die Schaltung selbst auch noch einmal simuliert? > Wie hoch soll denn die zeitliche Auflösung des Sensorsignals sein? Du > könntest die Bandbreite des Systems verringern um das Oszillieren zu > verhindern. Die Bandbreite könnte deutlich herabgesetzt werden. ich Rechne mit Signalen im Bereich von max. 1 kHz.
Benjamin B. schrieb: > Der Sinus der in dem Bild ist, ist ein Sensorsignal. (falls du das > meintest). Sorry, das war ein Mißdeutung. Auch weil Du schriebst: > leider hat mein Rauschen schon ca. +-0,7 V. Benjamin B. schrieb: > ich Rechne mit Signalen im Bereich von max. 1 kHz. Dann brauchst Du doch auch keinen Verstärker der bei >1 MHz überträgt. Bei so hoher Bandbreite sind Schwingungen fast vorprogrammiert.
Benjamin B. schrieb: > Oder hast du die Schaltung selbst auch noch einmal simuliert? Nein, Du könntest aber mal die asc-Datei posten. Dann kann jeder daran 'herummessen'.
U1, Q1, Q2 ist ein Verstärker mit Totband. Das oszilliert immer.
Helge schrieb: > ein Verstärker mit Totband. Das oszilliert immer Nee, hat damit gar nichts zu tun. Übrigens wären dann OPVs wie µA709 oder LM324-Klasse alles nur Oszillatoren.
ArnoR schrieb: > alles nur Oszillatoren Dagegen wurden Tricks eingebaut. Vorspannen, Gegenkopplung mit C.
Helge schrieb: > Dagegen wurden Tricks eingebaut. Vorspannen, Gegenkopplung mit C. In den genannten OPV gibt es keine Vorspannung und eine Gegenkopplung mit C gegen den Totbereich wäre ja Blödsinn, weil die Dinger auch bei beliebig niedrigen Frequenzen funktionieren müssen.
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