Hallo zusammen bei dem Transimpedanzverstärker Schaltung im Anhang, messe ich am Ausgang vom OPAM (U1) Pin 6 eine unerwünschte Schwingung, die vermutlich durch R6, R7, R8 und C14 kommt. Als ich die Schaltung entworfen habe, hatte ich den Ausgang vom OPAM direkt an Pin 7 von dem ADC angeschlossen. Dann hatte ich die Schaltung zur Korrektur gegeben und dort wurden die R6, R7, R8 und C14 hinzugefügt. Begründung für R6, R7, R8: „In evaluation board of the ADC IC they have used this. Normally we use 0-ohm resistors to provide low noise path to signal as from resistors signal will pass from a very thin wire that will not let the signal to pick noise. In normal operation you can remove these. Manufacturer suggested this that’s why I added them.“ Die Begründung für C14: „Its decouple capacitor to remove any noise or spikes in the input analog signal“ Das was ich am Ausgang erwarte, ist auf dem Bild (erwartetes Signal) zu sehen. Wenn ich einfach eine Taschenlampe einschalte und direkt ausschalte, sehe ich den Vorgang(Signalverlauf). Also ich brauche kein Mittelwert vom Signal, sondern den Signalverlauf. Am Ausgang messe ich nur die Schwingung und wenn ich mit der Taschenlampe leuchte, dann messe ich den Schaltvorgang nicht. Ich vermute, dass C14 gerade wie Filter für mein Signal ist, aber trotzdem bin ich mir nicht sicher. Ich hoffe, jemand könnte mir sagen, woher diese Schwingung kommt. Vielen Dank im Voraus! Petar
Ohne den OPA näher betrachtet zu haben: die meisten nehmen es übel, wenn sie eine kapazitive Last sehen und antworten mit Schwingen. Setze mal den R6 auf 100Ω, um den C14 vom Ausgang zu isolieren.
Noch was: Wenn du einen ADC mit max. 1MSample/s und einer Eingangsbandbreite von 15kHz(!) einsetzt, warum dann die Entscheidung für einen OPA mit 210MHz GBW-Produkt? Und woher nimmst du den C4 mit 0.2pF?
Petar A. schrieb: > Begründung für R6, R7, R8: „In evaluation board of the ADC IC they have > used this. Normally we use 0-ohm resistors to provide low noise path to > signal as from resistors signal will pass from a very thin wire that > will not let the signal to pick noise. In normal operation you can > remove these. Manufacturer suggested this that’s why I added them.“ In der Doku zum Eval-Board steht aber: "When evaluating the ADS8681 performance on the EVM board, the proper resisters can be used to compose a low-pass filter with a 330-pF capacitor (C0G type) together on the input path." D.h., man soll nicht einfach blind kopieren, sondern dies individuell dem Zweck entsprechend dimensionieren. Zumal das Eval-Board sein Signal via Koax-Leitung erhält, also möglicherweise eine längere Leitungsstrecke, über die Störungen eingekoppelt werden könnten, wofür man dann den LP-Filter nutzen kann. Da Du ja hoffentlich den OPV direkt vorm ADC hast, dessen Ausgang auch noch dazu niederohmig ist, kann man auf dieses ganze Beiwerk verzichten. Erst recht auf den C direkt am OPA-Ausgang, welcher die Ursache für die Schwingungen ist. > Die Begründung für C14: „Its decouple capacitor to remove any noise or > spikes in the input analog signal“ Brauchst Du nicht, wenn OPV direkt vorm ADC ...
Jens G. schrieb: > Brauchst Du nicht, wenn OPV direkt vorm ADC ... Danke Jens! Ich habe den Kondensator entlötet und jetzt funktioniert es.
HildeK schrieb: > Noch was: > Wenn du einen ADC mit max. 1MSample/s und einer Eingangsbandbreite von > 15kHz(!) einsetzt, warum dann die Entscheidung für einen OPA mit 210MHz > GBW-Produkt? Der OPAM hat einen hohen Slew Rate und das war auch eine Anforderung für die Auswahl. Anforderung an die Bandbreite ist 100kHz. > Und woher nimmst du den C4 mit 0.2pF? Ich hatte mich an die Anleitung im Anhang gehalten. Bei R1 von 100K und Bandbreite von 100kHz (Anforderung) muss C1 < 15.9pF Da es nicht steht, dass der Kondensator nicht viel kleiner sein darf, habe ich den 0.2pF ausgewählt. Vielleicht hat mein Auswahl von viel zu kleinen Kondensator Auswirkungen auf die Schaltung, die mir nicht bekannt sind.
Petar A. schrieb: >> HildeK schrieb: >> Und woher nimmst du den C4 mit 0.2pF? > > Ich hatte mich an die Anleitung im Anhang gehalten. Vielleicht war die Frage eher praktisch gemeint, zumindest ist es ein praktisches Problem: woher bekommst du einen Kondensator mit 0,2 pF? Hinunter bis 0,5 pF gibt es in SMD. Auch wenn du so einen Kondensator bekommst, macht das Sinn? Benachbarte oder gegenüberliegende Leiterbahnen haben ja auch Kapazitäten, die in der Größenordnung von 1p liegen, weit größer als 0,2p. Das läßt sich berechnen, zumindest abschätzen. Hier eine ganz gute Übersicht: https://www.elektronikentwickler-aachen.de/allgemeines/kapazitaet_leiterbahnen.htm Da aber P1 regelbar ist, kann ich mir nicht vorstellen, daß die Kapazität in der Rückkopplung so klein ist. Kapazitäten von ein paar pF sind eher denkbar und üblich.
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Petar A. schrieb: > Ich hatte mich an die Anleitung im Anhang gehalten. > Anforderung an die Bandbreite ist 100kHz. > Da es nicht steht, dass der Kondensator nicht viel kleiner sein darf, > habe ich den 0.2pF ausgewählt. Das steht da zwar nicht explizit. Hast du mit den 210 MHz gerechnet? Wenn deine tatsächliche Bandbreite <100 kHz ist, dann kommst du doch für die Kapazität auf Größenordnungen mehr! Und das ist realistisch. Das wird auch dein Problem mit den unerwünschten Schwingungen lösen. Der Kondensator entsprechender Größe bildet einen TP in der Rückkopplung und beugt so Schwingungen vor: Beitrag "Warum wird ein OP durch einen Kondensator stabil?"
So, wie ich das verstanden habe, ist dieses C die unvermeidliche Streukapazität an der Stell und ist nur zu Berücksichtigung bei den Berechnungen aufgeführt und nicht als zu beschaltendes BE gedacht.
HildeK schrieb: > So, wie ich das verstanden habe, ist dieses C die unvermeidliche > Streukapazität an der Stell und ist nur zu Berücksichtigung bei den > Berechnungen aufgeführt und nicht als zu beschaltendes BE gedacht. Vermutlich, aber ohne eine Kapazität (also nicht 0,2p) in der Rückkopplung wird der OP instabil. Erschwerend kommt hinzu, daß der THS4631 ein ziemlich schneller OP ist.
> So, wie ich das verstanden habe, ist dieses C die unvermeidliche > Streukapazität Transimpedanzverstaerker werden alleine schon durch die Eingangskapzitaet der Diode instabil. Die brauchen dieses C um das zu kompensieren. Es gibt da diverse Applikationen und ganze Buecher drueber wie man sowas stabil bekommt wenn man eine hohe Bandbreite braucht. Ich kann das hier empfehlen: https://www.amazon.de/Photodiode-Amplifiers-Op-Amp-Solutions/dp/007024247X Olaf
Mohandes H. schrieb: > Das wird auch dein Problem mit den unerwünschten Schwingungen lösen. Vielleicht solltest Du erstmal wach werden - das Problem ist schon lange gelöst. Aber klar, 0,2pF ist ein sinnlos kleiner Wert, wenn es nicht gerade um Höchstdrehzahlen geht ...
Harald W. schrieb: > HildeK schrieb: > >> Und woher nimmst du den C4 mit 0.2pF? > > Zwei isolierte Drähte verdrillen. :-) Vielleicht ist der SMD-Footprint gleich direkt der Kondensator :) LG, Sebastian
Vielen Dank für eure Beiträge! Also die Schaltung funktioniert wie erwartet, nachdem ich den C14 am Ausgang entlötet habe, da der einen Tiefpass gebildet hat, wie Jens das vom EVM board des ADC auch zitiert hat. Jens G. schrieb: > When evaluating the ADS8681 performance on the EVM board, the proper > resisters can be used to > compose a low-pass filter with a 330-pF capacitor (C0G type) together on > the input path. Und ja nach euren Beitragen bin ich schon einverstanden, dass C4 viel zu klein ist. So hatte ich den gerechnet:
Ich werden dementsprechend den C4 jetzt auch wechseln.
Mohandes H. schrieb: > Vielleicht war die Frage eher praktisch gemeint, zumindest ist es ein > praktisches Problem: woher bekommst du einen Kondensator mit 0,2 pF? > Hinunter bis 0,5 pF gibt es in SMD. Von Murata z.B. da geht es runter bis 0.1pF Siehe Bild.
Nils schrieb: > Von Murata z.B. da geht es runter bis 0.1pF Hätte ich nicht gedacht, wieder was gelernt. Ich hatte bei den üblichen Verdächtigen gesucht und nur bis 0,5p gefunden. Du hast die ja offensichtlich da, wo setzt man Kapazitäten von 0,1p ein? Da muß ja auch das Layout passen.
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