OP LM358 Differenzenverstärker gestört durch EMV Puls (Flyback)

[Michael H. (overthere)]

Liebe Community,

ich würde euch um Eure Hilfe bitten. Konkret geht es um einen 
Operationsversstärker, der als Differenzenverstärker beschaltet ist. Den 
genauen Schaltplan entnehmt ihr bitte dem Anhang. Der Differstärker ist 
ca. 20cm von der Störquelle entfernt und ich kann mit ziemlicher 
Sicherheit sagen, dass es leitungsgebundene Störungen sind.

Konkret wird der Operationsverstärker so stark gestört, dass der Ausgang 
kurz hochschießt, und dann auf 0 runter geht. Die genaue Störung ist als 
Oszi-Screenshoot im Anhang. Die Störung wurde AC basiert gemessen.

Die Versorgungsspannung ist auf ca. 18V geregelt. Da sind auch genügend 
C's dran (100n/10u). Leider kein Erfolg. Gleiches Gilt für Vref, die per 
TL431 erzeugt wird. Ebenso kein Erfolg.

Frage an die alten Analog-Hasen: Was sehe ich da?
Wieso baut der OP-Ausgang mist?

Danke für eure Hilfe!

Michael

[Michael B. (laberkopp)]

Michael H. schrieb:
> Wieso baut der OP-Ausgang mist?

Inwiefern Mist ?

Durch die Störung (unter)schreitet die Eingangsspannung am OpAmp die 
Referenzspannung, der OpAmp ändert daher sein Ausgangssignal.

Passt doch.

Dass der OpAmp viel langsamer als die Störung ist, nun, wer will es dem 
billigsten aller OpAmps anlasten.

[Michael H. (overthere)]

Wenn du dir den OP Ausgang anschaust, siehste dass er zuerst hoch 
schießt, viel schneller als er eigentlich wegen der Slew-Rate dürfte, 
die eigentliche Slewrate sieht man danach.
Danach fällt er aber in sich zusammen, bis das Ausgangssiganl wieder 
langsam (mit der eigentlich richtigen Slew-Rate) ansteigt.

Nun die goldene Frage: Wie schafft man es, dass der OP erst garnicht die 
Störung sieht? Vcc und Referenz habe ich schon hinreichend gepuffert. 
Kann man irgendwo am OP noch was dranhängen, damit der nicht sofort 
gestört wird?

[Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)]

von Michael H. schrieb:
>ich kann mit ziemlicher
>Sicherheit sagen, dass es leitungsgebundene Störungen sind.

Tiefpässe in den Leitungen einbauen, Leitungen abschirmen,
Schaltung in Blechgehäuse einbauen.

[Benjamin K. (bentschie)]

Michael H. schrieb:
> Kann man irgendwo am OP noch was dranhängen, damit der nicht sofort
> gestört wird?

Da bleiben letztlich immer die zwei Möglichkeiten übrig.
1. Die Störeinkopplung verringern.
Das geht aus deiner Beschreibung nicht hervor, wieso da überhaupt ein 
Störsignal ist. Woher kommt das? Wie wird das gekoppelt? Eventuell ja 
Ströme über die Masseverbindung, damit hilft die Filterei an VCC und REF 
nur sehr bedingt.

2. Tiefpassfiltern.
Idealerweise sind alle Analogsignale maximal Bandbegrenzt, also so 
niedrigfrequent wie möglich. Klappt in der Praxis nie. Du kannst aber 
parallel zu R402 einen Kondensator einfügen. Und damit dein Störsignal 
bedämpfen. Das ist aber meistens Symptombekämpfung. Das klappt manchmal 
auch nicht, wenn es zu viel Störeinergie ist und dann das Nutzsignal 
nicht mehr passt.

[Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)]

Günter L. schrieb:
> Tiefpässe in den Leitungen einbauen,

Das ist zumindest schon mal eine schnelle Sofortmaßnahme!

R401 und C402 wirken als Hochpass und sind an dieser Stelle 
kontraproduktiv, weil dadurch mehr Störungen zum Eingang gelassen 
werden. Statt dessen lieber einen 100nF parallel zu R402.

Das Gleiche gilt für die Gegenkopplung. R411 und R412 können zu einem 
220k zusammengefasst werden.

Natürlich wird die Sprungantwort dadurch auch langsamer und kann zu 
erhöhter Regelschwingneigung führen. Dem langsamen LM358 kommt das aber 
zugute.

[Falk B. (falk)]

Michael H. schrieb:
> Liebe Community,
>
> ich würde euch um Eure Hilfe bitten. Konkret geht es um einen
> Operationsversstärker, der als Differenzenverstärker beschaltet ist.

Nö. Du hast nur die Eingangsmasse auf VREF gelegt. Ein 
Differenzverstärker sieht anders aus und funktioniert auch etwas anders.

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm

> Den
> genauen Schaltplan entnehmt ihr bitte dem Anhang. Der Differstärker ist
> ca. 20cm von der Störquelle entfernt und ich kann mit ziemlicher
> Sicherheit sagen, dass es leitungsgebundene Störungen sind.

Wie hast du das nachgewiesen?

> Konkret wird der Operationsverstärker so stark gestört, dass der Ausgang
> kurz hochschießt, und dann auf 0 runter geht. Die genaue Störung ist als
> Oszi-Screenshoot im Anhang. Die Störung wurde AC basiert gemessen.

Soso, AC basiert.

> Frage an die alten Analog-Hasen: Was sehe ich da?

Frag an den Teilnehmer. Was sehen WIR da? Dein Schaltplan verwirrt mehr 
als er erklärt. Was sind das für Bauteile auf der linken Seite? Wo ist 
die Signalquelle, welche den Spannungsabfall über R402 erzeugt?

> Wieso baut der OP-Ausgang mist?

Tut er das?

Ach ja. Denk mal über "EMV Puls" nach, ob diese Wortschöpfung so 
sinnvoll ist.

[Mark S. (voltwide)]

Wenn Du am Op-Ausgang einen Transienten misst schneller als die max SLR 
des OPV kannst Du davon ausgehen, dass dieser Transient nicht vom OPV 
geliefert wurde, sondern auf anderem Wege in den Messzweig eingekoppelt 
wurde. Typischer Fehler sind hier Erdschleifenprobleme beim Anschluss 
des Tastkopfes. Da wirst Du mit Filterung der Betriebsspannung nichts 
erreichen. Gut möglich, dass Dein Störer magnetische Störungen 
aussendet, die über Erdschleifen eingekoppelt werden. Solange Du nicht 
weißt auf welchem Wege die Störung eingekoppelt wird, wirst Du nur 
ziellos im Trüben fischen.

[Michael H. (overthere)]

Benjamin K. schrieb:
> Du kannst aber
> parallel zu R402 einen Kondensator einfügen. Und damit dein Störsignal
> bedämpfen. Das ist aber meistens Symptombekämpfung.

In der Tat war das die Lösung. Vielen vielen Dank für den Tipp. Ich habe 
über 1/(2*pi*R402*Cfilter) die Bandbreite auf das benötigte Signal 
begrenzt, und nun funktioniert's gut.
Klar ist das nur Symptombekämpfung, aber's hilft. (Wie 'ne Ibo.)

Bevor die ganzen Angreifer kommen:
Der Schaltplan ist ein abgewandelter Typ3 compensator. Und in meinem 
Fall dient er dazu, den Flyback zu Regeln.

Außerdem habe ich den Gate-Widerstand vom Flyback hochgenommen. Das 
hilft auch immer.

[Mark S. (voltwide)]

>
> Außerdem habe ich den Gate-Widerstand vom Flyback hochgenommen. Das
> hilft auch immer.

Na denn, ich hoffe der Gate-Widerstand versteht Spaß!