Problem mit nicht nichtinvertierendem OPV

[Stefan F. (s_m_f)]

Hallo,

ich habe ein kleines Problem mit der obigen Schaltung. OPV ist ein 
MC33204. Versorgung ist +10V(Vcc)/+5V(Vref)/0V(GND). An den Eingang habe 
ich ein Signal von 10mV(pp)@20kHz Sinus angelegt. Erwartet hatte ich ein 
Ausgangssignal von ca. 300mV(pp) mit einem Offset von Vref. 
Gegebenenfalls auch "etwas" weniger, weil der OPV ja nur 2,2MHz 
Bandbreitenprodukt hat...

Dummerweise ist das Ausgangssignal "flatline"/konstant auf Vref.

Zunächst vermutete ich einfach einen Defekt. Allerdings habe ich diesen 
Schaltungsteil dreimal auf dem Board und alle drei verhalten sich so. 
Daraufhin habe ich einen der Chips ausgelötet und einzeln getestet. In 
invertierender Grundschaltung funktioniert der OPV wie erwartet mit 
"nicht ganz" 30facher Verstärkung. Er ist offenbar also nicht defekt. 
Bei nicht invertierender Grundschaltung kommt trotzdem wieder kein 
Ausgangssignal dabei heraus. Ich vermute also jetzt eher doch ein 
Verständnisproblem...

vielen lieben Dank,
Stefan

[Ingo L. (corrtexx)]

Du verstärkst Vref mit 100/3,3 => Du übersteuerst! Du musst Vref erstmal 
runterteilen und dann mitverstärken. So einfach, wie du es dir machst is 
es leider nicht.

[H. H. (Gast)]

Stefan F. schrieb:
> An den Eingang habe
> ich ein Signal von 10mV(pp)@20kHz Sinus angelegt.

Gegen welchen Anschluss?

[Ingo L. (corrtexx)]

So sieht es aus

[Stefan F. (s_m_f)]

Ingo L. schrieb:
> Du verstärkst Vref mit 100/3,3 => Du übersteuerst! Du musst Vref erstmal
> runterteilen und dann mitverstärken. So einfach, wie du es dir machst is
> es leider nicht.

Vref liegt genau mittig zwischen Vcc und GND ("virtuelle Masse"). Wenn 
da was übersteuern würde, wäre der Ausgang nicht konstant auf Vref, 
sondern würde entweder nach GND oder nach Vcc wegrauschen. Oder 
missverstehe ich da jetzt etwas?

viele Grüße,
Stefan

[Stefan F. (s_m_f)]

H. H. schrieb:
> Stefan F. schrieb:
>> An den Eingang habe
>> ich ein Signal von 10mV(pp)@20kHz Sinus angelegt.
>
> Gegen welchen Anschluss?

Das Signal geht auf Pin 3 mit einem Offset von Vref. Koppelkondensator 
von 4.7nF plus 10k gegen Vref.

best,
Stefan

[Dergute W. (derguteweka)]

Moin,

Haengt der OpAmp auch wirklich tatsaechlich an seiner 
Spannungsversorgung, also so richtig, "gegen's Licht und bei niedrigen 
Temperaturen"?

Gruss
WK

[Ingo L. (corrtexx)]

Wenn du gegen Vref misst, dann ergeben 10V (Vollaussteuerung) gegen Vref 
auch wieder Vref. Oder misst du gegen 0V?

[Ingo L. (corrtexx)]

Stefan F. schrieb:
> Das Signal geht auf Pin 3 mit einem Offset von Vref. Koppelkondensator
> von 4.7nF plus 10k gegen Vref.
Wie wäre es, wenn du mal die gesamte Schaltung zeigst?

[Stefan F. (s_m_f)]

Ingo L. schrieb:
> Wie wäre es, wenn du mal die gesamte Schaltung zeigst?

Bitte sehr. Das ist der aktuelle, reduzierte Testaufbau. Skizze ist 
nicht hübsch aber selten...😵‍💫

Vref liegt gemessen bei 4,8V. Gemessen gegenüber 0V/GND.

Am Punkt "Out" liegt konstant 4,8V an, gemessen gegenüber 0V/GND. (Bzw. 
konstante 0V gemessen gegenüber Vref.)

beste Grüße,
Stefan

[Stefan F. (s_m_f)]

Dergute W. schrieb:
> Moin,
>
> Haengt der OpAmp auch wirklich tatsaechlich an seiner
> Spannungsversorgung, also so richtig, "gegen's Licht und bei niedrigen
> Temperaturen"?
>
> Gruss
> WK

Der OPV bleibt kalt. Zumindest verstehe ich die Frage so. Und ja, er hat 
an den richtigen Pins Strom, sonst würde mutmaßlich die Erzeugung von 
Vref nicht funktionieren (derselbe Chip, aber anderer OPV darauf).

[Dergute W. (derguteweka)]

Stefan F. schrieb:
> sonst würde mutmaßlich die Erzeugung von
> Vref nicht funktionieren (derselbe Chip, aber anderer OPV darauf).

Waere sowas schon aus dem ersten Post ersichtlich gewesen, haette ich 
mir die Frage sicher gespart :-)
Ansonsten: evtl. Ausgaenge mehrerer OpAmps miteinander kurzgeschlossen? 
Zauberei? Erdstrahlung?

Gruss
WK

[Sebastian W. (wangnick)]

Stefan F. schrieb:
> Bitte sehr. Das ist der aktuelle, reduzierte Testaufbau.

1mV oder 10mV? 4.7nF kaputt?

LG, Sebastian

[Stefan F. (s_m_f)]

Dergute W. schrieb:
> Waere sowas schon aus dem ersten Post ersichtlich gewesen, haette ich
> mir die Frage sicher gespart :-)

Sorry, ich bin nur der Autor des Posts... (manchmal neige ich dazu, zu 
viel vorauszusetzen, weil es mir ja in dem Moment klar ist... Sorry 
dafür. Ich nix perfekt...😇)

> Ansonsten: evtl. Ausgaenge mehrerer OpAmps miteinander kurzgeschlossen?

Nope.. zig Male kontrolliert..

> Zauberei? Erdstrahlung?

Vielleicht... weil das blöde Dingens ja in invertierend beschaltet genau 
das tut, was ich erwartet hatte...

Stefan

[Stefan F. (s_m_f)]

Sebastian W. schrieb:

> 1mV oder 10mV?

Schreibfehler in der Skizze. 10mV.

> 4.7nF kaputt?

Glaube ich nicht, habe denselben für den invertierenden Aufbau genommen.

best,
Stefan

[Uwe S. (bullshit-bingo)]

Bleibt eigentlich nur noch, daß der 10K kein 10K ist. Falls THT: 
Farbringe verwechselt? Der 4n7 hat ja bei nur 20KHz immerhin schon ca. 
1700Ohm.

[Klaus H. (hildek)]

Die Schaltung ist richtig, allerdings sind die 4.7nF für 10k Last etwas 
klein bemessen - oder eben 100k nehmen. Der hat bei 20kHz immerhin ein 
Xc von ~1700Ω.
Du musst also nach einem Schaltungsfehler suchen und vielleicht auch 
noch verraten, welche OPAs du einsetzt.

Die Skizze ist ausreichend hübsch 😀. Referenzen benennen wäre noch ein 
Plus!

[Motopick (motopick)]

Einfach mal ein Signal mehr "Bumms"(*) einspeisen und auch dabei
auch testen ob das am E+ des OPV ankommt.
Auch die anderen Signale (auch Vref!) mit dem Oszi auf
Plausibiltaet pruefen.

*) Z.B. 100 mV

[Jobst M. (jobstens-de)]

Der Offset des OPVs übersteigt ja schon das Signal.
Du musst dem OPV auch die Möglichkeit geben, diesen auszuregeln.

Gruß
Jobst

[Jobst M. (jobstens-de)]

Stefan F. schrieb:
> Vielleicht... weil das blöde Dingens ja in invertierend beschaltet genau
> das tut, was ich erwartet hatte...

Das Ding hatte ich eben gar nicht gesehen - damit regelst Du Deinen 
Offset raus.

Gruß
Jobst

[Jobst M. (jobstens-de)]

R22 aus Deiner Schaltung ganz oben - einen Kondensator in Reihe.
Vref stellt sich automatisch an -in ein.

Gruß
Jobst

[Jens G. (jensig)]

Jobst M. schrieb:
> Das Ding hatte ich eben gar nicht gesehen - damit regelst Du Deinen
> Offset raus.

Mit dem anderen auch.

Stefan F. schrieb:
>> 4.7nF kaputt?
>
> Glaube ich nicht, habe denselben für den invertierenden Aufbau genommen.

Einfach mal messen, was vor und nach diesem C ankommt. Und direkt am 
+Eingang des OPV.

Stefan F. schrieb:
> Der OPV bleibt kalt. Zumindest verstehe ich die Frage so. Und ja, er hat
> an den richtigen Pins Strom, sonst würde mutmaßlich die Erzeugung von
> Vref nicht funktionieren (derselbe Chip, aber anderer OPV darauf).

Die Erzeugung von Vref am Out würde sogar komplett ohne OPV 
funktionieren - weil über den 100k zum Ausgang verbunden ...

[Motopick (motopick)]

Der OPV steckt bestimmt auf einem Brotbrett, und es hat wieder
eines dieser versch*ssenen Kabel keinen richtigen Kontakt.
Oder der 4.7 nF ist ein uralter Styroflex mit Kontaktproblemen
am Wickel.

Ist frisch abisoliertes und passend geschnittenes  LiY 0.6
zu teuer?

Bonusfrage: Warum kauft man sich einen superuniversellen
Funktionsgenerator um dann nur einfallslose 10 mV @ 20 kHz,
vermutlich als Sinus, als Testsignal zu einzuspeisen?

Hinter einem 10/1-Tastkopf gibt es ein gerade schwach
erkennbares 1 mV Signal.
Mit einem Volt PP muesste man nach dem Signal zumindest
nicht mit der Lupe suchen und der OPV wuerde mal bis in
die Begrenzung ausgesteuert. Hoffentlich symmetrisch!
Mit einer audiophileren Frequenz, koennte man auch den guten
alten "Signalverfolger" an den Start bringen.

Der TO macht die Sache aber wirklich spannend...

[Jobst M. (jobstens-de)]

Jens G. schrieb:
> Mit dem anderen auch.

Nein. Beide Eingänge sind DC-mäßig mit Vref verbunden. Der OPV muss über 
den Feedbackwiderstand dagegen arbeiten. Wenn er das nicht schafft (weil 
Offset * Verstärkung höher als Betriebsspannung), hängt er an einer der 
beiden Rails.

Also muss ein C dazwischen, damit DC bzw. Offset nicht verstärkt wird.

Edit: Wobei sich die Ausgangsspannung hier noch innerhalb der Rails 
aufhalten sollte - sofern der angegebene OPV stimmt.

Gruß
Jobst

[Stefan F. (s_m_f)]

Motopick schrieb:
> Einfach mal ein Signal mehr "Bumms"(*) einspeisen und auch dabei
> auch testen ob das am E+ des OPV ankommt.

Das hat in gewisser Hinsicht die Lösung gebracht. Ich hatte immer an 
Stellen gemessen, wo ich mit der Prüfspitze gut hinkommen kann. Direkt 
an den Pins war's aber (bei beiden, meiner Testplatine UND bei meinem 
Prototypen) nix mehr, mit dem Signal.

Ursache(n): Eine trotz Uhrmacherlupe visuell total unauffällige (aber 
leider trotzdem tote) Lötstelle auf dem Testboard. Kontakt gab es eher 
zufällig, wenn ich mit der Prüfspitze stärker draufgedrückt habe... Auf 
dem Prototypen-Board war es ein Haarriss (unter dem Lötstoplack 
natürlich, damit es nicht so auffällt...) in der Leiterbahn. °_O

Motopick schrieb:
> Der TO macht die Sache aber wirklich spannend...

Das war nicht meine Absicht. Da es aber mein Hobby ist, kann ich nicht 
immer sofort eine Auflösung posten...

Vielen lieben Dank für die ganzen hilfreichen Kommentare! Ich hoffe, 
dass ich mich beim nächsten "Debugging" mindestens an die Hälfte davon 
erinnere ;-)

Best,
Stefan

[Motopick (motopick)]

> Direkt an den Pins war's aber (bei beiden, meiner Testplatine
> UND bei meinem Prototypen) nix mehr, mit dem Signal.

Na wenigstens war der Murks systematisch.
Das muss man erstmal hinkriegen.

[Stefan F. (s_m_f)]

Motopick schrieb:
> Das muss man erstmal hinkriegen.

Ja... so viel Dreck muss man erstmal an den Fingern haben... 😉

[Motopick (motopick)]

> Uhrmacherlupe

Optische Lupen werden eben total ueberbewertet.
Die "Lupe" des Elektronikers ist der Oszi.

Was man ja auch an diesem Beispiel sehr schoen sieht (oder nicht :).