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Thema: OpAmp Problem

  1. #1
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    OpAmp Problem

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    Ich habe vor ein Sensorsignal zu verstärken und dabei bin ich auf ein für mich kurioses Problem mit meinem Operationsverstärker gestoßen. Meine Verstärkerschaltung (Differenzverstärker) funktioniert mit einem TS912 (annähernd) wie erwartet, ersetze ich ihn jedoch durch einen LM358, so erhalte ich einen Offset an der Ausgangsseite von fast 0,7 Volt, der sich nicht unterschreiten lässt. Baut man mit denselben Verstärkern einen normalen nicht-invertierenden Verstärker, so verhalten sie sich fast gleich.
    Was ich irritierend finde ist, dass die Spannung am invertierenden Eingang isch in der Schaltung des Differenzverstärkers unterscheidet, wenn man nur den Verstärker selbst tauscht und die restliche Schaltung belässt.

    Im Prinzip stellt sich die Frage: Was unterscheidet einen LM358 von einem TS912 (außer Rail-to-Rail, aber das brauche ich in diesem Fall nicht). Ich glaube ich habe irgendwas ganz Blödes übersehen, aber komme nicht drauf.

    Zahlen, Diagramme und Schaltpläne gibts im folgenden PDF. Vielen Dank für jeden noch so kleinen Hinweis.
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  2. #2
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    Re: OpAmp Problem

    Zitat Zitat von Quincy
    Vielen Dank für jeden noch so kleinen Hinweis.
    In einer schwingenden Analogschaltung können solche Effekte auftreten.
    Wenn sich die Werte bei Änderung der kapazitven Lasten und Kopplungen ändern kann man noch einmal genauer hinsehen.
    Manfred

  3. #3
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    was passiert denn, wenn Du R3 und R3 mal vergrößerst.?

  4. #4
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    Re: OpAmp Problem

    @Manf
    Schwingungen sehe ich mit dem Oszi am Ausgang des OpAmps in Höhe von ca. +-50mV, allerdings sind sie unabhängig vom verwendeten Verstärker. Auch ein Kondensator (100nF) gegen Masse ändert daran nix...

    @ogni42
    Wenn ich R1 und R3 größer mache, sinkt die "Offset"-Spannung langsam ab:

    2,7k --> 0,675V
    3,9k --> 0,643V
    10k --> 0,323V

    Das Problem ist allerdings, dass ich R1 nicht beliebig wählen kann, weil damit der Sensor linearisiert wird. Außerdem sind 0,3V bei 10k ja immer noch recht viel....

  5. #5
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    Ich meinte natürlich R3 und R4. Da muss ja nur das Teilerverhältnis stimmen. Meine hinter dem Vorschlag liegende Vermutung: Durch den Gegenkopplungswiderstand fliesst nicht genügend Strom um beim LM und den gegebenen Widerständen bei niedrigem Output richtig zu funktionieren.

  6. #6
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    Re: OpAmp Problem

    Zitat Zitat von Quincy
    Schwingungen sehe ich mit dem Oszi am Ausgang des OpAmps in Höhe von ca. +-50mV, allerdings sind sie unabhängig vom verwendeten Verstärker. Auch ein Kondensator (100nF) gegen Masse ändert daran nix.
    Ja und, soll das so bleiben?

  7. #7
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    Also der Vorschlag von ogni42 zeigt Wirkung. Da die Verstärkung bei Veränderung von R3 und R4 auch verändert wird, musste ich auch noch R8 anpassen, aber jetzt scheint das Problem behoben zu sein. Siehe dazu im PDF "Differenzverstärker 2". Ich habe allerdings noch nicht verstanden wieso das so ist...

    @Manf
    Nein, das sollte nicht so bleiben, aber ich hab schon mehrere Kondensatoren an verschiedenen Stellen probiert. Es bleiben sehr hochfrequente Störungen (>10MHz) übrig...
    Hast du nen Vorschlag? Ich bin ja auch noch blutiger Anfänger...
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  8. #8
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    Ich weiß nicht, ob das daran liegen könnte, dass der OpAmp schwingt, aber wenn das der Fall ist, hilft es meist, einen sehr kleinen Kondensator (100pF, ggf. auch mehr) vom Ausgang des OpAmps auf den invertierenden Eingang zu legen. Dadurch wird die Slew-Rate des OpAmps begrenzt, es macht also im Grunde nen schwachen Tiefpass aus der Schaltung.

    Edit: Dabei sollte man darauf achten, dass der Ausgangswiderstand des Spannungsteilers vor dem invertierenden Eingang nicht zu niederohmig ist, denn dann hat man nen RC-Glied ohne R (bzw. mit sehr kleinem R) und damit auch keine (kaum) Filterwirkung.

    MfG

  9. #9
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    Also die Kondensatoren kann ich irgendwie hinbauen wo ich will, ich merk keinen Effekt...

    Wovon ich aber leider einen Effekt merke ist vom Messen selbst (oszi, Multimeter). Ich habe bei den nun recht großen Widerständen eher Probleme überhaupt noch was "richtig" zu messen. Die Eingänge der Messgeräte sind zwar hochohmig, aber selbst ein Megaohm verändert die Schaltung ganz gehörig...

  10. #10
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    Mit der Schwingung ist ein Arbeiten mit dem Operationsverstärker praktisch nicht möglich.
    Wie sieht denn die Versorgungsspannung aus? Ist die Versorgungsspannung mit Kondensatoren geblockt?
    Wie ist die Schaltung aufgebaut? (Ich weiß nicht, ob die Schaltung gedruckt, auf dem Steckbrett, mit Krokokabeln oder mit 4mm Laborkabeln aufgebaut ist. )
    Können Leitungslängen im Aufbau verkürzt werden?
    Gibt es eine Kopplung durch Leitungsführung vom Ausgang zum Eingang?
    Manfred

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