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Thema: OpAmp-Spannungsfolger schwingt

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    OpAmp-Spannungsfolger schwingt

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    Moin!

    Ich habe ein Problem mit einer OpAmp-schaltung. Das anliegende Bild zeigt einen Auschschnitt aus der Gesamtschaltung. Es handelt sich bei diesem Teil um zwei einfache Messverstärker für NTC-Widerstände. Probleme macht nur der rot umkreiste Teil, der Rest funktioniert. Der umkreiste OpAmp hat die Funktion, die interne Referenzspannung eines AVR-µC zu puffern, damit ich sie verwenden kann, um damit die Messspannungsteiler zu versorgen (an K3 bzw. K6 sitzt jeweils der NTC). Demensprechend liegt die AVR-Referenz am nichtinvertierenden Eingang des OpAmps, der ansonsten als Spannungsfolger beschaltet ist.

    Das Problem: am Ausgang des OpAmps (Pin 8 ), ensteht eine (relativ saubere) Sinusschwingung von ca. 1 MHz, die damit natürlich auch das gemessene Temperatursignal überlagert.

    Ich weiss nun nicht, ob es sich um eine Einkopplung handelt (was möglich ist, in unmittelbarer Nähe zur Platine befindet sich ein Schaltnetzteil) oder ob der Spannungsfolger selber schwingt (wofür evnt. der relativ saubere Sinus spricht). Da der Ausgang des OpAmps nicht übermäßig stark belastet ist (ca. 1K), hielt ich es für möglich, das der ganze Aufbau zu hochohmig ist (ich weiss, 1K würde man nicht unbedingt sehr hochohmig nennen ). Deshalb habe ich den Ausgang zusätzlich mit ca. 300 Ohm belastet, was die Amplitude der Schwingung deutlich verringert.

    Auch wenn diese Maßnahme praktisch ihren Zweck erfüllt, würde ich gerne wissen warum (ob zB meine Idee mit "Belastung" richtig ist), und ob es evnt. noch eine sauberere, "richtigere" Lösung für das Problem gibt.

    Vielen Dank für alle Hinweise!

    Viele Grüße
    Malte
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken schalt01.png  

  2. #2
    Moderator Roboter Genie
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    Hi!
    Wie hoch ist denn die Amplitude der Sinus-Schwingung? So sehr hoch sollte sie ja nicht sein, der OpAmp hat ja nur 1,5MHz Gain-Bandwith Product.
    300 Ohm Last ist in meinen Augen schon recht viel...das sollte normalerweise nicht nötig sein.
    Dadurch das der Eingang des OpAmp sehr hochohmig ist (10 Tera Ohm), kann es sein das du dir da was einfängst. Du könntest einen Tiefpass am Eingang ausprobieren.

    Wie sauber ist denn deine Versorgungsspannung bzw. wie gut ist der OpAmp abgeblockt? Vielleicht kommt auch was über die Versorgung rein.

    Gruß
    Basti

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo
    Das Schwingen könnte auch von den anderen OPs kommen, da der Verstärkerausgang wieder auf den Eingang gekoppelt wird.

    Mit freundlichen Grüßen
    Benno
    Wo man nicht mit Vernunft handelt, da ist auch Eifer nichts nütze; und wer hastig läuft, der tritt fehl.
    Ein König richtet das Land auf durchs Recht; wer aber viel Steuern erhebt, richtet es zugrunde

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo malthy!

    Ein Spannungsfolger mit OpAmp kann nicht schwingen nur das Signal vom seinen sehr hochohmigen + Eingang weitergeben.

    Es scheint unwahrscheinlich, dass das Schaltnetzteil mit 1 MHz arbeitet, höchstens der µC.

    MfG

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    hallo,

    was macht denn der 4te opv des dil14 gehäuses ?
    eingänge offen ?

    gruss klaus

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    Hallo!

    Danke für die vielen schnellen Reaktionen!

    Die Amplitude der Schwingung liegt bei ca. 500 mV, die der 2.5 V großen Referenzspannug aufgelagert ist. Der vierte OpAmp ist in Verwendung für einen aktiven Tiefpass (um aus einem PWM-Signal DC zu machen), es gibt also keine offenen Eingänge. Die Versorgungspannung ist relativ sauber, es ist keine 1 MHz Komponente sichtbar (FFT). Der µC läuft auf 8 MHz (µC-interner Takt). Ich habe in der Schaltung nach 1 MHz Schwingungen gesucht, aber nirgends etwas gefunden.

    Noch Ideen?

    Danke!
    Malte

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hoffentlich wohnst du nicht in der Nähe des MW Senders DLF 990 kHz...

    Da die Referenzspannung DC ist, würde ich den + Eingang für HF mit einem Kondensator (1... 10 nF) mit GND kurzschliessen.

    MfG

  8. #8
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    da an der ref des AVR ja sowieso schon 100nF hängen sollten bietet sich
    wohl noch ein serienwiderstand in verbindung mit pictures vorgeschlagenen
    1-10nF an.

    gruss

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    Na, das Radioprogramm wär' aber etwas langweilig wenn die den ganzen Tag nur einen Sinus ausstrahlen würden...

    An dem Ref-Ausgang vom AVR - der ja am nichtinv. Eingang vom OPA liegt - sitzt sowieso schon ein C mit 100 nF nach Masse. Meinst Du, dass die eine Größenordnung kleinere Kapazität da noch qualitative Sprünge bringt? Ich probier's auf jeden Fall noch aus. Aber wie gesagt, genau dieses Signal (an OPAs + Eingang) habe ich mir auch schon sehr genau angeguckt, das sieht sauber aus, mit bloßen Auge und auch mit Fourier.

    Welchen Schluss kann ich denn daraus ziehen, dass der zusätzliche Widerstand am Ausgang das Rauschen deutlich runtertdrückt? Spricht das nicht dafür, dass der Schaltungsteil zu hochohmig ist?

    Danke!
    Malte

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär
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    Die Amplitude ergibt sich vermutlich aus der relativ begenzten Slew rate. Mehr schaft der OPA bei so hoher Frequenz vermutlich nicht.

    Der OP sollte als Spannungsfolger eigentlich stabil arbeiten, zumindest, wenn da kein Kondensator am Ausgang ist. So etwa 500 pF könnten die Grenze sein. Ein Lastwiderstand sollte da nicht nötig sein. Mit weniger als 1 K Ohm wird man schon eher zu niederohmig und könnte schon in den Anfang der Strombegrenzung kommen. Da kommt es dann schon mal vor das ein OP schwingt, genau wie bei Labornetzteilen.

    Auch wenn der OP noch nicht gerade schnell ist, ist da ein Abblockkondensator für die Versorgung drauf ?

    Sonst im Zweifelsfall mal ein anderes OP Exemplar testen. Vielleicht ist es ja ein Auschußexemplar.

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