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Thema: Spannungsanstieg im unteren Spannungsbereich bei OPs

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Spannungsanstieg im unteren Spannungsbereich bei OPs

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    Hallo Community,

    ich plane, wie vielleicht einige schon wissen, an einer Optokopplerkarte, die auch Analogsignale überträgt. Für diese Übertragung habe ich mir den IL300 Analogoptokoppler gewählt. Beim ersten Aufbau am Steckbrett habe ich festgestellt, dass die Schaltung im unteren Bereich (unter ca. 1-1,5V nicht gemessen) falsch reagiert, da die Ausgangsspannung plötzlich auf die Versorgungsspannung angestiegen ist.
    Ich bin auf den OP gekommen. Dieser war ein alter Typ LM741. Diesen hatte ich gegen einen TL082 (auch nicht der Neueste) getauscht. Da trat der gleiche Fehler auf. Hier ist eine Messung am TL082 als Spannungsfolger. Die gelbe Linie ist die Eingangsspannung. Einstellen kann ich die Spannung mit einem 5k7 Poti, dass zwischen +15V und 0V angeschlossen ist. Versorgt wird die Schaltung mit +15V. Das der TL082 im oberen Bereich nicht ganz aussteuern kann weiß ich (die Differenz zwischen blauer und gelber Linie). Was mich aber stört ist der plötzliche Spannungsanstieg im unteren Bereich. Ist das normal oder sind die OPs defekt.

    Die Schaltung werde ich demnächst (wenn die Adapter da sind) mit einem OPA2830 bzw OPA4830 (beide von TI als Sample bestellt) testen. Wenn das nicht funktioniert werde ich mit einem Spannungswandler z.B. DCP022415 von TI (habe ich auch als Sample) versuchen.

    Nocheinmal die Erklärung des Bildes:
    Gelb => Eingangsspannung 0-15V
    Blau => Ausgangsspannung
    Versorgung der Schaltung mit +15V

    MfG Hannes
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken Spannungsfolger.jpg  

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo 021aet04!

    Ich kann dir sicher nicht helfen, nur sagen, dass für "normale" OP's mit nur einer positiven Versorgungsspanung die Signale "normal" sind. Früher hat man kleine negative s.g. Hifsspannung benutzt um auf Null (GND) kommen zu können. Heute gibt es s.g. "rail-to-rail" OP's mit denen ich aber keine praktische Erfahrung habe.
    Geändert von PICture (24.11.2012 um 22:00 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Danke für die Antwort. Das es R2R OPs gibt weiß ich. Der OPA2830, den ich als Sample habe ist ein Dual R2R OP. Der OPA4830 ist der Gleiche OP nur als Quad-Ausführung. Was mich stutzig macht ist der Spannungsanstieg. Ich habe bisher eigentlich gedacht das ein OP so reagiert wie im oberen Bereich, dass z.B. unter 1,5V die Ausgangsspannung 1,5V bleibt.

    PS: Ich kann nur empfehlen bei TI Samples zu bestellen. Die Samples, die ich aktuell bestellt habe sind in 2-3 Tagen bei mir gewesen. Es gibt auch Netzteilmodule (z.B. ein 30W Modul für Eingangsspannungen von 18-60VDC). Einen Brushlesscontroller und einen DC-Motorcontroller, den man als Servocontroller nutzen kann habe ich u.A. auch bestellt. Versand ist kostenlos.

    Danke für die Antwort.

    MfG Hannes

  4. #4
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    Hallo,
    dieser Effekt wird als "Phase Reversal" bezeichnet und kann bei OpAmps mit einfacher Versorgungsspannung auftreten wenn sich die Eingangsspannung in der Nähe der Versorgung befindet.
    Details im Tietze-Schenk Halbleiter-Schaltungstechnik (13.Auflage) S.526
    Grüße, Bernhard

  5. #5
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    Es hängt vom OP Typ ab ob Phase-reversal auftritt. Bei neueren Typen tritt der Effekt eher nicht auf, der alte TL082 und verwandte ist ein bekannter Kandidat für den Effekt. Bei Rail -Rail Typen hat man den Effekt in der Regel nicht, weil der erlaubte Gleichtaktbereich bis zu den Grenzen der Versorgung und oft sogar ein kleines bisschen darüber hinaus geht. Bei den Datenblättern hat man leider das kleine Problem, dass da meist nicht explizit erwähnt wird dass Phase Reversal auftritt, und wenn, dann eher versteckt. Die negativen Punkte werden halt nicht so herausgestellt.

  6. #6
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    Danke Bernhard und Besserwessi für die Antworten. Jetzt weiß ich das auch. Hatte zwar Elektronik, aber über solche Effekte haben wir nichts gelernt, da der Schwerpunkt eher auf Elektroinstallation gelegen hat. In Elektronik haben wir viel Allgemeines gelernt (von einfachen Bauteilen wie Diode bis zu Leistungselektronik, aber auch Programmieren in C für AVR,...) Wir sind aber nie ins Detail gegangen.

    MfG Hannes

  7. #7
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    wenn dich SMD nicht stört kann cih dir den AD8646 ans herz legen, der ist verhältnismäßig günstig, arbeitet auch bei 5V zuverlässig und macht bis auf 0.1V rail to rail, es gibt noch einen anderen, etwas teurer aber der hat ne deutlich bessere slew rate als der 8646 ... muss nur nochmal nach dem typ suchen, der liegt auf arbeit ^^
    Es gibt 10 Sorten von Menschen: Die einen können binär zählen, die anderen
    nicht.

  8. #8
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    Danke für den Tipp. Ich habe schon den OPA2830 im SOIC 8-Gehäuse und den OPA4830 im TSSOP 14-Gehäuse (jeweils 5 Stk). Kosten: 0Euro da als Sample bestellt. Ich brauche es nur für die Optokopplerkarte und für weitere Experimente. Ich werde von jedem Typ 2Stk auf Adapterplatinen löten, damit ich diese am Steckbrett verwenden kann.

    MfG Hannes

  9. #9
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    Hallo!

    Wenn du aber fast perfekte Linearität um Null Ein- und Ausgangspannung brauchst, kommst du sicher, sogar bei "rail-to-rail" OPV's, ohne negativer Versorgungsspannung nicht aus.
    Geändert von PICture (24.11.2012 um 22:00 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von 021aet04
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    Ich will den Spannungsbereich von 0V bis +10V abdecken, wobei ich eher nicht bis 0V gehen werde, da die Spindel dafür nicht ausgelegt ist und keine Leistung mehr hat. Am Analogeingang weiß ich noch nicht genau was ich anschließe. Es wird aber vermutlich die tatsächliche Spindeldrehzahl sein. Ich werde es einmal Probehalber am Steckbrett testen und wenn nötig eine negative Hilfsspannung einplanen (+-12 oder 15V).
    Aber das DB vom OPAx830 sieht nicht schlecht aus. Wenn ich mich nicht verlesen habe 0,09 bzw 0,21V typ. bei 1k bzw 150R am Ausgang bei +5V Versorgung (S5 ganz unten)
    Hier das DB: http://focus.tij.co.jp/jp/lit/ds/symlink/opa2830.pdf

    MfG Hannes

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