TL084 und C am Ausgang

M

Michael Rübig

Guest
Hi Leute,
ich habe den TL084 in einer Audio-Anwendung eingesetzt und beim
kombinieren der verschiedenen Leiterplatten übersehen, dass er nun
direkt 560pF treiben muss.

In der Regel scheint es zu funktionieren, aber manchmal ohne Vorwarnung
fängt er das Schwingen an (zw. 1 und 2MHz). Man kann es provozieren,
indem man mit den Fingern den Eingang berührt.

Mir ist klar, dass ne Kapazität am Ausgang eines OPs kritisch ist, auf
die 560pF möchte ich jedoch aus anderen Gründen nicht verzichten.

Ich habe jetzt 470Ohm in Serie zum Ausgang des OPs geschaltet und das
scheint auch zu funktionieren.
Nur: Wie sicher bin ich da? Wie groß ist die Reserve? Wie gehe ich da am
besten ran?

Das Teil gehört zu ner Frequenzweiche für einen aktiven Subwoofer für
den PC(einmaliges Privatprojekt, nicht kommerziell). Ich möchte
verhindern, dass das Ding irgenwann wieder anfängt zu schwingen, wenn
schon alles zusammengebaut ist. Das Dumme ist, man hört es nämlich
nicht, wenn gerade kein Sound ausgegeben wird.

Beim Aufbau aufm Labortisch sehe ich es halt sofort an der
Stromaufnahmen, später am Trafo merke ich da nichts mehr von.

Bitte keine Diskussion, ob der TL084 für Audio geeignet ist und so! Mir
reicht die Qualität locker.

Grüße
Michael
 
Michael Rübig schrieb:

Mir ist klar, dass ne Kapazität am Ausgang eines OPs kritisch ist, auf
die 560pF möchte ich jedoch aus anderen Gründen nicht verzichten.

Ich habe jetzt 470Ohm in Serie zum Ausgang des OPs geschaltet und das
scheint auch zu funktionieren.
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Ja, sollte genügend Reserve haben, im Datenblatt ist öfter von 100pF die
Rede, wenn man sich die Innenschaltung anschaut, dann hat er eh schon
gut 150R Ausgangswiderstand, mit 470R zusätzlich passt das soweit.


Nur: Wie sicher bin ich da? Wie groß ist die Reserve? Wie gehe ich da am
besten ran?
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Steht alles im Tietze/Schenk, man Phasenreserve.


Gruß Dieter
 
Hallo Michael,

Ich habe jetzt 470Ohm in Serie zum Ausgang des OPs geschaltet und das
scheint auch zu funktionieren.
Nur: Wie sicher bin ich da? Wie groß ist die Reserve? Wie gehe ich da am
besten ran?
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Steht in einer alten Opamp App Note von National, "driving a capacitive
load". Wenn Du sie wirklich nicht findest, bitte melden und ich such mal
nach.

Man koppelt HF-maessig per kleinem C vom Ausgang rueck und noch einmal
per Widerstand vom kapazitiven Lastende.

Bitte keine Diskussion, ob der TL084 für Audio geeignet ist und so! Mir
reicht die Qualität locker.
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Ist er. Mir auch.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
Hallo Dieter,


Ja, sollte genügend Reserve haben, im Datenblatt ist öfter von 100pF die
Rede, wenn man sich die Innenschaltung anschaut, dann hat er eh schon
gut 150R Ausgangswiderstand, mit 470R zusätzlich passt das soweit.
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da ich ST-OPs hier im Sockel habe, benutze ich folgendes Datenblatt:

http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/2301.pdf

Hier komme ich auf 250Ohm Ausgangswiderstand.
Wenn ich da 560pF dranhänge habe ich laut Simulation eines RC-Tiefpasses
(war zu faul zum Rechnen) bei 3MHz (GBP) eine Phasenverschiebung von ca.
70°.
Im Diagramm auf Seite 6 habe ich bei 3MHz eine Phasenverschiebung von
ca. 60°. Allerdings ist das wohl invertiert, ich muss also mit 180°-60°
rechnen und komme dann auf 120°
120° + 70°=190° -> schwingt

Ok, ich habe die 100pF ausm Datenblatt ignoriert, aber habe ich sonst
große Fehler gemacht? Der OP wird in meinem Fall als aktives Filter
benutzt, welches ne Verstärkung von 1 besitzt.

Wenn dieser Schritt richtig ist, dann müsste ich die Phasenverschiebung
folgender Schaltung am Punkt X ermitteln. Am Punkt X ist nämlich die
Gegenkopplung der Filterschaltung angeschlossen.

250Ohm 470Ohm
___ ___
|-|___|--o--|___|---------------
--- X |
- ---
| --- 560pF
| |
--- ---
created by Andy´s ASCII-Circuit v1.24.140803 Beta www.tech-chat.de

Diese muss ich dann zur Phasenverschiebung des Diagramms bei 3Mhz
dazuaddieren und unter 180° landen.
Wie ich den 100pF aus dem Datenblatt da reinkriegen soll, ist mir
allerdings nicht ganz klar.

Aber gefühlsmäßig sehe ich jetzt auch schon, dass ich da voll im grünen
Bereich lande.

Nur: Wie sicher bin ich da? Wie groß ist die Reserve? Wie gehe ich da am
besten ran?


Steht alles im Tietze/Schenk, man Phasenreserve.
Guter Tipp.
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Das Diagramm auf Seite 1273 (11. Auflage) hat mich auf den Trichter
gebracht, das hatten wir nämlich im Studium schon.

Danke für die Hilfe
Michael
 
Hallo,
Ich habe jetzt 470Ohm in Serie zum Ausgang des OPs geschaltet und das
scheint auch zu funktionieren.
Nur: Wie sicher bin ich da? Wie groß ist die Reserve? Wie gehe ich da
am besten ran?


Steht in einer alten Opamp App Note von National, "driving a capacitive
load". Wenn Du sie wirklich nicht findest, bitte melden und ich such mal
nach.
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Muss ich mal gucken, danke für den Tipp.

Man koppelt HF-maessig per kleinem C vom Ausgang rueck
Das wollte ich eigentlich vermeiden, da der kritische Teil der
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Verstärker für die Satelliten ist und ich mir keinen Tiefpass bauen
will. OK, in diesem Fall hätte ich das Problem wahrscheinlich ohne
Nebenwirkungen auch mit so einem C angehen können, da ich die Slew-Rate
des OPs bei weitem nicht ausnutzen muss. Dieses C wirkt ja effektiv als
Slew-Rate Herabsetzer.

und noch einmal
per Widerstand vom kapazitiven Lastende.
Hmm, da die problematischen 560pF direkt am Ausgang hängen, ist doch der
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Ausgang mein kapazitives Lastende (wenn ich Dich richtig verstanden habe).
In meiner Filterschaltung (Sallen-Key-HP mit V=1) müsste ich dann einen
R zwischen Ausgang und negativem Eingang einfügen und ein C darüber
schalten. -> Slew-Rate Begrenzer

Michael
 
Michael Rübig schrieb:

Wie ich den 100pF aus dem Datenblatt da reinkriegen soll, ist mir
allerdings nicht ganz klar.
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Der ist doch nur als Beipiel für kapazitive Last erwähnt, das ist keine
parasitätre Komponente.


Aber gefühlsmäßig sehe ich jetzt auch schon, dass ich da voll im grünen
Bereich lande.
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Gruß Dieter
 
Michael Rübig schrieb:

Steht in einer alten Opamp App Note von National, "driving a capacitive
load". Wenn Du sie wirklich nicht findest, bitte melden und ich such mal
nach.

Muss ich mal gucken, danke für den Tipp.
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Tu das unbedingt, ist nicht so theorielastig wie der T/S, auf
Polysaccharid müsste ich die auch noch irgendwo haben.


Gruß Dieter
 
Hallo,
Wie ich den 100pF aus dem Datenblatt da reinkriegen soll, ist mir
allerdings nicht ganz klar.


Der ist doch nur als Beipiel für kapazitive Last erwähnt, das ist keine
parasitätre Komponente.
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Das ist mir schon klar. Aber um das ganze richtig ermitteln zu können,
bräuchte ich das Diagramm ohne diese 100pF. Das Diagramm ist aber schon
mit 100pF.
Den Anteil der Phasenverschiebung, den die 100pF verursachen kenn ich ja
nicht. OK, mit der Innenbeschaltung kann ich das rausrechnen.

Bei 3MHz, 250R und 100pF machen die 100pf alleine schon 54° aus.
Das heißt, der 2. Abfall in dem Diagramm wird eigentlich nur durch
dieses externe C hervorgerufen.

So langsam überblick ich die Sache jetzt.

Und da Du nicht widersprochen hast, scheinen meine obigen Annahmen nicht
ganz falsch zu sein.

Michael
 
Hallo Michael,

Hmm, da die problematischen 560pF direkt am Ausgang hängen, ist doch der
Ausgang mein kapazitives Lastende (wenn ich Dich richtig verstanden habe).
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Gar nicht guenstig. Wenn die maximal zulaessige kapazitive Last
ueberschritten wird und die Phasenreserve floeten gegangen ist, kann man
so gut wie nichts mehr machen. Zumindest nicht, wenn man etwas
Bandbreite braucht. Es muss ein Widerstand zwischen Ausgang und Last
vorhanden sein.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
Michael Rübig schrieb:

Das ist mir schon klar. Aber um das ganze richtig ermitteln zu können,
bräuchte ich das Diagramm ohne diese 100pF. Das Diagramm ist aber schon
mit 100pF.
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Ach so, daran lags. Das macht man damit parasitäre Kapazitäten keine
nenneswerte Rolle für die Dokumentation spielen so.


Den Anteil der Phasenverschiebung, den die 100pF verursachen kenn ich ja
nicht. OK, mit der Innenbeschaltung kann ich das rausrechnen.
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Richtig.


Und da Du nicht widersprochen hast, scheinen meine obigen Annahmen nicht
ganz falsch zu sein.
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Ich sehe zumindest keinen Fehler, nachgerechnet hab ichs allerdings
nicht. Für den TL084 gibt aber gute SPICE-Modelle, z.B. von TI, da kann
man ruhig mal simulieren.


Gruß Dieter
 
Hallo,
Ich sehe zumindest keinen Fehler, nachgerechnet hab ichs allerdings
nicht. Für den TL084 gibt aber gute SPICE-Modelle, z.B. von TI, da kann
man ruhig mal simulieren.
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Hab ihn in der Simulation als Spannungsfolger selbst mit 100n am Ausgang
nicht zum Schwingen gebracht.

Michael
 
Hallo Joerg,
Hmm, da die problematischen 560pF direkt am Ausgang hängen, ist doch
der Ausgang mein kapazitives Lastende (wenn ich Dich richtig
verstanden habe).


Gar nicht guenstig. Wenn die maximal zulaessige kapazitive Last
ueberschritten wird und die Phasenreserve floeten gegangen ist, kann man
so gut wie nichts mehr machen. Zumindest nicht, wenn man etwas
Bandbreite braucht. Es muss ein Widerstand zwischen Ausgang und Last
vorhanden sein.
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Das habe ich ja inzwischen gemacht, 470 Ohm. Das allein scheint als
Maßnahme wohl bei weitem ausreichend zu sein.

Grüße
Michael
 
Michael Rübig schrieb:

Hab ihn in der Simulation als Spannungsfolger selbst mit 100n am Ausgang
nicht zum Schwingen gebracht.
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Oha, gerade mit dem Modell von TI?


Gruß Dieter
 
Hallo Michael,

Hmm, da die problematischen 560pF direkt am Ausgang hängen, ist doch
der Ausgang mein kapazitives Lastende (wenn ich Dich richtig
verstanden habe).

Gar nicht guenstig. Wenn die maximal zulaessige kapazitive Last
ueberschritten wird und die Phasenreserve floeten gegangen ist, kann
man so gut wie nichts mehr machen. Zumindest nicht, wenn man etwas
Bandbreite braucht. Es muss ein Widerstand zwischen Ausgang und Last
vorhanden sein.

Das habe ich ja inzwischen gemacht, 470 Ohm. Das allein scheint als
Maßnahme wohl bei weitem ausreichend zu sein.
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Ok. Du hattest nur oben gesagt, dass 560pF direkt am Ausgang haengen.
Tun sie also doch nicht. Jetzt hast Du allerdings einen Tiefpass, jedoch
rollt der deutlich ueber 1MHz ab und kratzt den Audio Bereich dann wohl
nicht. Wenn der TL084 eine Last von 470Ohm aushaelt, koennte das gehen.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
Hallo Michael,

Ich sehe zumindest keinen Fehler, nachgerechnet hab ichs allerdings
nicht. Für den TL084 gibt aber gute SPICE-Modelle, z.B. von TI, da kann
man ruhig mal simulieren.
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Bei Spice Modellen fuer Opamps bin ich immer etwas skeptisch, so wie bei
Mosfet Modellen.

Hab ihn in der Simulation als Spannungsfolger selbst mit 100n am Ausgang
nicht zum Schwingen gebracht.
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100n ist fuer hoehere Frequenzen in etwa das gleiche wie ein Zentimeter
Silberdraht vom Ausgang nach Masse. Da bleibt nichts uebrig.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
Hallo,

Hab ihn in der Simulation als Spannungsfolger selbst mit 100n am
Ausgang nicht zum Schwingen gebracht.


100n ist fuer hoehere Frequenzen in etwa das gleiche wie ein Zentimeter
Silberdraht vom Ausgang nach Masse. Da bleibt nichts uebrig.
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Ich hab natürlich mehrere Werte probiert. (560p, 1n, 10n, 100n)

Michael
 
Dieter Wiedmann schrieb:

Michael Rübig schrieb:


Hab ihn in der Simulation als Spannungsfolger selbst mit 100n am Ausgang
nicht zum Schwingen gebracht.


Oha, gerade mit dem Modell von TI?
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Mit diesem:
* TL084 OPERATIONAL AMPLIFIER "MACROMODEL" SUBCIRCUIT
* CREATED USING PARTS RELEASE 4.01 ON 06/16/89 AT 13:08
* (REV N/A) SUPPLY VOLTAGE: +/-15V
* CONNECTIONS: NON-INVERTING INPUT
* | INVERTING INPUT
* | | POSITIVE POWER SUPPLY
* | | | NEGATIVE POWER SUPPLY
* | | | | OUTPUT
* | | | | |
..SUBCKT TL084 1 2 3 4 5
*
C1 11 12 3.498E-12
C2 6 7 15.00E-12
DC 5 53 DX
DE 54 5 DX
DLP 90 91 DX
DLN 92 90 DX
DP 4 3 DX
EGND 99 0 POLY(2) (3,0) (4,0) 0 .5 .5
FB 7 99 POLY(5) VB VC VE VLP VLN 0 4.715E6 -5E6 5E6 5E6 -5E6
GA 6 0 11 12 282.8E-6
GCM 0 6 10 99 8.942E-9
ISS 3 10 DC 195.0E-6
HLIM 90 0 VLIM 1K
J1 11 2 10 JX
J2 12 1 10 JX
R2 6 9 100.0E3
RD1 4 11 3.536E3
RD2 4 12 3.536E3
RO1 8 5 150
RO2 7 99 150
RP 3 4 2.143E3
RSS 10 99 1.026E6
VB 9 0 DC 0
VC 3 53 DC 2.200
VE 54 4 DC 2.200
VLIM 7 8 DC 0
VLP 91 0 DC 25
VLN 0 92 DC 25
..MODEL DX D(IS=800.0E-18)
..MODEL JX PJF(IS=15.00E-12 BETA=270.1E-6 VTO=-1)
..ENDS


und das ist von TI
Michael
 
Hallo Jörg,
Das habe ich ja inzwischen gemacht, 470 Ohm. Das allein scheint als
Maßnahme wohl bei weitem ausreichend zu sein.


Ok. Du hattest nur oben gesagt, dass 560pF direkt am Ausgang haengen.
Ja, so war es am Anfang auch.
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Weil das nicht stabil war, habe ich 470Ohm dazugehängt.
Mit den 470Ohm am Ausgang bekomme ich dann ne Grenzfrequenz von 600kHz.
Tun sie also doch nicht. Jetzt hast Du allerdings einen Tiefpass, jedoch
rollt der deutlich ueber 1MHz ab und kratzt den Audio Bereich dann wohl
nicht. Wenn der TL084 eine Last von 470Ohm aushaelt, koennte das gehen.
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Diese Last hat er ja nur bei deutlich über 500kHz, und da muss er ja
nichts mehr tun.

Höher wollte ich nicht gehen, weil ich dann wegen dem Eingangswiderstand
der nachfolgenden Stufe zu viel Pegel verliere.

Michael
 
Hallo Michael,

Diese Last hat er ja nur bei deutlich über 500kHz, und da muss er ja
nichts mehr tun.
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Doch wenn ihm dort oben dann die Puste ausgeht, funktioniert die
Gegenkopplung nicht vernuenftig und er wird instabil. Mit einem kleinen
C vom Ausgang zu -IN kann man das loesen. Der normale
Gegenkopplungswiderstand kommt an das andere Ende des 470Ohm.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
 
(Michael Rübig) 16.08.05 in /de/sci/electronics:

Hallo,

Ich habe jetzt 470Ohm in Serie zum Ausgang des OPs geschaltet und
das scheint auch zu funktionieren.
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100 Ohm reichen auch, 470 Ohm wäre mir zu viel, 56 Ohm müssten
auch noch gehen.
Ist auch besser wg. EMV.
Wenn da was von hintern reinstrahlt oder einspeist kommt es nicht weit
resp. kann kaum schaden anrichten.


Nur: Wie sicher bin ich da? Wie groß ist die Reserve? Wie gehe ich
da am besten ran?
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Z.B. erklären, warum der TL084 überhaupt das Schwingen bekommt.




Rainer
 
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