TL084 und C am Ausgang

[Michael Rübig]

Hallo Jörg,

Hallo Michael,

Diese Last hat er ja nur bei deutlich über 500kHz, und da muss er ja
nichts mehr tun.


Doch wenn ihm dort oben dann die Puste ausgeht, funktioniert die
Gegenkopplung nicht vernuenftig und er wird instabil.

Bei jeder OP-Verstärke-Schaltung kommt die Gegenkopplung außer tritt,
wenn ich mit dem Ausgang zu nahe an die Versorgungsspannung rankomme.

In meiner Anwendung muss der OP weder bei 500kHz noch in der Nähe der
Versorgungsspannung arbeiten. Da das aber theoretisch möglich ist,
müsste ich für beide Fälle Vorkehrungen treffen, denn nach Deiner Logik
(so ich sie richtig verstanden habe) kann der OP in beiden Fällen
instabil werden.

Davon abgesehen:
Ich arbeite hier mit Amplituden von maximal 2 V, versorge den OP mit
+-6V und belaste ihn mit 470Ohm + Xc.
XC ist bei 3MHz nochmal knapp 100Ohm.

Der OP muss also maximal ca. 4mA treiben. Da der Strom im wesentlichen
durch die 250Ohm der Ausgangsstufe begrenzt wird, ich noch mindestens 1V
Reserve in der Versorgungsspannung habe, sollte er das aber locker schaffen.

Mit einem kleinen
C vom Ausgang zu -IN kann man das loesen. Der normale
Gegenkopplungswiderstand kommt an das andere Ende des 470Ohm.

Die Variante werde ich mir merken, brauche ich bestimmt auch mal.

Danke für die Hinweise.

Michael

 

[Winfried Buechsenschuetz]

Michael Rübig schrieb in der newsgroup de.sci.electronics:

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.

Hatte das Problem auch schon mal, einige 100 pF sind mit Sicherheit zu
viel - da kann jeder OpAmp das Schwingen anfangen. Manchmal hilft es,
einen R mit ein paar kOhm parallel zu hängen.

Man sollte aber C's an OpAmp-Ausgängen so klein wie möglich machen. Bei
mir funzt es mit 33pF einwandfrei.

Winfried Büchsenschütz
--
Immer auf dem aktuellen Stand mit den Newsgroups von freenet.de:
http://newsgroups.freenet.de

 

[Winfried Salomon]

Hallo Michael,

Michael Rübig wrote:

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.


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.

nimm lieber die Original_Daten von TI
http://www.blecken.de/download/ti081.pdf
da hast Du eine Phasenreserve von mind. 70 Grad. Wie man
Verstärkergrundschaltungen optimal für kapazitive Belastung kompensiert,
steht hier:
http://www.analog.com/Analog_Root/static/techSupport/designTools/interactiveTools/stability/stability.html

R0 würde ich beim TL084 so ca. mit 150 oder 250 Ohm annehmen, kann man
aber offenbar aus den Daten nicht direkt entnehmen, die Schaltbilder von
TI und ST unterscheiden sich.

Du kannst es auch simulieren, allerdings sind die SPICE-Modelle von TI
für die Stabilitätsbetrachtung völlig unbrauchbar, da sie nur 1
dominanten Pol berücksichtigen, soviel ich weiß. Aber trotzdem kannst Du
die Closed-Loop-Sprungantwort similieren und siehst, welchen Einfluß die
560 pF bei Deinen Maßnahmen noch haben, also welcher Einfluß auf das
Überschwingen zu beobachten ist. Du kannst auch das
Gegenkopplungsnetzwerk alleine simulieren, dann siehst Du die
Phasendrehung, die ziehst Du dann von der Phasenreserve ab.

Wie ich aber oben lese, hast Du gar keine Verstärkergrundschaltung,
sondern ein aktives HP-Filter mit wahrscheinlich Buffer V=1. Dann mußt
Du den Vorschlag von Analog Devices modifizieren, denn beim Buffer
klappt das so nicht. Bei Bedarf kann ich das aus einem Valvo-Buch
herausholen.

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.

Diese Phasenverschiebung von links nach X unter Vernachlässigung der
Impedanz des Gegenkopplungsnetzwerkes an X ist Deine Phasendrehung, die
Du von der Phasenreserve von sagen wir mal 70 Grad abziehen mußt. Dabei
wird eine Phasenreserve von 70 Grad als sicher bezeichnet, während 45
Grad für geringe Anforderungen (ca 30% Überschwingen) noch als
ausreichend bezeichnet werden. Wenn Du also ca. 250 Ohm als
Innenwiderstnd nimmst, kannst Du den Serienwiderstand aus der zulässigen
Phasendrehung von 25 Grad berechnen. Das wäre hier sicher die einfachste
und vermutlich ausreichende Methode.

Allerdings kommst Du auf eine transzendente Gleichung, wie kann es
anders sein ;-), also würde das mit Simulieren und Probieren am
schnellsten gehen. Ansonsten mußt Du Dir ein Programm zur
Nullstellensuche schreiben.

Wenn man das so abschätzt wie Du oben schon, dürften 560 pF mit 250 Ohm
Innenwiderstand zu einer Phasendrehung von 70 Grad etwa führen, die
Instabilität scheint also plausibel zu sein.

Es fehlt aber noch ein Aspekt, nämlich die Eingangskapazität, die bei
FET- und MOSFET-OPs relativ hoch ist, leider hier ohne Angaben. Ich
schätze einfach mal 10 pF, nur weiß ich nicht, wie sich das hier
auswirkt, aber mit Simulieren ist das kein Problem.

mfg. Winfried

 

[Dieter Wiedmann]

Michael Rübig schrieb:

Oha, gerade mit dem Modell von TI?

Mit diesem:
[Modell gesnipt]

Ich muss mal das rauskramen das ich damals gerne verwendet hab, liegt
leider nur noch auf diesen dünnen, weissen Datenträgern vor.


Gruß Dieter

 

[Michael Redmann]

Dieter Wiedmann schrieb:

Ich muss mal das rauskramen das ich damals gerne verwendet hab, liegt
leider nur noch auf diesen dünnen, weissen Datenträgern vor.
Lochkarten?

--
Michael Redmann

 

[Dieter Wiedmann]

Michael Redmann schrieb:

Ich muss mal das rauskramen das ich damals gerne verwendet hab, liegt
leider nur noch auf diesen dünnen, weissen Datenträgern vor.

Lochkarten?

Jepp, aber mit aufgedruckter Klarschrift.


Gruß Dieter

 

[Michael Redmann]

Dieter Wiedmann schrieb:

Ich muss mal das rauskramen das ich damals gerne verwendet hab,
liegt leider nur noch auf diesen dünnen, weissen Datenträgern vor.

Lochkarten?

Jepp, aber mit aufgedruckter Klarschrift.

Klar, oben am Rand ;-)

Grüße
--
Michael Redmann

 

[Joerg]

Hallo Michael,

Bei jeder OP-Verstärke-Schaltung kommt die Gegenkopplung außer tritt,
wenn ich mit dem Ausgang zu nahe an die Versorgungsspannung rankomme.

Dann schwingt er aber nicht, sondern begrenzt nur. Sobald man wieder von
den Rails weggeht, ist es wieder im Lot.

In meiner Anwendung muss der OP weder bei 500kHz noch in der Nähe der
Versorgungsspannung arbeiten. Da das aber theoretisch möglich ist,
müsste ich für beide Fälle Vorkehrungen treffen, denn nach Deiner Logik
(so ich sie richtig verstanden habe) kann der OP in beiden Fällen
instabil werden.

Die 500kHz macht der TL084 von allen (Rauschleistung). Wenn dann eine zu
niederohmige Last bei dieser Frequenz am Ausgang haengt und deshalb
keine Phasenreserve mehr da ist, faengt er den Tarantella Tanz an.

Davon abgesehen:
Ich arbeite hier mit Amplituden von maximal 2 V, versorge den OP mit
+-6V und belaste ihn mit 470Ohm + Xc.
XC ist bei 3MHz nochmal knapp 100Ohm.

Ich denke, Du meinst damit 470Ohm in Series mit Xc. Ich habe den TL084
lange nicht mehr benutzt. Wenn er damit laut Datenblatt zufrieden ist,
sollte es in Ordnung sein.

Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com

 

[Klaus Butzmann]

Rainer Zocholl schrieb:

100 Ohm reichen auch, 470 Ohm wäre mir zu viel, 56 Ohm müssten
auch noch gehen.


Standardwert bei Mischpulten, Frequenzweichen und sonstiger Peripherie

sind 56 Ohm.
.....oder doch gleich symmetrisch-erdfrei mit Übertrager - duck ...

Butzo

 

[B. Spitzer]

Hallo Michael,

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

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.
Murphy's Law... Oszillatoren schwingen selten, OPs häufig bis immer.

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?
Bob Pease gibt hier auch den Hinweis, dass dann die Schaltung nochmal

"misshandelt" werden sollte. "BANG on the output with square waves of
various amplitudes, frequencies, and amounts of load current..."
(Troubleshooting Analog Circuits - besch.... dt. Übersetzung im Elektor
Verlag als "Fehlersuche in Analog-Schaltungen")
Mit einigen 100 Ohm und 100-200nF in Serie mit einem Rechteck-Generator
auf den Ausgang der Schaltung. Wenn's dann immer noch nicht Schwingt ist
es gut. Bei einer gedämpften Schwingung am Ausgang reicht die Massnahme
gerade (noch nicht) aus.

tschuessle
Bernhard Spitzer
--
bash.org - Top 100...
<erno> hm. I've lost a machine.. literally _lost_. it responds to ping, it
works completely, I just can't figure out where in my apartment it is.