Bauteilwahl (hochohmig/hochkapazitiv) bei TP-Dimensionierung?

Wenn man keine besonderen Anforderungen hat Kaskadierung

1pol:

---R1---+------R2----+--- | | C1 C2 | | GND GND

Jede folgende Stufe sollte ungefähr um den Faktor 10 hochohmiger sein damit ausreichend entkoppelt. Hinter letzter Stufe OP als Puffer, der kann dann auch Gain haben. Damit kriegt man keine besondere Steilheit a la Butterworth / Tschebyscheff usw.

Knackpunkt sind die Kondensatoren: man kriegt sie nur in Reihe E6 und nur kleine Werte 100pF - 1nF in guter Qualität z.B. NP0/COG und enger Toleranz. Unterhalb 100pF will man nicht wegen Fehler durch Streukapazität.

Bezüglich Struktur ist Sallen-Key die simplere Variante:

+----------+-------+ | | | C2 +|- \ | | | >-+--- ---R1---+---R2---+--|+ / | C1 | GND

Für einen Hochpaß ( C und R tauschen ) wärs optimal, weil alle C identisch. Für den gezeichneten Tiefpaß umständlicher weil R1 = R2 und C unterschiedlich. Ich habe ehedem ( 80er Jahre ) für feste Frequenz Digramme R gegen C gezeichnet und mir dann dort das Päarchen C rausgesucht das am nähesten zu E6 paßt. Heute würde man wohl Rechner suchen lassen.

Soweit man aber höhere Genauigkeit will ist es wohl sinnvoller die Struktur zu ändern: vgl UAF von Burr Brown bzw. switched capacitor von Linear Technology. In beiden Fällen erledigt sich das Kondensatorproblem recht elegant.

MfG JRD

"Michael Guenther" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@o13g2000cwo.googlegroups.com...

Der OpAmp hat einen Ausgangswiderstand (im Bereich um 100 Ohm) und einen Eingangswiderstand (im Bereich um 1 MOhm). Fuer minimale Verzerrungen waehlt man die Widerstaende (und den Blindwiderstand der Kondensatoren) in der Mitte, also bei normalen OpAmps so um 10kOhm. Kondensatorwerte ergeben sich, wobei kleine Folie natuerlich besser ist als dicke Elkos, die man um alles auf der Welt vermeidet und dann lieber hochohmigere OpAmps (MOSFET/JFET-Eingang) nimmt.

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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Hallo,

MaWin schrieb:

Muß man im Gegengekoppelten Betrieb nicht mit sehr viel geringeren Ausgangswiderständen rechnen? Begrenzend ist doch eher der Strom.

Marcel

Nebst dem schon gesagten: Die Signalquelle sollte natürlich einen Innenwiderstand haben, der viel kleiner als 69k ist, sonst stimmt überhaupt nichts mehr. Die Signalquelle muss auch den Eingangsstrom des Opamps liefern können, darf also nicht AC-gekoppelt sein (Ausgangselko oder solche Scherze gehen nicht). Bei Opamps mit aussergewöhnlich hohem Eingangsstrom (antike Typen) könnte einiges an Offset zusammenkommen, aber das Risiko, das man heute noch einen 709 erwischt, ist eher klein :-].

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mfg Rolf Bombach

"Marcel Müller" schrieb im Newsbeitrag news:db1533$cge$ snipped-for-privacy@online.de...

Nein, die Gegenkopplung erfolgt ja gerade durch diese Widerstaende.

Ja, die Strombegrenzung des OpAmps macht ja den ungefaehren Ausgangswiderstand aus.

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Der Ausgang der Schaltung ist aber nach diesen Innenwiderständen. Dort ergibt sich dann der Ausgangswiderstand aus Leerlauf- verstärkung, Gegenkopplung und Phasenlage. Typischerweise kommen da einige Ohmbruchteile zusammen.

Das funktioniert nur, solange der Opamp schnell genug ist für die fragliche Frequenz. Die Leerlaufverstärkung ist über weite Bereiche umgekehrt proportional zur Frequenz. Ab einer gewissen Frequenz kommt dann tatsäch- lich der open-loop Ausgangswiderstand zum Tragen. Je nach Filtertopologie können sich so hohe Frequenzen am Filter vorbeimogeln.

Man betreibt den Opamp ja nicht an der Strombegrenzung. Die Strombegrenzung ist für verschiedene Opams total unterschiedlich intern gelöst. Bei RR-Output mit Emitter- schaltung sieht die ganz anders aus als bei Emitterfolgern. Aber selbst da gibt es keinen Zusammenhang. Der LM6161 hat 65mA Kurzschlussstrom und bei DC rund 20 kOhm Ausgangswiderstand. Der LM6171 hat rund 100mA Strombegrenzung und nur 14 Ohm open-loop Ausgangswiderstand. Ebenso hängt der Verlauf des open-loop Ausgangswiderstands von der Frequenz von der Topologie im Innern aus. Bei vielen Opamps steigt er leider mit der Frequenz stark an, andere wie der 6171 sind da nicht betroffen, wiederum andere wie der 6161 (leider nicht mehr produziert) haben eine starke Abnahme des Ausgangswiderstands mit zunehmender Frequenz, wegen internen Gegenkopplungs-C.

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mfg Rolf Bombach