OP als Differentiator

Hallo zusammen, ich habe einen Operationsverst=E4rker als Differentiator an einem Funktionsgenerator angeschlossen.

Mich hat gewundert, dass beim differenzieren eines Dreiecksingals kein sauberes Rechtecksignal rauskommt, sondern dass bei jedem 'Sprung' sich das Signal _einpendelt_. Auch beim differenzieren vom Rechtecksignal, wo ich eigentlich nur kurze Impulse erwartet habe, konnte ich das beobachten.

Wie kommt das zustande? Wieso kann der OP nicht sauber differenzieren?

Vielen Dank f=FCr eure Hilfe und noch ein sch=F6nes Wochenende.

--- Daniel

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recapture
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Wie heißt denn der Käfer? Wie beschaltet?

Du hast Überschwingen und Einschwingvorgänge entdeckt. Willkommen in der realen Welt!

Das passen vielleicht einige Kapazitäten nicht zusammen. Solange keine Details zur Schaltung vorliegen, kann man wenig sagen.

  1. Die Anstiegsgeschwindigkeit des OP ist begrenzt und damit ist eine obere Grenzfrequenz vorgegeben.
  2. Die maximale Verstärkung ist endlich.
  3. Der Aufbau der Schaltung muss genügend sauber sein.
  4. Die beobachteten Überschwinger können auch im Zusammenwirken mit dem Anschlusskabel des Oszilloskops entstehen, können also auch Messfehler sein.

Norbert

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Norbert Hahn

snipped-for-privacy@gmail.com schrieb:

Guten Sonntag-Morgen!

Op-Verst=E4rker haben vom Eingang zum Ausgang eine Signal-Laufzeit von 10-50 nsec, da geschieht schon mal nichts. Da kann man auch Einschwingzeit dazu sagen. Aber dann funzt das schon.

C =FCber den =FCber den R=FCckkopplungs-R nicht vergessen, zB 22 pF, entsprechend R*C f=FCr obige Zeit.

Gru=DF Gottfried

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Gottfried Gössl

Deutlich zuwenig für Realname.

Jedes Lehrbuch wird verraten, daß das nicht die empfohlene Schaltung ist:

----C-----+----R---+ | | +-| - \ | | >-+---- GND-| + /

Während das kein ideales Verhalten ermöglicht:

----C--R2-+----R---+ | | +-| - \ | | >-+---- GND-| + /

Für die sinnvolle Dimensionierung von R2 muss man nichtnur die Werte von C und R sondern auch den OP-Typ kennen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

schonmal vielen Dank f=FCr Antworten, ich habe hier den Singalverlauf mal hochgeladen, damit ihr seht was ich gemeint habe. Die Frequenz lag so bei 200Hz.

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(Die Qualit=E4t vom Bild ist leider ziemlich schlecht, sorry)

---Daniel

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recapture

Guten Abend zusammen,

ich hab nochnmal die Schaltung nachgebaut und dabei folgende Bauteile verwendet: C =3D 1=B5F Rr =3D 10kOhm =FB =3D 4V

Beim OP handelt es sich um einen SFC2741C (der soll auch einem ULN2151D entsprechen)

Signalverlauf

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Beim Conrad meinte man, dass der Dreieckspannungsverlauf hohe Frequenzen enth=E4lt und da der OP eine Grenzfrequenz hat, kommt es zu diesem Ph=E4nomen!?

Stimmt ihr dem zu?

viele Gr=FC=DFe aus K=F6ln=20

---Daniel

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Daniel H

Gegenfrage, was hatten wir Dir hier geantwortet?

Gruß Henning (der erfreut ist zu hören, daß beim C*nrad jemand so eine Antwort geben konnte - Ferienjob eines E-Technik-Studenten?)

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Henning Paul

Immer noch defekter Realname. Den kann man auch in Fußzeile eintippen und damit google-Probleme umgehen.

Es wird schlicht ein 741 von Sprague eventuell Baujahr ca. 1977 ( und damit Lieferant wohl Pollin ) sein.

Jedes bessere OP-Buch erklärt das Problem mit der Grundschaltung:

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Wesentlich ist der Bode-Plot auf Seite 5:

  • Der ideale Differenzierer ( 1/b ) würde gegen steigende Frequenzen unbegrenzt ansteigenden Frequenzgang wollen, was technisch unmöglich ist.
  • der OP hat Tiefpaßverhalten mit fallendem Frequenzgang. Transitfrequenz hier bei 1 MHz ( 1 MHz kann man grob auch für 741 annehmen, soweit spezifiziert wohl 0,4 min und 1,5 typ ). Das ist die Leerlaufverstärkung ( open-loop gain ) des OP, soviel kann er maximal ohne Rückkopplung. Unterliegt erheblicher Fertigungsstreuung.
  • in der defekten Grundschaltung ohne R2 schneiden sich beide Frequenzgänge in spitzem Winkel, was der Stabilität der Schaltung nicht gut tut.
  • in der verbesserten Schaltung mit R2 wird ein kurzer ebener Abschnitt eingefügt, der den Knick entschärft.
  • hier gibt es auch noch eine Schaltung mit C2 die die Bandbreite einschränkt um das hochfrequente Rauschen zu vermindern. Und hier darf der scharfe Knick wieder sein: man liegt nämlich nun völlig unterhalb der Leerlaufverstärkung des OP. Der Abstand zu dieser sollte ( je nach den Qualitätsvorstellungen die man hat ) ca. 10dB betragen.

Deutsch, als Ausdruck etwas besser lesbar:

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Hat insbesondere auch noch Vorschläge für andere Schaltungsvarianten.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Henning Paul schrieb:

Bei Conrad in BS gibts noch einige Spezis aus alten V=F6lkner-Zeiten, die sich auch ganz gut auskennen... Gruss Harald

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Harald Wilhelms

Re: OP als Differentiator

Scheiße, dauernd denke ich beim Lesen, OP heißt Original-Poster.

-- Mit freundlichen Grüßen Helmut Schellong snipped-for-privacy@schellong.biz

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Helmut Schellong

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