OP-Stromversorgung: Einschalten führt zu S chwingungen

Hallo allerseits,

mit einer Stromversorgung (6VA Flachtrafo 2*15V AC via B80C800 +

2*2*1000µF auf 7815/7915 mit je 2*1N4002 2*100nF 2*10µF) fängt mein Komposite-Photodiodenverstärker (OPA124 mit OPA37 als Nachbrenner, Frequenzgang mit Phasenkompensation im Gegenkopplungspfad auf Kante genäht) beim Einschalten an zu schwingen. Bei der Entwicklung war es mir schon aufgefallen, dass die Schaltung auf den Einschaltvorgang empfindlich ist, daher habe ich mal mit dem Glättungselkos herumgespielt: mit + Seite 400µF und - Seite 2000µF funktioniert es! Mit dem Innenwiderstand des Trafo ergibt sich eine Zeitkonstante von 5ms für + und 25 ms für - An einem anderen Netzteil Fortec PT1301 +/-15V 500mA (Intern: Ringkern 2*16,2V 560mA(!) 2*2200µF, 2*220µF 1*TL431 2*LM358 2*kleinere Elkos 1*BD243 1*BD244 + Hühnerfutter) funktionierte die Schaltung ohne Modifiktionen.

Die gefundene Lösung ist für mich okay, ich würde nur gerne verstehen, was da vor sich geht. Speicheroszi habe ich leider keines.

Hatte jemand schon mal so einen Fehler? Haben 78 und 79 unterschiedliche dynamische Eigenschaften? Hat das Fortec Netzteil (Datenblatt habe ich keines und auf meine Anfrage nach einem Datenblatt haben die nicht geantwortet) vielleicht ein Tracking von der positiven auf die negative Spannung? Ist ein Pärchen LM317/337 die bessere OP-Stromversorgung?

Schon jetzt Danke für Eure Antworten!

Grüße! Martin

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Martin Clausen
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Hallo,

ich vermute durch die 78/79 kommt zu viel 100Hz-Brummspannung durch. Deren Brummunterdrückung ist nicht gerade rosig, 317/337 mit 10µ am ADJ-Pin nach Masse ist schonmal besser (80db), der gute alte 723 und auch die Opamp-Version sind nochmal besser. Mit einem etwas optimierten Zener/Transistorregler kommt man allerdings noch deutlich weiter, siehe

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Schaltung 3 auf der Seite funktioniert erwiesenermaßen sehr gut, hat aber auch satten Ruhestrom.

Gruß, Robert

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Robert Obermayer

Hallo Robert,

Wenn die Chose mit zweimal 9V laeuft (sollte ein gutes Design...), dann koennte Martin zwei 9V Bloecke dranhaengen und sehen, ob das Problem dann weg ist. Wenn ja, ist es wahrscheinlich Brumm.

Ausserdem mal die Arbeitspunkte nachsehen, ob man nicht besser einige davon aus einer Referenz erzeugt und nicht an VCC oder VEE haengt. Ein TL431 kostet ja nicht die Welt. (Martin: Posting eines Schaltbildes hilft in diesem Fall)

Nichts geht ueber den guten alten uA723. Der ist wie ein alter Land Rover, unverwuestlich.

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Oder einen aktiven "Entbrummer" vorsehen, auch schon mal Capacitor Multiplier genannt. Damit wird die Sache dann aber auch unorthodox.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Jörg,

Aber wenn ich, die Glättungselkos von 2*1000µF auf 4*100µF im positiven Zweig verringere, dann funktionierts. Meint Ihr, dass ich so einen zufällig trotz Brumm stabilen Start erwische?

Die Schaltung besteht nur aus einem Transimpredanzverstärker (Rfb =

100MOhm fg=20KHz), auf der Photodiode liegt kein Bias, der Rückkopplungspfad umfasst beide OP. Die Betriebsspannung geht nur an die entsprechenden Pins der OP. Das PCB ist zweilagig, SMD und mit Masseflächen und Kerkos und Elkos zur Entkopplung bestückt. So ist alles auf Masse bezogen, oder?

sorry, der Ing., der mir geholfen hat das Ding zu bauen, möchte das nicht :-((

okay, merke ich mir

Danke, Martin

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Martin Clausen

"Martin Clausen" schrieb im Newsbeitrag news:44f5e4d5$0$26956$ snipped-for-privacy@newsspool4.arcor-online.net...

Hallo Martin,

dein Problem hört sich für mich nicht nach schlechter Brummausregelung des Netzteils an. Ich denke, dass das Aufschwingen nach dem Einschalten von der unsymmmetrischen Anstiegsgeschwindigkeit der Versorgungsspannungen kommt. Deine Schilderung mit den unterschiedlich großen Kondensatoren im "+" und "-" Zweig deutet darauf hin.

Ich hatte mit dem OP37 in einer Composite-Schaltung auch große Probleme, wenn sich die negative Versorgung schneller aufgebaut hatte als die positive. Gelöst hatte ich das Problem durch eine eigene Stabilisierung für diese Stufe mit LM317/LM337 mit unterschiedlich großen Kondensatoren im Feedback-Pfad, um sicherzustellen, dass die positive Versorgung früher da war als die negative.

Gerade in einem solchen Fall ist ein Speicheroszi eine große Hilfe, sogar so eine lahme Ente wie das Hameg 205, das mir zur Verfügung stand.

Beim Einschalten werden die Siebkondensatoren hinter den Spannungsreglern mit der Kurzschluss-Strombegrenzung der 78xx/79xx aufgeladen. Für den Kurzschlussstrom der Regler gibt es riesige Toleranzen, daher weißt du nie, wie sich das Netzteil verhalten wird.

Siehe oben.

Gruß, Alexander

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Alexander Dörr

"Martin Clausen" schrieb im Newsbeitrag news:44f5e4d5$0$26956$ snipped-for-privacy@newsspool4.arcor-online.net...

AN202 von

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gelesen ?

-- Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net homepage:

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de.sci.electronics FAQ:
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Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask. Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

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MaWin

Hallo Martin,

Wenn VEE und VCC mit je einer Diode aus dem Trafo gezwackt werden, kann sich dabei je nach Verhaeltnis das Brummen etwas "ausnullen". Ist aber zufallsabhaengig und laeuft mit Altern der Elkos wahrscheinlich aus dem Ruder.

Kommt auf die Verteilung der Masseinseln an. Eine volle Ground Plane waere besser.

Naja, eine Transimpedanzstufe ist doch kein so grosses Staatsgeheimnis...

Wie gesagt, haenge mal probeweise Batterien dran.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Jörg,

ich verwende einen Brückengleichrichter

achso, das meine ich mit Massefläche, die Rückseite habe ich fast durchgehend hin bekommen, es sind nur wenige kurze Unterbrechungen vorhanden. An allen Entkopplungskondensatoren und anderen Bauteilen mit Massebezug, sowie "wo der Weg weit ist" sind Vias von den Masseinseln der Komponentenseite auf die Groundplane.

*full ack*

Für STM-Vorverstärker wurden da die Chips abgeschmirgelt und für teuer Geld verkauft, nur weil man mit einem einfachen Kondensator zur Kompensation in der Rückkopplung diese Bandbreite mit den Chips nicht erzielen kann.

mach ich

Ich vermute wohl eher das die Ursache mit der AN202 von Mawin und dem Posting von Alexander zu verstehen ist. Aber in einer FFT von meinem Ausgangssignal habe ich heute doch einen

50Hz Peak gesehen. Im relevanten Diffrenzsignal zwischen zwei Verstärkern ist es dann weg, aber soll trotzdem nicht sein. Wer weis, ob unter leicht veränderten Bedingungen nicht doch was durch kommt. Vielleicht habe ich mir auch irgendwo eine Masseschleife eingefangen (bezogen auf den ganzen Aufbau: PC mit Messkarte, Photodiodenverstärkern, Mikroskop, Piezosteuerung, Motorsteuerungen, Laser, usw.). Da gibt es sehr viele Optionen :-((.

Grüße! Martin

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Martin Clausen

Hallo Martin,

Fuer beide je einen? Da sollte es kein Problem geben. Aber Elko-Tests sind meist schief. Ein 470uF Cap kann durchaus 700uF haben. Oder der eine 1000uF hat gerade mal 1000uF, waehrend der andere ueber 1500uF liegt. Alles passiert und schon wird der Brumm unsymmetrisch mit den groesseren Caps.

Abschmirgeln nutzt meist nicht viel. Wenn sich ein geschickter Ingenieur mit zig Jahren auf dem Buckel das scharf ansieht, kommt er schnell darauf, was drin ist.

PCs sind notorisch fuer Brummschleifen. Da ist ohne Messtellenuebertrager meist nichts gebacken. Muesste man in diesem Fall aber wohl auf eine Traeger modulieren, weil es ja wohl bis DC herunter gehen soll.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com
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Joerg

Hallo Alexander,

Das ist ja das Gleiche wie bei meiner Lösung, nur eleganter!

In der AN202 von AD steht was von einem Integrator nach - im OP37, das könnte die Ursache sein.

kenn ich, habe ich gerne mit gearbeitet

daher also

Gruß, Martin

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Martin Clausen

MaWin schrieb:

bis gerade eben nicht: da steht was von einem Integrator nach - im OP37, das könnte die Ursache sein.

Danke! Martin

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Martin Clausen

Hallo Jörg,

achso, mmh, nur einen, da hast Du recht, war mir gar nicht so richtig klar

war IMHO auch eher gegen ahnungslose Physiker ;-)

leider lief die Schaltung damit instabil, eine der beiden Batterien war aber auch schon etwas ausgelutscht

ja, müsste man, aber meine Karte kann auch differentiell messen. Das wollte ich heute mache und musste feststellen, dass auf meiner Messkarte einer der IN- Eingänge mit Masse einen Kurzen hat. Hat mich viel Zeit gekostet und sehr geärgert. Dann hatte ich noch einen Isoliernibbel zerquetscht. Weitere Besserung hat es gebracht, alle Geräte an eine Steckdose anzuschließen. Was jetzt noch am elektrischen Problemen da ist, geht in den mechnischen Störungen und der Brownschen Bewegung meines "Sensors" unter ...

Grüße & vielen Dank, Martin

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Martin Clausen

Hallo Martin,

Mit Mittelabgriff für die Sekundärwicklung ist das auch ganz OK.

Marte

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Marte Schwarz

Erreicht man mit 100e6 Ohm ein fg von 20 kHz? Oder ist das ein theoretischer Wert, oder ein Wert ohne die Diode. (Irknwie kommt Neid auf, hab das nie hingekriegt).

--
mfg Rolf Bombach
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Rolf_Bombach

man muss eine Eingangskapazität anschliessen, sonst ist die Schaltung instabil, aber weniger ist trotzdem besser (Überhöhung des Rauschen bei hohen Frequenzen)

die 20kHz sind gemessen, sie werden erreicht durch ein an OPs und Eingangskapazität angepasstes RC-Netzwerk, dass die Phase so dreht, das die Verstärkung bei eins mit 6dB/Oktave abfällt und so Schwingen vermieden werden. Der für das Rauschen effektive Rückkoppelwiderstand liegt aber nur bei 50M Ohm.

Gruß, Martin

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Martin Clausen

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