Spannungsquelle mit PFet

Hallo Gruppe,

ich habe hier ein recht simples Problem: Ich habe eine hochohmige Spannung zu Verfügung und möchte daraus eine niederohmige Spannungsquelle machen. Eigentlich simpel, ich hab etwas mit einem PFet und LM324 zusammengeklickt und es ausprobiert: In der Simulation schwingt es wie die Hölle.

Hier das Bild meiner momentanen Schaltung und das Ergebnis:

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Man sieht grün die Einangsspannung VRef, rot die Ausgangsspannung VOut und blau die Spannung am Gate VGate.

Das wird verbessert, wenn ich einen Kondensator zwischen VOut und Op+ schalte (im Bild 1uF) - aber schwingen tut's immernoch.

Dann habe ich den 324 gegen einen TLC274 getauscht und die Simulation lief Amok (irgendwelche bizarren Spikes bis 40kV).

Irgendwie kann der Kondensator ja irgendwie nicht Mittel der Wahl sein. Übersehe ich irgendeine einfache Alternative?

URef ist so zwischen 0-10V, Geschwindigkeit muss maximal 100Hz sein.

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer
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Wieviel Ohm ist denn "hochohmig"?

Das ist ja auch beinahe der perfekte Oszillator :-)

In SPICE normal, es kennt keine Limits bei manchen Sachen. Z.B. kannst Du mit einem Winz-FET 100A schalten ohne dass es scheppert. Aber nur virtuell.

Sag uns mal was Du vorhast. Einen Schaltregler bauen? Ein Linearregler kann Dir aus einer hochohmigen keine niederohmige Quelle machen.

Einen Linearregler mit dieser "LDO-artigen" Struktur kann man z.B. stabiler machen indem ein Widerstand von 100ohm oder so zwischen Opamp Ausgang und FET Gate kommt, und dann nochmal ein Kondensator von einigen hundert pF vom Opamp Ausgang auf dessen invertierenden Eingang. Der 1uF Kondensator (C1) muss natuerlich da weg. Mir ist allerdings noch schleierhaft was Du hier bauen moechtest.

Geschwindigkeit?

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

Er meint natürlich die Schnellizität.

Holger

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Alzheimer ist ganz toll. Man lernt ständig neue Leute kennen.
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Holger

Johannes Bauer schrieb:

Kein Wunder bei so viel kapazitiver Last.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Am 07.11.2010 19:04, schrieb Dieter Wiedmann:

Na das kann aber ja irgendwie nicht der Grund sein - ohne C sieht das noch erheblich übler aus:

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Zumindest in dieser Simulation gilt: Je C desto besser. Für die Realität mag das anders aussehen :-/

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

Johannes Bauerschrieb: "

Habe das gerade eben nachgestellt (ohne Kondensator). Funktioniert bei mir einwandfrei. Den IRF7316 hatte ich leider nicht, aber mir IRF7309 und IRF7343 gab es keine Probleme. Vielleicht ist den LM324 kaputt.

Dirk

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Dirk Ruth

Am 07.11.2010 18:01, schrieb Joerg:

Ca. 20-30 kOhm kommen aus einem DAC.

Ich habs mir beinahe gedacht :-/

Hm, ist halt schon ungünstig. Wenns so extrem divergiert seh ich das auf den ersten Blick, aber wenn's nur so ein bischen daneben liegt, kann ich mangels Erfahrung nicht unterscheiden, dass das Simulationsergebnis Müll ist. Wie bei allen Simulationen, wohl.

Nein, keinen Schaltregler. Aus einem DAC kommt hochohmig eine Spannung raus. Der soll z.B. für einen EEPROM die Versorgungsspannung sein (sagen wir 30-50mA), damit man auch bei z.B. -10% Spannung oder +10% Spannung durchfahren kann, ob die geschriebenen Ergebnisse noch passen.

Hm, mit den Änderungen divergiert die Simulation so endgültig, dass Spice aufgibt: Analysis: Time step too small; time = 0.0045982, timestep = 1.25001e-18: trouble with m1:md-instance d:m1:1

Ich hoffe meine Erklärung von oben ist einigermaßen aussagekräftig.

Äh ja, die Frequenz mit der sich Vref ändert ist ziemlich niedrig, meinte ich damit. Allerhöchstens 100Hz. Eher viel niedriger.

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

"Johannes Bauer" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.dfncis.de...

Hallo Johannes,

so nicht. Der LM324 ist gerade mal für seine eigene Verstärkung intern kompensiert. Wenn du da noch Verstärkung(Transistor in Sourceschaltung) nachscahltest und direkt zurückführst, dann schwingts halt, egal ob mit oder ohne C. Du musst entweder nur einen Bruchteil der Spannung zurückführen oder die Verstärkung bei höheren Frequenzen herunternehmen.

Vref > R mit ein paar kOhm > -Eingang Opamp > C(100p...10n?) Ausgang Opamp

Gruß Helmut

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Helmut Sennewald

Am 07.11.2010 19:22, schrieb Dirk Ruth:

Örks.

Mit dem TI LM324 gehts auch bei mir mit dem 7309 und dem 7343 perfekt.

Mit dem TI LM324 und dem IRF7316 schwingt es bis zum Scheitelpunkt des Sinus, dann geht der LM324 in Sättigung, beim runterfahren sieht es dann auch dort perfekt aus.

Sieht also aus, als wäre die Simulation an der Stelle einfach ein bischen müllig, oder ist da eine Schwingtendenz drinnen? Kann ich vom LTC irgendwie die Genauigkeit erhöhen?

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

Auch meine Meinung.

Keinen Fet nehmen wenn man nicht muß. Eventuell reicht sowas schon:

Vcc | in-- | + \ C | > -B NPN +-| - / E | | +----------+-- Uout | R Last | GND

MfG JRD

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Rafael Deliano

Johannes Bauer schrieb:

Kapazitive Last am Ausgang des Opamp!

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Am 07.11.2010 19:26, schrieb Helmut Sennewald:

Hm - also die Verstärkung bei höheren Frequenzen rauszunehmen hat nicht funktioniert - aber die rückgeführte Spannung runterzuteilen ging einwandfrei!

Ich muss sagen, jetzt bin ich schon enorm verwirrt. Zunächst habe ich

10k/1k geteilt (sowohl Vref als auch Feedback). Dann gings super. Dann habe ich die Versorgungsspannung höhergedreht, und es ging noch fast immer, find nur manchmal etwas das schwingen an. Den Spannungsteiler nachjustiert auf 20k/1k und nun gehts auch dort prima.

Irgendwie bin ich mir aber nicht ganz sicher, wieso das auf einmal funktioniert. Mit Spannungsteiler macht der OP doch

Out = beta (feedback - vref)

und mit Spannungsteiler macht er

Out = beta (1/c * feedback - 1/c * vref)

Wobei c für die 1k/20k Kombination 20 ist. Also

Out = 1/20 beta (feedback - vref)

Das heißt, ich setze einfach nur den Open Loop Gain herunter. Wieso verhindert das das Schwingen komplett?

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

Am 07.11.2010 19:56, schrieb Dieter Wiedmann:

Ah ok - du meinst den Miller des FET? Habe ich ehrlichgesagt gar nicht dran gedacht...

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

Am 07.11.2010 19:38, schrieb Rafael Deliano:

Das geht auch, allerdings habe ich da dann ganz erheblichen Drop, bei dem 12V-Konstrukt kommen gerade noch 7V maximal heraus. Deswegen an der Stelle der FET.

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

Johannes Bauer schrieb:

Eigentlich nicht.

Du solltest dir mal die Grundlagen durchlesen:

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Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Der LM324 ( TLC274 usw. ) ist für die Schaltung nicht ideal, weil der Ausgang nur bis 1V an Vcc geht. Man könnte einen schwächlichen rail-to-rail a la TS912 nehmen und Leistungstransistor mit Kleinsignal zum Darlington ergänzen:

Vcc Vcc | | in-- | + \ C | | > -B C BC547 +-| - / E-B BD135 | | E | R1 | R1 = 10k | | | | GND | | | +-------------+-- Uout | R Last | GND

Für kleinere Ströme brauchts keinen Dralington, ein BC337 sollte reichen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Am 07.11.2010 20:03, schrieb Johannes Bauer:

21! Natürlich 21!

Gruß Ingrid, Johannes

--

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Johannes Bauer

Am 07.11.2010 20:13, schrieb Dieter Wiedmann:

OK, vielen Dank für den Tipp.

Viele Grüße, Johannes

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Johannes Bauer

"Johannes Bauer" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@mid.dfncis.de...

Hallo Johannes, was zählt ist die Loopgain. Wenn du einen Spannunsgteiler einbaust, dann ist die genau um dessen Faktor kleiner.

Bei mir geht es auch mit dem vorgeschlagenen Kondensator. Probier mal die angehängteSchaltung "Test.asc". Die setzt voraus, dass du die Datei LM324.MOD von NS in dem gleichen Ordner hast.

Helmut

Version 4 SHEET 1 880 680 WIRE 176 -112 48 -112 WIRE 448 -112 176 -112 WIRE 48 -80 48 -112 WIRE 48 16 48 0 WIRE 448 64 448 -112 WIRE 80 80 48 80 WIRE 272 80 144 80 WIRE 304 80 272 80 WIRE 400 80 384 80 WIRE 176 128 176 -112 WIRE -176 144 -240 144 WIRE -32 144 -96 144 WIRE 48 144 48 80 WIRE 48 144 -32 144 WIRE 144 144 48 144 WIRE 272 160 272 80 WIRE 272 160 208 160 WIRE -240 176 -240 144 WIRE -32 176 -32 144 WIRE 144 176 112 176 WIRE 176 208 176 192 WIRE 112 256 112 176 WIRE 208 256 112 256 WIRE 256 256 208 256 WIRE 448 256 448 160 WIRE 448 256 336 256 WIRE 576 256 448 256 WIRE -240 288 -240 256 WIRE -32 288 -32 256 WIRE 208 288 208 256 WIRE 448 288 448 256 WIRE 576 288 576 256 WIRE 208 400 208 368 WIRE 448 400 448 368 WIRE 576 400 576 352 FLAG 48 16 0 FLAG 448 400 0 FLAG 576 400 0 FLAG -240 288 0 FLAG 176 208 0 FLAG 208 400 0 FLAG -32 288 0 SYMBOL voltage -240 160 R0 WINDOW 3 -20 172 Left 0 WINDOW 123 0 0 Left 0 WINDOW 39 0 0 Left 0 SYMATTR InstName V1 SYMATTR Value SINE(4.5 4.5 20 0 0 270) SYMBOL voltage 48 -96 R0 SYMATTR InstName V2 SYMATTR Value 10 SYMBOL res 432 272 R0 SYMATTR InstName R1 SYMATTR Value 220 SYMBOL pmos 400 160 M180 SYMATTR InstName M1 SYMATTR Value IRF7309P SYMBOL cap 560 288 R0 SYMATTR InstName C1 SYMATTR Value 1µ SYMBOL res -192 160 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 0 WINDOW 3 0 56 VBottom 0 SYMATTR InstName R2 SYMATTR Value 10k SYMBOL cap 80 96 R270 WINDOW 0 32 32 VTop 0 WINDOW 3 0 32 VBottom 0 SYMATTR InstName C2 SYMATTR Value 470p SYMBOL res 240 272 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 0 WINDOW 3 0 56 VBottom 0 SYMATTR InstName R3 SYMATTR Value 10k SYMBOL res 192 272 R0 SYMATTR InstName R4 SYMATTR Value 10k SYMBOL res 288 96 R270 WINDOW 0 32 56 VTop 0 WINDOW 3 0 56 VBottom 0 SYMATTR InstName R5 SYMATTR Value 220 SYMBOL res -48 160 R0 SYMATTR InstName R6 SYMATTR Value 10k SYMBOL Opamps\\opamp2 176 96 R0 SYMATTR InstName U1 SYMATTR Value LM324/NS TEXT -224 -48 Left 0 !.tran 0 60m 0 10u TEXT -232 0 Left 0 !.inc LM324.MOD

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Helmut Sennewald

Oh, das ist winzig.

[...]

Fuer solche Sachen geht SPICE ganz gut, man muss nur immer alle idealisierten Parameter im Auge behalten, z.B. ob ein Modell einen Verstaerkerteil schlicht mit "alles mal zwei" darstellt und dann natuerlich locker 100kV anzeigt die man in der Praxis natuerlich nie bekommt.

Das geht ohne eine weitere Versorgung nicht. 30k aus dem DAC bei 10V gibt maximal 330 Mikroampere und das auch nur im Kurzschlussfall. Wenn Du da z.B. 3V bei 30mA draus machst solltest Du Dich sofort fuer den Nobelpreis nominieren lassen :-)

Time Step ist bei Deiner .tran Simulation nicht gesetzt. Klick mal drauf in setze das auf 100n.

Oh, ist Deine 10V Versorgung also tatsaechlich mit 10ohm Innenwiderstand so wie im LTSpice Schaltbild? Dann sollte die Sache mit der Aenderung aber laufen. Setze mal Time Step. Wenn es immer noch klemmt schicke mir Deinen LTSpice File. Die "Reply-to" Adresse funktioniert, einfach draufklicken.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

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