TL084 und C am Ausgang

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.

Mir ist klar, dass ne Kapazität am Ausgang eines OPs kritisch ist, auf die 560pF möchte ich jedoch aus anderen Gründen nicht verzichten.

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?

Das Teil gehört zu ner Frequenzweiche für einen aktiven Subwoofer für den PC(einmaliges Privatprojekt, nicht kommerziell). Ich möchte verhindern, dass das Ding irgenwann wieder anfängt zu schwingen, wenn schon alles zusammengebaut ist. Das Dumme ist, man hört es nämlich nicht, wenn gerade kein Sound ausgegeben wird.

Beim Aufbau aufm Labortisch sehe ich es halt sofort an der Stromaufnahmen, später am Trafo merke ich da nichts mehr von.

Bitte keine Diskussion, ob der TL084 für Audio geeignet ist und so! Mir reicht die Qualität locker.

Grüße Michael

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Michael Rübig
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Michael Rübig schrieb:

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.

Steht alles im Tietze/Schenk, man Phasenreserve.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo Michael,

Steht in einer alten Opamp App Note von National, "driving a capacitive load". Wenn Du sie wirklich nicht findest, bitte melden und ich such mal nach.

Man koppelt HF-maessig per kleinem C vom Ausgang rueck und noch einmal per Widerstand vom kapazitiven Lastende.

Ist er. Mir auch.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Dieter,

da ich ST-OPs hier im Sockel habe, benutze ich folgendes Datenblatt:

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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.

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
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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.

Guter Tipp. Das Diagramm auf Seite 1273 (11. Auflage) hat mich auf den Trichter gebracht, das hatten wir nämlich im Studium schon.

Danke für die Hilfe Michael

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Michael Rübig

Hallo,

Muss ich mal gucken, danke für den Tipp.

Das wollte ich eigentlich vermeiden, da der kritische Teil der Verstärker für die Satelliten ist und ich mir keinen Tiefpass bauen will. OK, in diesem Fall hätte ich das Problem wahrscheinlich ohne Nebenwirkungen auch mit so einem C angehen können, da ich die Slew-Rate des OPs bei weitem nicht ausnutzen muss. Dieses C wirkt ja effektiv als Slew-Rate Herabsetzer.

Hmm, da die problematischen 560pF direkt am Ausgang hängen, ist doch der Ausgang mein kapazitives Lastende (wenn ich Dich richtig verstanden habe). In meiner Filterschaltung (Sallen-Key-HP mit V=1) müsste ich dann einen R zwischen Ausgang und negativem Eingang einfügen und ein C darüber schalten. -> Slew-Rate Begrenzer

Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Der ist doch nur als Beipiel für kapazitive Last erwähnt, das ist keine parasitätre Komponente.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Michael Rübig schrieb:

Tu das unbedingt, ist nicht so theorielastig wie der T/S, auf Polysaccharid müsste ich die auch noch irgendwo haben.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo,

Das ist mir schon klar. Aber um das ganze richtig ermitteln zu können, bräuchte ich das Diagramm ohne diese 100pF. Das Diagramm ist aber schon mit 100pF. Den Anteil der Phasenverschiebung, den die 100pF verursachen kenn ich ja nicht. OK, mit der Innenbeschaltung kann ich das rausrechnen.

Bei 3MHz, 250R und 100pF machen die 100pf alleine schon 54° aus. Das heißt, der 2. Abfall in dem Diagramm wird eigentlich nur durch dieses externe C hervorgerufen.

So langsam überblick ich die Sache jetzt.

Und da Du nicht widersprochen hast, scheinen meine obigen Annahmen nicht ganz falsch zu sein.

Michael

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Michael Rübig

Hallo Michael,

Gar nicht guenstig. Wenn die maximal zulaessige kapazitive Last ueberschritten wird und die Phasenreserve floeten gegangen ist, kann man so gut wie nichts mehr machen. Zumindest nicht, wenn man etwas Bandbreite braucht. Es muss ein Widerstand zwischen Ausgang und Last vorhanden sein.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Michael Rübig schrieb:

Ach so, daran lags. Das macht man damit parasitäre Kapazitäten keine nenneswerte Rolle für die Dokumentation spielen so.

Richtig.

Ich sehe zumindest keinen Fehler, nachgerechnet hab ichs allerdings nicht. Für den TL084 gibt aber gute SPICE-Modelle, z.B. von TI, da kann man ruhig mal simulieren.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo,

Hab ihn in der Simulation als Spannungsfolger selbst mit 100n am Ausgang nicht zum Schwingen gebracht.

Michael

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Michael Rübig

Hallo Joerg,

Das habe ich ja inzwischen gemacht, 470 Ohm. Das allein scheint als Maßnahme wohl bei weitem ausreichend zu sein.

Grüße Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Oha, gerade mit dem Modell von TI?

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo Michael,

Ok. Du hattest nur oben gesagt, dass 560pF direkt am Ausgang haengen. Tun sie also doch nicht. Jetzt hast Du allerdings einen Tiefpass, jedoch rollt der deutlich ueber 1MHz ab und kratzt den Audio Bereich dann wohl nicht. Wenn der TL084 eine Last von 470Ohm aushaelt, koennte das gehen.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Michael,

Bei Spice Modellen fuer Opamps bin ich immer etwas skeptisch, so wie bei Mosfet Modellen.

100n ist fuer hoehere Frequenzen in etwa das gleiche wie ein Zentimeter Silberdraht vom Ausgang nach Masse. Da bleibt nichts uebrig.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo,

Ich hab natürlich mehrere Werte probiert. (560p, 1n, 10n, 100n)

Michael

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Michael Rübig

Dieter Wiedmann schrieb:

Mit diesem:

  • TL084 OPERATIONAL AMPLIFIER "MACROMODEL" SUBCIRCUIT
  • CREATED USING PARTS RELEASE 4.01 ON 06/16/89 AT 13:08
  • (REV N/A) SUPPLY VOLTAGE: +/-15V
  • CONNECTIONS: NON-INVERTING INPUT
  • | INVERTING INPUT
  • | | POSITIVE POWER SUPPLY
  • | | | NEGATIVE POWER SUPPLY
  • | | | | OUTPUT
  • | | | | | .SUBCKT TL084 1 2 3 4 5
  • C1 11 12 3.498E-12 C2 6 7 15.00E-12 DC 5 53 DX DE 54 5 DX DLP 90 91 DX DLN 92 90 DX DP 4 3 DX EGND 99 0 POLY(2) (3,0) (4,0) 0 .5 .5 FB 7 99 POLY(5) VB VC VE VLP VLN 0 4.715E6 -5E6 5E6 5E6 -5E6 GA 6 0 11 12 282.8E-6 GCM 0 6 10 99 8.942E-9 ISS 3 10 DC 195.0E-6 HLIM 90 0 VLIM 1K J1 11 2 10 JX J2 12 1 10 JX R2 6 9 100.0E3 RD1 4 11 3.536E3 RD2 4 12 3.536E3 RO1 8 5 150 RO2 7 99 150 RP 3 4 2.143E3 RSS 10 99 1.026E6 VB 9 0 DC 0 VC 3 53 DC 2.200 VE 54 4 DC 2.200 VLIM 7 8 DC 0 VLP 91 0 DC 25 VLN 0 92 DC 25 .MODEL DX D(IS=800.0E-18) .MODEL JX PJF(IS=15.00E-12 BETA=270.1E-6 VTO=-1) .ENDS 

und das ist von TI Michael

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Michael Rübig

Hallo Jörg,

Ja, so war es am Anfang auch. Weil das nicht stabil war, habe ich 470Ohm dazugehängt. Mit den 470Ohm am Ausgang bekomme ich dann ne Grenzfrequenz von 600kHz.

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

Höher wollte ich nicht gehen, weil ich dann wegen dem Eingangswiderstand der nachfolgenden Stufe zu viel Pegel verliere.

Michael

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Michael Rübig

Hallo Michael,

Doch wenn ihm dort oben dann die Puste ausgeht, funktioniert die Gegenkopplung nicht vernuenftig und er wird instabil. Mit einem kleinen C vom Ausgang zu -IN kann man das loesen. Der normale Gegenkopplungswiderstand kommt an das andere Ende des 470Ohm.

Gruesse, Joerg

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Joerg

(Michael Rübig) 16.08.05 in /de/sci/electronics:

100 Ohm reichen auch, 470 Ohm wäre mir zu viel, 56 Ohm müssten auch noch gehen. Ist auch besser wg. EMV. Wenn da was von hintern reinstrahlt oder einspeist kommt es nicht weit resp. kann kaum schaden anrichten.

Z.B. erklären, warum der TL084 überhaupt das Schwingen bekommt.

Rainer

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Rainer Zocholl

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