Bei jeder OP-Verstärke-Schaltung kommt die Gegenkopplung außer tritt, wenn ich mit dem Ausgang zu nahe an die Versorgungsspannung rankomme.
In meiner Anwendung muss der OP weder bei 500kHz noch in der Nähe der Versorgungsspannung arbeiten. Da das aber theoretisch möglich ist, müsste ich für beide Fälle Vorkehrungen treffen, denn nach Deiner Logik (so ich sie richtig verstanden habe) kann der OP in beiden Fällen instabil werden.
Davon abgesehen: Ich arbeite hier mit Amplituden von maximal 2 V, versorge den OP mit
+-6V und belaste ihn mit 470Ohm + Xc. XC ist bei 3MHz nochmal knapp 100Ohm.
Der OP muss also maximal ca. 4mA treiben. Da der Strom im wesentlichen durch die 250Ohm der Ausgangsstufe begrenzt wird, ich noch mindestens 1V Reserve in der Versorgungsspannung habe, sollte er das aber locker schaffen.
Die Variante werde ich mir merken, brauche ich bestimmt auch mal.
da hast Du eine Phasenreserve von mind. 70 Grad. Wie man Verstärkergrundschaltungen optimal für kapazitive Belastung kompensiert, steht hier:
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R0 würde ich beim TL084 so ca. mit 150 oder 250 Ohm annehmen, kann man aber offenbar aus den Daten nicht direkt entnehmen, die Schaltbilder von TI und ST unterscheiden sich.
Du kannst es auch simulieren, allerdings sind die SPICE-Modelle von TI für die Stabilitätsbetrachtung völlig unbrauchbar, da sie nur 1 dominanten Pol berücksichtigen, soviel ich weiß. Aber trotzdem kannst Du die Closed-Loop-Sprungantwort similieren und siehst, welchen Einfluß die
560 pF bei Deinen Maßnahmen noch haben, also welcher Einfluß auf das Überschwingen zu beobachten ist. Du kannst auch das Gegenkopplungsnetzwerk alleine simulieren, dann siehst Du die Phasendrehung, die ziehst Du dann von der Phasenreserve ab.
Wie ich aber oben lese, hast Du gar keine Verstärkergrundschaltung, sondern ein aktives HP-Filter mit wahrscheinlich Buffer V=1. Dann mußt Du den Vorschlag von Analog Devices modifizieren, denn beim Buffer klappt das so nicht. Bei Bedarf kann ich das aus einem Valvo-Buch herausholen.
Diese Phasenverschiebung von links nach X unter Vernachlässigung der Impedanz des Gegenkopplungsnetzwerkes an X ist Deine Phasendrehung, die Du von der Phasenreserve von sagen wir mal 70 Grad abziehen mußt. Dabei wird eine Phasenreserve von 70 Grad als sicher bezeichnet, während 45 Grad für geringe Anforderungen (ca 30% Überschwingen) noch als ausreichend bezeichnet werden. Wenn Du also ca. 250 Ohm als Innenwiderstnd nimmst, kannst Du den Serienwiderstand aus der zulässigen Phasendrehung von 25 Grad berechnen. Das wäre hier sicher die einfachste und vermutlich ausreichende Methode.
Allerdings kommst Du auf eine transzendente Gleichung, wie kann es anders sein ;-), also würde das mit Simulieren und Probieren am schnellsten gehen. Ansonsten mußt Du Dir ein Programm zur Nullstellensuche schreiben.
Wenn man das so abschätzt wie Du oben schon, dürften 560 pF mit 250 Ohm Innenwiderstand zu einer Phasendrehung von 70 Grad etwa führen, die Instabilität scheint also plausibel zu sein.
Es fehlt aber noch ein Aspekt, nämlich die Eingangskapazität, die bei FET- und MOSFET-OPs relativ hoch ist, leider hier ohne Angaben. Ich schätze einfach mal 10 pF, nur weiß ich nicht, wie sich das hier auswirkt, aber mit Simulieren ist das kein Problem.
Michael Rübig schrieb in der newsgroup de.sci.electronics:
Hatte das Problem auch schon mal, einige 100 pF sind mit Sicherheit zu viel - da kann jeder OpAmp das Schwingen anfangen. Manchmal hilft es, einen R mit ein paar kOhm parallel zu hängen.
Man sollte aber C's an OpAmp-Ausgängen so klein wie möglich machen. Bei mir funzt es mit 33pF einwandfrei.
Winfried Büchsenschütz
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Murphy's Law... Oszillatoren schwingen selten, OPs häufig bis immer.
Bob Pease gibt hier auch den Hinweis, dass dann die Schaltung nochmal "misshandelt" werden sollte. "BANG on the output with square waves of various amplitudes, frequencies, and amounts of load current..." (Troubleshooting Analog Circuits - besch.... dt. Übersetzung im Elektor Verlag als "Fehlersuche in Analog-Schaltungen") Mit einigen 100 Ohm und 100-200nF in Serie mit einem Rechteck-Generator auf den Ausgang der Schaltung. Wenn's dann immer noch nicht Schwingt ist es gut. Bei einer gedämpften Schwingung am Ausgang reicht die Massnahme gerade (noch nicht) aus.
tschuessle Bernhard Spitzer
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