Forum

Hallo,

vielleicht kann mir jemand zum TI NE5534AP einige Fragen beantworten.

KURZ:
Wieso sieht das Ausgangssignal bei einem Rechteck Eingangssignal so aus????
- Invertierende 08/15 OPV Schaltung mit V = 10 (Nur R1 und R2, sonst keine externen Bauteile am OPV)
- Symm Spannungsversorgung +-18V
- Eingangssignal 10kHz, Rechteck
- Egal ob Lastwiderstand von 100Ohm oder nicht, Signal bleibt wie zu sehen...


AUSFÜHRLICH:

Zur Schaltung:
- Der Gleichrichter ist Symmetrisch mit +-18V mit 7x18 Reglern aufgebaut, Ausgangsseitig hängt je ein 10µF Elko.
- Der OPV ist in der einfachsten Form (R1, R2) invertierend aufgebaut mit der Verstärkung v=10
- Die Gleichrichterplatine ist separat und über kurze Leiter (ca. 10cm) korrekt mit der OPV Schaltung verbunden.
- Das Eingangssignal ist eine saubere Rechteckwellenform mit f = 10kHz.

Schaltungsvarianten:
- Die Widerstände habe ich einmal hochohmig und einmal niederohmig ausprobiert - das Ausgangssignal bleibt wie zu erwarten gleich.
- Ich habe auch einen anderen NE5534AP versucht, gleiches Ausgangssignal.
- Die Schaltung habe ich einmal gelötet und einmal auf dem Breadboard aufgebaut - gleiches Ausgangssignal.

Problem:
Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers zeigt für mich total unverständliche Verzerrungen (siehe Bild).
Bei noch höheren Frequenzen wird das Signal oberhalb der 0V Linie Dreieckig, also es Steigt linear an und fällt linear ab...

Frage:
- Wieso sieht das Ausgangssignal so aus und hat diese Höcker?
- Ist der NE5534AP etwa nicht für 18V ausgelegt (Alle Datenblätter die ich finden konnte sind für die Modelle NE5534A oder NE5534)
...Wo ist der Fehler?

Das lässt mir keine Ruhe... das die einfachste Idiotensichere Beschaltung eines OPV, die sollte eigentlich immer funktionieren....
Kondensatoren hängen am OPV direkt keine dran...

Wenn jemand die Lösung für das Problem kennt würd ich mich sehr freuen.
Grüße!

» Hallo,
»
» vielleicht kann mir jemand zum TI NE5534AP einige Fragen beantworten.
»
» KURZ:
» Wieso sieht das Ausgangssignal bei einem Rechteck Eingangssignal so aus????
»
» - Invertierende 08/15 OPV Schaltung mit V = 10 (Nur R1 und R2, sonst keine
» externen Bauteile am OPV)
» - Symm Spannungsversorgung +-18V
» - Eingangssignal 10kHz, Rechteck
» - Egal ob Lastwiderstand von 100Ohm oder nicht, Signal bleibt wie zu
» sehen...
»
»
» AUSFÜHRLICH:
»
» Zur Schaltung:
» - Der Gleichrichter ist Symmetrisch mit +-18V mit 7x18 Reglern aufgebaut,
» Ausgangsseitig hängt je ein 10µF Elko.
» - Der OPV ist in der einfachsten Form (R1, R2) invertierend aufgebaut mit
» der Verstärkung v=10
» - Die Gleichrichterplatine ist separat und über kurze Leiter (ca. 10cm)
» korrekt mit der OPV Schaltung verbunden.
» - Das Eingangssignal ist eine saubere Rechteckwellenform mit f = 10kHz.
»
» Schaltungsvarianten:
» - Die Widerstände habe ich einmal hochohmig und einmal niederohmig
» ausprobiert - das Ausgangssignal bleibt wie zu erwarten gleich.
» - Ich habe auch einen anderen NE5534AP versucht, gleiches Ausgangssignal.
» - Die Schaltung habe ich einmal gelötet und einmal auf dem Breadboard
» aufgebaut - gleiches Ausgangssignal.
»
» Problem:
» Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers zeigt für mich total
» unverständliche Verzerrungen (siehe Bild).
» Bei noch höheren Frequenzen wird das Signal oberhalb der 0V Linie
» Dreieckig, also es Steigt linear an und fällt linear ab...
»
» Frage:
» - Wieso sieht das Ausgangssignal so aus und hat diese Höcker?
» - Ist der NE5534AP etwa nicht für 18V ausgelegt (Alle Datenblätter die ich
» finden konnte sind für die Modelle NE5534A oder NE5534)
» ...Wo ist der Fehler?
»
» Das lässt mir keine Ruhe... das die einfachste Idiotensichere Beschaltung
» eines OPV, die sollte eigentlich immer funktionieren....
» Kondensatoren hängen am OPV direkt keine dran...
»
» Wenn jemand die Lösung für das Problem kennt würd ich mich sehr freuen.
» Grüße!
»
»

Schaltplan

Sieht nach Übersteuerung aus, oder andere fehlende Bauteile an dem IC.

Im Datenblatt wird er als +-15V max angegeben.
Maximum Rating ist +-22V

» Sieht nach Übersteuerung aus, oder andere fehlende Bauteile an dem IC.
»
» Im Datenblatt wird er als +-15V max angegeben.
» Maximum Rating ist +-22V

Übersteuerung ist es nicht, habe ich schon über ein noch schwächeres Eingangssignal versucht.
Ich probiers mal mit den an den V+ und V- auf GND geschalteten Kerkos wie in Abb 16 im Datenblatt angegeben, vllt bringt das was.
Ist auch egal ob der OPV Nicht invertierend angeschlossen ist, diese Sattel bleiben am Ausgang... echt eigenartig...
Sollte es nicht besser werden, probier ich mal +-15V oder sogar +-12V aus.

» » Sieht nach Übersteuerung aus, oder andere fehlende Bauteile an dem IC.
» »
» » Im Datenblatt wird er als +-15V max angegeben.
» » Maximum Rating ist +-22V
»
» Übersteuerung ist es nicht, habe ich schon über ein noch schwächeres
» Eingangssignal versucht.
» Ich probiers mal mit den an den V+ und V- auf GND geschalteten Kerkos wie
» in Abb 16 im Datenblatt angegeben, vllt bringt das was.
» Ist auch egal ob der OPV Nicht invertierend angeschlossen ist, diese Sattel
» bleiben am Ausgang... echt eigenartig...
» Sollte es nicht besser werden, probier ich mal +-15V oder sogar +-12V aus.
»
»

Hallo,

das Signal vom Scope zeigt das typisches Reflexionsverhalten. Diese Treppenform tritt dann auf, wenn in dem gesamten Signalfluß an irgend einer Stelle Reflexion auftritt.
D.h., der Ausgangsinnenwiderstand des Op, sowie der Wellenwiderstand des Koaxkabels und der Eingangswiderstand des Scop sind unterschiedlich.

Da der Ausgangsinnenwiderstand des OP meist niederohmisch ist (einige 10 Ohm) und der Eingangswiderstand des Scop hochohmig ist (meist 1 MOhm) ist das wahrscheinlich die Ursache.

Durch folgenden Test kannst Du das überprüfen:

Ändere die Frequenz zu höheren und tieferen Werten bei sonst gleichem Messaufbau. Wenn sich die Treppen an den Flanken dabei nach oben oder unten verschieben, dann ist die Vermutung bezüglich der Reflexion bestätigt.

Gruß von hightech

» Hallo,
»
» das Signal vom Scope zeigt das typisches Reflexionsverhalten. Diese
» Treppenform tritt dann auf, wenn in dem gesamten Signalfluß an irgend einer
» Stelle Reflexion auftritt.
» D.h., der Ausgangsinnenwiderstand des Op, sowie der Wellenwiderstand des
» Koaxkabels und der Eingangswiderstand des Scop sind unterschiedlich.
»
» Da der Ausgangsinnenwiderstand des OP meist niederohmisch ist (einige 10
» Ohm) und der Eingangswiderstand des Scop hochohmig ist (meist 1 MOhm) ist
» das wahrscheinlich die Ursache.
»
» Durch folgenden Test kannst Du das überprüfen:
»
» Ändere die Frequenz zu höheren und tieferen Werten bei sonst gleichem
» Messaufbau. Wenn sich die Treppen an den Flanken dabei nach oben oder unten
» verschieben, dann ist die Vermutung bezüglich der Reflexion bestätigt.
»
» Gruß von hightech

Vielen Dank für die Antwort!

Stichwort "Leistungsanpassung" also...
Das Thema Reflexion trifft eigentlich eher auf µProzessor und Digitaltechnik mit HF zu oder?
Habe mich damit noch nie wirklich Beschäftigt, nur mit Leistungsanpassung bzgl. Verstärkertechnik.
Werde auf jeden Fall heute Abend nochmal untersuchen was da los ist und ob was hilft.

» - Wieso sieht das Ausgangssignal so aus und hat diese Höcker?

Zeig mal deinen Aufbau.


» - Ist der NE5534AP etwa nicht für 18V ausgelegt

Nö, +/-5...15V. Aber daran wirds nicht liegen.


» (Alle Datenblätter die ich
» finden konnte sind für die Modelle NE5534A oder NE5534)

Das 'P' steht für die Gehäusebauform.


» ...Wo ist der Fehler?

Wie groß ist denn die Eingangsspannung? Hast du sie dir mit Opamp dran angesehen?

» » Sieht nach Übersteuerung aus, oder andere fehlende Bauteile an dem IC.
» »
» » Im Datenblatt wird er als +-15V max angegeben.
» » Maximum Rating ist +-22V
»
» Übersteuerung ist es nicht, habe ich schon über ein noch schwächeres
» Eingangssignal versucht.
» Ich probiers mal mit den an den V+ und V- auf GND geschalteten Kerkos wie
» in Abb 16 im Datenblatt angegeben, vllt bringt das was.
» Ist auch egal ob der OPV Nicht invertierend angeschlossen ist, diese Sattel
» bleiben am Ausgang... echt eigenartig...
» Sollte es nicht besser werden, probier ich mal +-15V oder sogar +-12V aus.
»
»

lt. Datenblatt: Differencial Input Voltage +/- 0,5V. Du übersteuerst das Ding weil da sind Schutzdioden zw. Pin 2 u. 3. Vor diesem Problem stand ich auch mal

» lt. Datenblatt: Differencial Input Voltage +/- 0,5V. Du übersteuerst das
» Ding weil da sind Schutzdioden zw. Pin 2 u. 3. Vor diesem Problem stand ich
» auch mal

Es ist ja keine Differenzschaltung, sorry - ich habe ja garkeine Schaltung mit rein gemacht...
Unten ist das Bild - so einfach ist die Schaltung aufgebaut.
Udiff sollte idealerweise 0V betragen - Ahahahahaaa :D Geht ja garnicht, da Pin 3 ja auf Masse liegt... hmmm, also kann die maimale EIngangsspannung maximal +-500mV betragen - ok.
Werde es ausprobieren!
Danke für den Hinweis :D
Das unterscheidet die Praxis dann von der Theorie.
Weil ich jede Schaltung zuvor Simuliere und dann auf dem Steckbrett überprüfe.
Und in diesem Fall hat mir NI Multisim ein einwandfreies Ausgangssignal gezeigt - wie zu erwarten.

» » lt. Datenblatt: Differencial Input Voltage +/- 0,5V. Du übersteuerst das
» » Ding weil da sind Schutzdioden zw. Pin 2 u. 3. Vor diesem Problem stand
» ich
» » auch mal
»
Udiff sollte idealerweise 0V betragen - Ahahahahaaa :D Geht ja garnicht,
da Pin 3 ja auf Masse liegt... hmmm, also kann die maimale EIngangsspannung
maximal +-500mV betragen - ok.
Werde es ausprobieren!
Danke für den Hinweis :D
Das unterscheidet die Praxis dann von der Theorie.
Weil ich jede Schaltung zuvor Simuliere und dann auf dem Steckbrett
überprüfe.
Und in diesem Fall hat mir NI Multisim ein einwandfreies Ausgangssignal
gezeigt - wie zu erwarten.

»

|
» »
» Udiff sollte idealerweise 0V betragen - Ahahahahaaa :D Geht ja garnicht,
» da Pin 3 ja auf Masse liegt... hmmm, also kann die maimale
» EIngangsspannung
» maximal +-500mV betragen - ok.
»
» »

Im Normalfall ist die Differenz ja auch null Volt! (Prinzip des OPAMP. Virtuelle Masse!)
Bei höheren Frequenzen kommt es aber dazu, dass der OPAMP nicht schnell genug ist und es nicht schafft die Spannung auf 0V zu halten (auszuregeln).
Aber bei 10kHz ist das noch nicht relevant.

» |
» » »
» » Udiff sollte idealerweise 0V betragen - Ahahahahaaa :D Geht ja
» garnicht,
» » da Pin 3 ja auf Masse liegt... hmmm, also kann die maimale
» » EIngangsspannung
» » maximal +-500mV betragen - ok.
» »
» » »
»
» Im Normalfall ist die Differenz ja auch null Volt! (Prinzip des OPAMP.
» Virtuelle Masse!)
» Bei höheren Frequenzen kommt es aber dazu, dass der OPAMP nicht schnell
» genug ist und es nicht schafft die Spannung auf 0V zu halten
» (auszuregeln).
» Aber bei 10kHz ist das noch nicht relevant.

Ja das grundprinzip ist mir vertraut, daher auch die frage, wie das ausgangssignal zustandekommt.
ich denke Hightech hat ne sehr plausible erklärung zwecks Leistungsanpassung/Wellenwiderstand.

» |
» » »
» » Udiff sollte idealerweise 0V betragen - Ahahahahaaa :D Geht ja
» garnicht,
» » da Pin 3 ja auf Masse liegt... hmmm, also kann die maimale
» » EIngangsspannung
» » maximal +-500mV betragen - ok.
» »
» » »
»
» Im Normalfall ist die Differenz ja auch null Volt! (Prinzip des OPAMP.
» Virtuelle Masse!)
» Bei höheren Frequenzen kommt es aber dazu, dass der OPAMP nicht schnell
» genug ist und es nicht schafft die Spannung auf 0V zu halten
» (auszuregeln).

» Aber bei 10kHz ist das noch nicht relevant.

Das ist abhängig von der Unitygain-Bandbreite (UGBW) und der gegengekoppelten Verstärkung.

Beispiel: UGBW = 1 MHz | Verstärkung = 100

Das ergibt am Opamp-Ausgang bei 10 kHz eine Spannungsdämfung von 3 dB. Dieser Spannungsverlust erscheint zwischen dem invertierenden und nichtinvertierenden Eingang (auf GND gesetzt). Der Mittelwert dieser Spannung ist aber schon 0V und so betrachtet, hat man wieder den virtuellen GND, - leicht uminterpretiert.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» » »
» » » »
» »
» » Im Normalfall ist die Differenz ja auch null Volt! (Prinzip des OPAMP.
» » Virtuelle Masse!)
» » Bei höheren Frequenzen kommt es aber dazu, dass der OPAMP nicht schnell
» » genug ist und es nicht schafft die Spannung auf 0V zu halten
» » (auszuregeln).
»
» » Aber bei 10kHz ist das noch nicht relevant.
»
» Das ist abhängig von der Unitygain-Bandbreite (UGBW) und der
» gegengekoppelten Verstärkung.
»
» Beispiel: UGBW = 1 MHz | Verstärkung = 100
»
» Das ergibt am Opamp-Ausgang bei 10 kHz eine Spannungsdämfung von 3 dB.
» Dieser Spannungsverlust erscheint zwischen dem invertierenden und
» nichtinvertierenden Eingang (auf GND gesetzt). Der Mittelwert dieser
» Spannung ist aber schon 0V und so betrachtet, hat man wieder den virtuellen
» GND, - leicht uminterpretiert.

Aus Spaß habe ich mal den lahmen 741 mit der Verstärkung 10 (10kOhm & 100kOhm)
Mit einer Rechteckspannung 10kHz und rund 0,2Vss eingespeist.
Dann habe ich die Spannung am Invertierenden Eingang oszillografisiert.
Sieht so aus. Die Abweichung von Null war 100mV.
Foto schnell frei Hand aufgenommen.

» » » »
» » » » »
»
» » »
» » » Im Normalfall ist die Differenz ja auch null Volt! (Prinzip des OPAMP.
» » » Virtuelle Masse!)
» » » Bei höheren Frequenzen kommt es aber dazu, dass der OPAMP nicht
» schnell
» » » genug ist und es nicht schafft die Spannung auf 0V zu halten
» » » (auszuregeln).
» »
» » » Aber bei 10kHz ist das noch nicht relevant.
» »
» » Das ist abhängig von der Unitygain-Bandbreite (UGBW) und der
» » gegengekoppelten Verstärkung.
» »
» » Beispiel: UGBW = 1 MHz | Verstärkung = 100
» »
» » Das ergibt am Opamp-Ausgang bei 10 kHz eine Spannungsdämfung von 3 dB.
» » Dieser Spannungsverlust erscheint zwischen dem invertierenden und
» » nichtinvertierenden Eingang (auf GND gesetzt). Der Mittelwert dieser
» » Spannung ist aber schon 0V und so betrachtet, hat man wieder den
» virtuellen
» » GND, - leicht uminterpretiert.
»
» Aus Spaß habe ich mal den lahmen 741 mit der Verstärkung 10 (10kOhm &
» 100kOhm)
» Mit einer Rechteckspannung 10kHz und rund 0,2Vss eingespeist.
» Dann habe ich die Spannung am Invertierenden Eingang oszillografisiert.
» Sieht so aus. Die Abweichung von Null war 100mV.
» Foto schnell frei Hand aufgenommen.
»
»
»

Die steilen Flanken der Rechteckspannung haben eine sehr hohe Bandbreite mit den Harmonischen. Der Augenblick dieses Zustand dauert nur während der Flanke. Da macht der Opamp, wegen der internen Frequenzgang-Kompensation nicht mit. Deshalb kommt es am Eingang zu diesem hochpassähnlichen Verhalten.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9