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Hallo,
Ich hab folgendes Problem:
Eine hochverstärkende Schaltung mit OPs funktioniert, wenn Sie an einer geglättenden Spannung betrieben wird.

Jetzt will ich die Schaltung jedoch in einem kompaktem Gehäuse mit einer kompakten Spannungsquelle betreiben (an 230V).
Dessen Ausgangsspannung hat jedoch noch einen Ripple von etwa 30mV (bei 3V Betriebssapnnung)

Diesen habe ich also mit Hilfe eines Elkos auf 8mV heruntergeglättet, Das Problem besteht aber weiterhin: Der Ripple der Betriebsspannung ist auf den Ausgängen der OPs zu erkennen und wird natürlich schön mitverstärkt.

Die 50 Hz liegen natürlich im Bereich meines Nutzsignals, filtern kommt also nicht in Frage.

Nun meine Frage: Ist meine Annahme richtig, dass dieser kleine Ripple solche Probleme macht, oder muss ich an anderer Stelle weitersuchen?

Gruß, Jan

» Eine hochverstärkende Schaltung mit OPs funktioniert, wenn Sie an einer
» geglättenden Spannung betrieben wird.

Wieviel dB? So an Batterie betrieben?


» Jetzt will ich die Schaltung jedoch in einem kompaktem Gehäuse mit einer
» kompakten Spannungsquelle betreiben (an 230V).
» Dessen Ausgangsspannung hat jedoch noch einen Ripple von etwa 30mV (bei 3V
» Betriebssapnnung)
»
» Diesen habe ich also mit Hilfe eines Elkos auf 8mV heruntergeglättet, Das
» Problem besteht aber weiterhin: Der Ripple der Betriebsspannung ist auf
» den Ausgängen der OPs zu erkennen und wird natürlich schön mitverstärkt.

Welcher OpAmp? Welche Frequenz hat der Ripple?

» Wieviel dB? So an Batterie betrieben?

hmm, verstärkung liegt bei etwa 150 dB...
Und betrieben an einem Festspannungsregler funktionierts.


» Welcher OpAmp? Welche Frequenz hat der Ripple?

als OP benutze ich den LM324
der Ripple hat (erwartungsgemäß) eine Frequenz von 50 Hz,
Ebenso wie das Störsignal auf dem Ausgang

Ach ja, die Verstärkung geschieht 3-stufig,
ich verwende also quasi 3 mal den LM324

» hmm, verstärkung liegt bei etwa 150 dB...

Haufen Holz, auch wenns in drei Stufen gemacht wird.


» Und betrieben an einem Festspannungsregler funktionierts.

Und was ist dann das für ein Netzteil mit dems Ärger macht?


» als OP benutze ich den LM324

Nicht gerade ein Paradepferd, auch was Versogungsspannungunterdrückung angeht.


» der Ripple hat (erwartungsgemäß) eine Frequenz von 50 Hz,
» Ebenso wie das Störsignal auf dem Ausgang

Hmm, vom NT würde ich doch ehr 100Hz erwarten. 50Hz deutet auf Einstreung direkt aus dem Netz hin. Masseschleife?

» Hallo,
» Ich hab folgendes Problem:
» Eine hochverstärkende Schaltung mit OPs funktioniert, wenn Sie an einer
» geglättenden Spannung betrieben wird.
»
» Jetzt will ich die Schaltung jedoch in einem kompaktem Gehäuse mit einer
» kompakten Spannungsquelle betreiben (an 230V).
» Dessen Ausgangsspannung hat jedoch noch einen Ripple von etwa 30mV (bei 3V
» Betriebssapnnung)
»
» Diesen habe ich also mit Hilfe eines Elkos auf 8mV heruntergeglättet, Das
» Problem besteht aber weiterhin: Der Ripple der Betriebsspannung ist auf
» den Ausgängen der OPs zu erkennen und wird natürlich schön mitverstärkt.
»
» Die 50 Hz liegen natürlich im Bereich meines Nutzsignals, filtern kommt
» also nicht in Frage.
»
» Nun meine Frage: Ist meine Annahme richtig, dass dieser kleine Ripple
» solche Probleme macht, oder muss ich an anderer Stelle weitersuchen?
»
» Gruß, Jan

Nun, es ist ersens klein Problem, z.B. mit LC-Filtern
den Rippel beliebig klein zu machen. Anderseits haben
alle OPV eine ziemlich grosse Betriebsspannungsunter-
drückung, sodas Dein Störsignal vermutlich eher durch
einen falschen Aufbau kommt.
Gruss
Harald

Erstmal vielen vielen Dank für die schnelle Antwort!

» Haufen Holz, auch wenns in drei Stufen gemacht wird.

Meinst du damit, der "Verstärkungsfaktor pro Stufe" ist zu hoch?

» Und was ist dann das für ein Netzteil mit dems Ärger macht?

Ich benutze einen Step-Down-Wandler.

» Nicht gerade ein Paradepferd, auch was Versogungsspannungunterdrückung
» angeht.

Ich werd mal versuchen, einen anderen zu bekommen

» Hmm, vom NT würde ich doch ehr 100Hz erwarten. 50Hz deutet auf Einstreung
» direkt aus dem Netz hin. Masseschleife?

Eine Masseschleife kann ich mir schlecht vorstellen (ich lasse mich aber gern etwas Besseren belehren), das Signal ist direkt vor der ersten OP-Stufe noch komplett sauber, und direkt dahinter gibt es die ersten Störspannungen. Auch die Leiterbahnen der Platine sind so kurz wie möglich gehalten (~2cm zwischen den Verstärkerstufen)

Der Ripple auf der Versorgungsspannung hat die Form einer Lade/Entladekurve eines Kondensators,
Die Störspannung nahc den OPs besteht aus sich abwechselnden positiven/negativen Spannungspeaks, die Periodizität beträgt hier 50 Hz, wenn man jedoch die Zeit zwischen positivem und negativem Peak misst, so beträgt diese 10 ms, also 100 Hz.

Ich hoffe ich konnte weitere wertvolle Hinweise liefern...
Gruß, Jan!

» Nun, es ist ersens klein Problem, z.B. mit LC-Filtern
» den Rippel beliebig klein zu machen. Anderseits haben
» alle OPV eine ziemlich grosse Betriebsspannungsunter-
» drückung, sodas Dein Störsignal vermutlich eher durch
» einen falschen Aufbau kommt.
» Gruss
» Harald

Hallo,
auch für deine Antwort vielen Dank,

Aber wie erklärst du dir, dass dieses Problem wirklich nur auftritt, wenn ich dieses Netzteil verwende?

Ich habe die Platine ja schon räumlich vom Netzteil getrennt, nur über 2 Adern mit Stecker/Buchse verbunden, so dass ich die netzteile umstecken kann. Ich wüsste nicht, wo da dann sonst der Fehler liegen kann...

» Ich benutze einen Step-Down-Wandler.

Ich nehme mal an du meinst einen Schaltregler (anderswo nennt man so auch einfache Spartrafos). Wie versorgt? Wenn der an Netzspannung hängt macht dir sein Y-Kondensator Ärger.


» Eine Masseschleife kann ich mir schlecht vorstellen (ich lasse mich aber
» gern etwas Besseren belehren)

Geht nur wenn man den kompletten Aufbau sieht.


» Der Ripple auf der Versorgungsspannung hat die Form einer
» Lade/Entladekurve eines Kondensators,
» Die Störspannung nahc den OPs besteht aus sich abwechselnden
» positiven/negativen Spannungspeaks, die Periodizität beträgt hier 50 Hz,
» wenn man jedoch die Zeit zwischen positivem und negativem Peak misst, so
» beträgt diese 10 ms, also 100 Hz.

Passt zum Y-Kondensator.

» » Nun, es ist ersens klein Problem, z.B. mit LC-Filtern
» » den Rippel beliebig klein zu machen. Anderseits haben
» » alle OPV eine ziemlich grosse Betriebsspannungsunter-
» » drückung, sodas Dein Störsignal vermutlich eher durch
» » einen falschen Aufbau kommt.
» » Gruss
» » Harald
»
» Hallo,
» auch für deine Antwort vielen Dank,
»
» Aber wie erklärst du dir, dass dieses Problem wirklich nur auftritt, wenn
» ich dieses Netzteil verwende?

Naja, wenn Du z.B. eine Batterie versorgung nimmst,
stören ja auch Verkopplungen von Signal- und Betriebs-
spannungsleitungen nicht.

»
» Ich habe die Platine ja schon räumlich vom Netzteil getrennt, nur über 2
» Adern mit Stecker/Buchse verbunden, so dass ich die netzteile umstecken
» kann. Ich wüsste nicht, wo da dann sonst der Fehler liegen kann...

Es geht u.a. darum, das Betriebsspannungsleitungen
und Signalleitungen völlig getrennt sind. Bei derart
kleinen Spannungen sollte man auch schon Schutzring-
Technik nehmen. Und bei uV Eingangsspannung ist wohl
auch ein Billig IC wie der 324 fehl am Platz. Ich kenne
zwar Deine Schaltung nicht, aber normalerweise ist da
ja schon die Offsetspannung viel zu hoch.
Gruss
Harald

» Naja, wenn Du z.B. eine Batterie versorgung nimmst,
» stören ja auch Verkopplungen von Signal- und Betriebs-
» spannungsleitungen nicht.
»

» Es geht u.a. darum, das Betriebsspannungsleitungen
» und Signalleitungen völlig getrennt sind. Bei derart
» kleinen Spannungen sollte man auch schon Schutzring-
» Technik nehmen. Und bei uV Eingangsspannung ist wohl
» auch ein Billig IC wie der 324 fehl am Platz. Ich kenne
» zwar Deine Schaltung nicht, aber normalerweise ist da
» ja schon die Offsetspannung viel zu hoch.
» Gruss
» Harald

OK, das mit dem "hochwertigerem" OP werde ich einmal ausprobieren, obwohl ich wunderbar mit ihm zufrieden war bisher.
Ich hab hier mal meine Schaltung geposted, oben: Verstärker, unten: Netzteil
Die Schaltung verstärkt das Signal eines Radarsensors, welches Später in einem µC ausgewertet wird. Aber das funktioniert bereits alles prächtig.
Ich hoffe jetzt sticht einem von euch der Fehler direkt ins auge!
Ansonsten werde ich wohl ans Eingemachte meines Layouts machen müssen...

Gruß, Jan!

» Ich hoffe jetzt sticht einem von euch der Fehler direkt ins auge!

Viele.

LM324 ist nichts für 3,3V Versorgungsspannung.

Die einzelnen Stufen mit einzelnen OpAmps machen, nicht mit einem Vierfach.

Die Versogungsspannung der einzelnen Stufen mit je 100R/100uF entkoppeln.

Die Referenzspannung für jede Stufe einzeln erzeugen.

Als Schaltregler einen LM2574 nehmen.

»
» Viele.
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» LM324 ist nichts für 3,3V Versorgungsspannung.
»
» Die einzelnen Stufen mit einzelnen OpAmps machen, nicht mit einem
» Vierfach.
»
» Die Versogungsspannung der einzelnen Stufen mit je 100R/100uF entkoppeln.
»
» Die Referenzspannung für jede Stufe einzeln erzeugen.
»
» Als Schaltregler einen LM2574 nehmen.


OK, sieht so aus als hätt ich noch einiges zu tun...
trotzdem erstmal vielen Dank fürs drüberschauen!

Gruß, Jan!