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Hallo Forum,
Ich habe zur Abwechslung mal ein Problem mit einer Schaltung..
Unten auf den Bild ist sie zu sehen. Das ganze soll ein Distortion-Effekt sein. Zur besseren Übersicht habe ich die Schaltung mal auf das Wensentliche ausgedünnt.
Sie besteht aus einem Vorverstärker, einem Filter, der Distortion und einem weiteren Filter.

Die OPs sind ein TL084 (-4-fach-OP), relativ rauscharm, hohe SR... ziehen aber verhältnismäßig viel Strom.
Außerdem gibt es noch 4 Potis, aus R1-R2, R7-R8, R3-R5 und R11-R12 bestehend, die für die Verstärkung zuständig sind. Bei dem Verstärker und der Distortion sind die Potis aber so eingestellt, dass man eine maximale Verstärkung um 200 bekommt (einen 1kOhm-Widerstand ans "untere" Ende).
Jetzt zum eigentlichen Problem: Das ganze Schwingt nicht zu knapp, wenn die Verstärkung (zu) groß ist und die Filter so eingestellt sind, dass nur die Höhen durchkommen. Dabei gilt, je größer die Verstärkung, desto tiefer müssen die Filter eingestellt werden, um die Schwingung zu unterdrücken.
Vielleicht sollte ich das als Sythi benutzen. Ich hab dabei schon Rechtecks-, Sinus- und sogar Dreiecksschwingungen erzeugen können, allerdings außerhalb des Hörbereichs, oder grade noch so hörbar.
Wenn ich mit meiner Hand in die Nähe der Platine komme, kommt es schon mal vor, dass sich die Schwingungsfrequenz verändert, oder die Schwingung stoppt.
Könnt ihr mir bitte helfen?? Ich bin nur Hobby-Bastler, und habe mir die Schaltung selbst zusammengeklöppelt und bin mir darum nicht sicher, ob ich nicht irgendwas vergessen habe und überhaupt!
Sind die Kondensatoren C2, C3, C10, oder C12 zu klein? (Aber wie berechnen..) Oder liegt es daran, dass alle OPs bis auf den ersten invertierend geschaltet sind? Mehr fällt mir nicht ein. Vielleicht könnt ihr aus den Symptomen noch was herausdeuten. WARUM FÄNGT DAS ÜBERHAUPT AN ZU SCHWINGEN?!?!

MfG Philipp

Deine Eingangskapazitäten beim ersten OPV sind relativ groß.
Das könnte zu Problemen führen.
Probier mal die zu kompensieren.

Gruß Enton

--
Da säuft man den ganzen Tag und wird trotzdem nicht für voll genommen

Hallo,

wenn ich mir Deinen Schaltplan so anschaue, so sieht es aus, als ob Du den OP unipolar betreibst. Korrigiere mich, wenn das nicht stimmt.
Sollte dies so sein, wird Deine Schaltung nicht funktionieren, da der TL084 ein OP mit JFET-Eingängen ist und die zwingend eine negative Versorgungsspannung benötigen.

GB

» Hallo,
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» wenn ich mir Deinen Schaltplan so anschaue, so sieht es aus, als ob Du den
» OP unipolar betreibst. Korrigiere mich, wenn das nicht stimmt.
» Sollte dies so sein, wird Deine Schaltung nicht funktionieren, da der
» TL084 ein OP mit JFET-Eingängen ist und die zwingend eine negative
» Versorgungsspannung benötigen.
»
» GB

Das wäre mir neu. Man kann auch die Masse als negative Spannung annehmen. Die virtuelle Masse liegt dann auf der halben Betriebsspannung.

--
Und die Grundgebihr is aa scho drin. DOS is jo nett..

» » Hallo,
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» » wenn ich mir Deinen Schaltplan so anschaue, so sieht es aus, als ob Du
» den
» » OP unipolar betreibst. Korrigiere mich, wenn das nicht stimmt.
» » Sollte dies so sein, wird Deine Schaltung nicht funktionieren, da der
» » TL084 ein OP mit JFET-Eingängen ist und die zwingend eine negative
» » Versorgungsspannung benötigen.
» »
» » GB
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» Das wäre mir neu. Man kann auch die Masse als negative Spannung annehmen.
» Die virtuelle Masse liegt dann auf der halben Betriebsspannung.

Richtig, die virtuelle Masse wird hier auch über einen Spannungsteiler mit Stützelko realisiert. Der Spannungsteiler erscheint mir aber mit 2x 81kOhm recht hochohmig, könnte eventuell reduziert werden.

Könnte das Schwingen aber nicht dadurch zustande kommen, dass ein Vierfach-OP-Amp verwendet wurde? Dadurch könnten schon merkliche Koppelkapazitäten zwischen Ein- und Ausgang vorhanden sein.

Schöne Grüße,
Björn

» Könnte das Schwingen aber nicht dadurch zustande kommen, dass ein
» Vierfach-OP-Amp verwendet wurde? Dadurch könnten schon merkliche
» Koppelkapazitäten zwischen Ein- und Ausgang vorhanden sein.

Exzellent! Das ist nach meiner eigenen Erfahrung mit hohen Verstaerkungsfaktoren ein sehr richtiger Ansatz und dazu kommt, wir wissen (noch) nichts über die Quellimpedanz der Spannungsquelle. Frage an PHILIP NR X, wie hoch ist die???

Es koennen auf der Leiterplatte oder ganz besonders bei wildem Versuchsaufbau auf einem Steckboard parasitaere Koppelkapazitaeten zwische Aus- Und Eingang haben. Da genügen manchmal wenige pF, je nach Gesamtverstaerkung und Frequenz der Oszilation, die davon abhaengig ist, wie hoch die Frequenzbandbreite des ganzen Systems ist.

Was spricht fuer diese Vermutung? Diese Abschnitt:

<zitat>
Das ganze Schwingt nicht zu knapp, wenn die Verstärkung (zu) groß ist und die Filter so eingestellt sind, dass nur die Höhen durchkommen. Dabei gilt, je größer die Verstärkung, desto tiefer müssen die Filter eingestellt werden, um die Schwingung zu unterdrücken.
</zitat>

Ganz besonders der zweite Satz: Wenn die Verstaerkung groesser ist, genuegt eine niedrige parasitaere Koppelkapazitaet, damit die Schaltung bei mittleren oder höheren Frequenzen schwingt. Wir der Tiefpass niederfrequenter eingestellt, nimmt die Verstaerkung bei den mittleren und hoeheren Frequenzen ab und die fixe parasitaere Kapazitaet verliert an Kopplungswirkung, die zum Oszillieren anregt.

So, ich hoffe, ich habe verstaendlich genug geschrieben und wuensche eine gute Nachtruhe, - speziell dem Experimentator.

Noch was zum Titel "Alles SCHWINGT dann wenns nicht soll." es gibt die laestige Regel: "Willst Du einen Verstaerker, dann erhältst Du einen Oszillator und ..."

--
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

Danke erstmal. Die Nachtruhe werde ich mir jetzt langsam auch gönnen..
Aber erstmal:
Also der Eingangskondensator hat nichts damit zu tun, ob 10uF oder 0,1uF ist egal.
Die Spannung am Spannungsteiler ist "aalglatt".
Die Betriebsspannung wird von einem Netzteil geliefert, zumindest im Moment noch, ist aber ebenfalls glatt und sozusagen standardgemäß mit Kondensatoren gestützt. Das ganze soll letztendlich mit Batterie laufen. ..also soo viel zieht die Schaltung dann doch nicht, ca. 7-8mA.
Ich dachte eine Verstärkung von 200 sei für OPs keine große Sache. Also kann ich das mit dem 4-fach-OP vergessen? Was ist denn mit den Kondensatoren C10, C12, C3 und C2?! Für C10 und C12 habe ich jetzt mal 100pF genommen, ich glaube es geht etwas besser, optimistisch gesehen.
Gibt es eine Möglichkeit das Signal oberhalb von 20kHz radikal abzuschneiden??
Oder würden Widerstände an den jeweiligen OP-Ausgängen helfen?
Ach ja, ich vermute, dass besonders die Filter daran schuld sind. Zumindest theoretisch sollten die Filter doch keine Resonanz besitzen, wenn ich die aber so einstelle, dass grade nichts schwingt, dann hört sich das Hintergrundrauschen schon sehr "nach Resonanz" an (diese knartschende geräusch um eine bestimmte Frequenz herum).
Zum Schluss noch mal was grundsätzliches.. Ich dachte für eine Oszillation braucht es immer sowas wie Hysterese, oder zumindest ne Phasenverschiebung?! Kann ich die nicht irgendwie reduzieren, ohne die maximale Lautstärke der oberen Frequenzen (innerhalb des Audiobereichs) zu beeinträchtigen?? (Und die invertierende Verstärkung hat nichts damit zu tun?!)
Das soll jetzt auch reichen... also kurz: Wie gehe ich denn jetzt am professionellsten weiter vor?

MfG Philipp und gute Nacht..

» Danke erstmal. Die Nachtruhe werde ich mir jetzt langsam auch gönnen..
» Aber erstmal:
» Also der Eingangskondensator hat nichts damit zu tun, ob 10uF oder 0,1uF
» ist egal.

Denke ich auch. Waere mir ganz neu.

Ich habe schon gefragt: Wie hoch ist die Impedanz oder Widerstand der Qulle? Beantworte das! Es ist wichtig!

Falls diese niedrig ist, schingt die Schaltung auch dann?

» Die Spannung am Spannungsteiler ist "aalglatt".

Das ist wichtig, weil es ist die Referenzspannung, der Arbeitspunkt.

Aalglatt muss aber heissen, dass Du mit dem Oszi auch im unteren mV-Bereich nichts siehst. Wenn doch, solltest Du auf dem Weg zur Referenzierung beim ersten Opamp noch ein zusätzliches RC-Glied vorsehen.

Das tut man übrigens häufig, weil gerade nur die geringsten Rippelspannungen an diesem Eingang, wenn sie vom Eingangssignal stammen unweigerlich zum Oszillieren anregen!q Also gehe auch mal GANZ GENAU diesem Phaenomen nach. Baue mal ein RC-Glied ein, z.B. R = 100 k-Ohm C = 10 µF.


» Die Betriebsspannung wird von einem Netzteil geliefert, zumindest im
» Moment noch, ist aber ebenfalls glatt und sozusagen standardgemäß mit
» Kondensatoren gestützt. Das ganze soll letztendlich mit Batterie laufen.
» ..also soo viel zieht die Schaltung dann doch nicht, ca. 7-8mA.
» Ich dachte eine Verstärkung von 200 sei für OPs keine große Sache. Also
» kann ich das mit dem 4-fach-OP vergessen?

Nicht unbedingt, weil ich tippe weniger auf IC-interne Uebersprechungseffekte. 200 ist noch nicht wahnsinnig viel, aber es kommt sehr auf die aeussere Beschaltung an. Siehe mein vorheriges Posting.


» Was ist denn mit den
» Kondensatoren C10, C12, C3 und C2?! Für C10 und C12 habe ich jetzt mal
» 100pF genommen, ich glaube es geht etwas besser, optimistisch gesehen.

Die Frage dabei ist, ob das die Freq.-Bandbreite des Signals wirksam bedaempft wird.

» Gibt es eine Möglichkeit das Signal oberhalb von 20kHz radikal
» abzuschneiden??

Mit einem aktiven Tiefpass höherer Ordnung. Aber damit betreibst Du reine Symptombekämpfung und loest das eigentliche Problem nicht.

» Oder würden Widerstände an den jeweiligen OP-Ausgängen helfen?

Wenn der Ausgang durch (Kabel-)Kapazitaeten belastet wird, fuehrt dies zu einer unerwuenschten zusaetzlichen Phasenverschiebung. Folge ist sehr oft Oszillation, die nichts mit der Gesamtverstaerkung zu tun hat. Schalte mal am Ausgang ein Widerstand von 1 k-Ohm in Serie und schalte dann des Messkabel hinzu.

Sollte das der Grund sein, zeige ich Dir eine Schaltung zur Kapazitaetsneutralisierung, - spaeter.

» Ach ja, ich vermute, dass besonders die Filter daran schuld sind.
» Zumindest theoretisch sollten die Filter doch keine Resonanz besitzen,

Aha sind das denn Bandpassfilter? Bschreibe mal diese etwas genauer und wozu dienen sie?

Es waere ueberhaupt mal gut zu wissen, wozu die ganze Schaltung dient, es sei es ist ein NSA-Projekt.

» wenn ich die aber so einstelle, dass grade nichts schwingt, dann hört sich
» das Hintergrundrauschen schon sehr "nach Resonanz" an (diese knartschende
» geräusch um eine bestimmte Frequenz herum).
» Zum Schluss noch mal was grundsätzliches..

Damit kann ich jetzt nichts anfangen.


» Ich dachte für eine Oszillation
» braucht es immer sowas wie Hysterese, oder zumindest ne
» Phasenverschiebung?!

Hier geht es um Phasenverschiebungseffekte bei gewissen hoeheren Frequenzen, wo die Phasenreserve so klein wird, dass Mitkopplungseffekte entstehen.

> Kann ich die nicht irgendwie reduzieren, ohne die
» maximale Lautstärke der oberen Frequenzen (innerhalb des Audiobereichs) zu
» beeinträchtigen?? (Und die invertierende Verstärkung hat nichts damit zu
» tun?!)

Das weiss ich jetzt nicht.

Es wird bei all dem der Zustand erreicht, wo ich life bei der Schaltung dabei sein muesste. Tu aber erst mal dies, was ich Dir hier empfehle und dann sehen wir weiter.

Wann ich heute wieder dazu komme, weiss ich noch nicht.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Bei 10mA ist die Impedanz so gering, dass ich sie nicht messen kann. Mit und ohne Schaltung messe ich jeweils 10,41V. (Wir reden doch von der Betriebsspannung und nicht der Eingangsspannung am OP?! Falls nicht, am Audioeingang soll in Zukunft eine Gitarre hängen, da das Ganze ein Verzerrer werden soll, ohne eigenen Willen)
Die Referenzspannung ist wirklich glatt, egal ob da was schwingt oder nicht.
Es spielt tatsächlich eine Rolle, was da am Ausgang hängt. Die Frequenz der Schwingung wird dadurch beeinflusst. Aber selbst wenn nichts dran hängt, treten Schwingungen auf.
Ich bin mal mit dem Oszi die Schaltung abgegangen, und habe dabei versucht Schwingungen zu erzeugen (was nicht schwer war). Es sieht so aus als gäbe es mehrere Schwingungsquellen. Einmal die Filter, vor Allem der erste, und besonders der erste Verstärker. Aber meistens schwingt eben alles.
Es kommt vor, dass Schwingungen an dem 2. OP auftreten, die aber durch irgendwelche Einstellungen weiter hinten in der Kette (das Ganze ist ja eine reine Serienschaltung..) beeinflusst werden!!
Ich suche jetzt erstmal den Fehler bei den Filtern, weil ich mir die selbst zusammen gebastelt habe. Im Grunde habe ich mir ein RC- und ein "CR"-Glied mit gleichen Frequenzen genommen und hochohmig und aktiv an einen Summierer angeschlossen. Wenn ich dann am Poti drehe, sollten die Frequenzen unterhalb einer fixen Frequenz im selben Maße lauter/leiser werden, wie die Frequenzen oberhalb leiser /lauter.. Das ist zwar schon in der Simulation nicht der Fall, aber solche Probleme gabs auch nicht.
Bei "guten" Audiofiltern kann man die Resonanz so weit hochschrauben, dass sie anfangen zu schwingen. Und ich befürchte sowas hab ich hier zumindest bei den Filtern ab und zu... Bei Fief- und Hochpässen geht das auch. Wenn man sich z.B. die Kennlinie eines Tiefpasses vorstellt, entsteht mit zunehmender Resonanz um die Grenzfrequenz ein Hügel. (So als würde man noch einen Bandpass hinzufügen.) Die Verstärkung ist bis zur Grenzfrequenz 1, fällt dann aber nicht sofort "linear" ab, sondern steigt kurz über eins und fällt dann erst ab.
Soweit erstmal...

MfG Philipp

» Bei 10mA ist die Impedanz so gering, dass ich sie nicht messen kann. Mit
» und ohne Schaltung messe ich jeweils 10,41V. (Wir reden doch von der
» Betriebsspannung und nicht der Eingangsspannung am OP?!

Fasch.

» Falls nicht, am
» Audioeingang soll in Zukunft eine Gitarre hängen, da das Ganze ein
» Verzerrer werden soll, ohne eigenen Willen).

Und jetzt haengst dort ein Sinusgenerator oder was?

» Die Referenzspannung ist wirklich glatt, egal ob da was schwingt oder
» nicht.
» Es spielt tatsächlich eine Rolle, was da am Ausgang hängt. Die Frequenz
» der Schwingung wird dadurch beeinflusst. Aber selbst wenn nichts dran
» hängt, treten Schwingungen auf.

Woher weisst Du das, wenn Du mit dem Oszi nicht misst?

» Ich bin mal mit dem Oszi die Schaltung abgegangen, und habe dabei versucht
» Schwingungen zu erzeugen (was nicht schwer war).

Ganz wichtig, benutze eine 1:10-Mess-Sonde, weil die ist besonders niedrigimpedant, wenn der Spannungsteiler vorne bei der Sonde ist. Wenn Du das nicht hast, schalte zwischen Messonde und Messpunkt ein Widerstand von etwa 1 k-Ohm,

» Es sieht so aus als gäbe
» es mehrere Schwingungsquellen. Einmal die Filter, vor Allem der erste, und
» besonders der erste Verstärker. Aber meistens schwingt eben alles.
» Es kommt vor, dass Schwingungen an dem 2. OP auftreten, die aber durch
» irgendwelche Einstellungen weiter hinten in der Kette (das Ganze ist ja
» eine reine Serienschaltung..) beeinflusst werden!!
» Ich suche jetzt erstmal den Fehler bei den Filtern, weil ich mir die
» selbst zusammen gebastelt habe.

Zerteile die Schaltung dabei mal etwas...


» Im Grunde habe ich mir ein RC- und ein
» "CR"-Glied mit gleichen Frequenzen genommen und hochohmig und aktiv an
» einen Summierer angeschlossen. Wenn ich dann am Poti drehe, sollten die
» Frequenzen unterhalb einer fixen Frequenz im selben Maße lauter/leiser
» werden, wie die Frequenzen oberhalb leiser /lauter.. Das ist zwar schon in
» der Simulation nicht der Fall, aber solche Probleme gabs auch nicht.
» Bei "guten" Audiofiltern kann man die Resonanz so weit hochschrauben, dass
» sie anfangen zu schwingen. Und ich befürchte sowas hab ich hier zumindest
» bei den Filtern ab und zu... Bei Fief- und Hochpässen geht das auch. Wenn
» man sich z.B. die Kennlinie eines Tiefpasses vorstellt, entsteht mit
» zunehmender Resonanz um die Grenzfrequenz ein Hügel. (So als würde man
» noch einen Bandpass hinzufügen.) Die Verstärkung ist bis zur Grenzfrequenz
» 1, fällt dann aber nicht sofort "linear" ab, sondern steigt kurz über eins
» und fällt dann erst ab.
» Soweit erstmal...

Ich hoffe, Du kannst Dir selbst weiterhelfen, weil bedenke, sobald Ferndiagnose noetig wird, funktioniert das nicht mehr.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
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» Die Betriebsspannung wird von einem Netzteil geliefert, zumindest im
» Moment noch, ist aber ebenfalls glatt und sozusagen standardgemäß mit
» Kondensatoren gestützt.

In deinem Plan sehe ich keinen Kondensator in der Betriebsspannung. Meinst du die Kondensatoren im Netzteil ? Die reichen nicht (zu weit weg). Du solltest möglichst dicht am IC die Betriebsspannung puffern, z.B. mit 10uF und parallel 100nF.

» Das ganze soll letztendlich mit Batterie laufen.

Dann ebenfalls notwendig.