Forum
Board-AnsichtAktive Tiefpass-Verstärkerstufe mit OP "kippt" (Schaltungstechnik)
» Liebe Experten,
»
» ich brauche Hilfe bei einer Verstärkerschaltung mit einem OP TS912.
»
» Zur Aufgabenstellung: Ein EKG-ähnliches Signal mit einem Maximum von ca.
» +10mV und einem Minimum von ca. -1mV soll so hochverstärkt werden, dass es
» von einem Mikrocontroller per ADC-Eingang ausgewertet werden kann. Die
» Spannungsversorgung erfolgt über einen LiIon-Akku mit 3,7V. Da die Masse
» des Quellsignals nicht mit der Masse der Schaltung verbunden ist, habe ich
» mit zwei Dioden einen "Massepunkt" generiert, der ca. 1V über 0V der
» Spannungsversorgung liegt; somit werden auch die negativen Anteile des
» Signals korrekt abgebildet.
» Ich habe die Schaltung als aktiven Tiefpass 2. Ordnung mit einer
» Grenzfrequenz von ca. 15 Hz (Unterdrückung von Netzbrummen) und einem
» Verstärkungsfaktor von 100 ausgelegt.
»
» Auf dem Steckbrett funktionierte die Schaltung tadellos, also habe ich eine
» Platine entworfen und die Schaltung mit SMD-Bauteilen aufgebaut (sie soll
» möglichst klein sein). Leider zeigte die Schaltung ein Kippverhalten mit
» einer Frequenz von ca. 1,5 Hz.
» Nachdem ich Fehler im Layout ausgeschlossen hatte, habe ich die Schaltung
» nochmal auf dem Steckbrett mit bedrahteten Bauteilen aufgebaut - und jetzt
» kippt auch diese Schaltung. Da ich überhaupt nicht verstehe was hier
» passiert, habe ich mal ein paar Befunde gesammelt:
»
» 1) Legt man die Verbindung von R2 und R3 auf Masse, hört das Kippen auf.
» 2) Legt man die Verbindung von R1 und R2 auf Masse, verdoppelt sich die
» Kippfrequenz (die Reihenschaltung aus R1 und R2 scheint also schon mal
» bestimmend für die Kippfrequenz zu sein).
» 3) Um den Einfluss des Verstärkungsfaktors zu untersuchen, habe ich R5
» durch einen 100k-Trimmer ersetzt und verschiedene Werte durchgespielt:
» - Mit größer werdendem R, d.h. abnehmendem Verstärkungsfaktor, wird die
» Frequenz des Kippens schneller (ich hätte auch ein paar Oszillogramme, kann
» aber leider nur 1 Datei anhängen).
» - Auffällig ist auch die Form der fallenden und steigenden Flanken: Diese
» zeigen nämlich einen exponentiellen Anstieg bzw. Abfall der Spannung und
» somit ja eigentlich genau das Gegenteil von dem, was man z.B. bei einer
» Rückkopplung über ein RC-Glied erwarten würde
» - Bei Werten über ca. 25kOhm geht der Ausgang nicht mehr in die Sättigung
» - Bei Werten über ca. 50kOhm hört das Kippen ganz auf.
»
» Ich weiß, das ist eine Menge Informationen, aber ich sitze seit einer Woche
» vor dieser Schaltung (die ja schon mal funktioniert hat!) und zermartere
» mir das Hirn, wo dieses Kippen herkommen könnte...
»
» Für Denkanstöße jeder Art bin ich sehr dankbar!
»
»
» 
Falls es dich noch Interessiert
So funktioniert die Schaltung wie unten abgebildet, die Verstärkung darf nicht größer als 2,5 - 3 sein, sonst schwingt deine Schatung.
Also eine Verstärkung von ca 10dB.
Den Ausgang dann eben mit einem 2ten OP soweit Verstärken , das du eine zufriedene Amplitude bekommst.
Optimales Tiefpassverhalten hast du bei Verstärkung von 2, um so größer die Verstärkung um so größer eine Resonanzspitze, die so groß werden kann
das die Schaltung Kippt.
hier zwei Beispiele
schlecht zu große Verstärkung knapp 3
gut Verstärkung von 2,1
Gesamter Thread:
, 20.06.2019, 18:17, 20.06.2019, 19:10, 20.06.2019, 20:10, 20.06.2019, 21:24, 20.06.2019, 23:44, 21.06.2019, 08:27, 21.06.2019, 08:40, 21.06.2019, 09:17, 21.06.2019, 09:25, 21.06.2019, 11:25, 21.06.2019, 12:06, 21.06.2019, 11:39, 21.06.2019, 14:15, 06.07.2019, 10:25, 25.06.2019, 21:00, 25.06.2019, 23:59, 26.06.2019, 09:35, 28.06.2019, 10:49, 08.07.2019, 10:39