OP (TLC272) schwingt

[PImo]

Hallo zusammen,

ich hab ein Problem mit einer Schaltung und zwar möchte ich mit zwei Ultraschallempfänger Frequenzen im Bereich von 40kHz empfangen und diese Signale anschließend verstärken.
Das funktioniert mit dem Operationsverstärker TLC272 auch recht gut nur hab ich das Problem, dass der OP ziemlich stark schwingt. Ich habe bereits einen Entkoppelkondensator eingebaut, der hat allerdings nicht wirklich geholfen.
Als nächstes habe ich einen weiteren Kondensator (1nF) zu der Rückkopplung parallel geschaltet, da diese relativ hochohmig ist (1MOhm). Das hat schon eher geholfen, das Problem ist jetzt nur, dass ich bei einem Ausgang des OP das Ultraschall-Signal noch relativ gut empfange aber bei dem anderen Ausgang im Peak seltsame Störungen habe.
Kann mir jemand erklären woran das liegt und wie ich das Problem am besten lösen kann? Habe bereits an einen Bandpass gedacht, da ich meine Frequenz mit 40kHZ ziemlich genau kenne aber damit kenne ich mich nicht wirklich aus. Wo findet man denn eine Formel mit der man sich die Dimensionierung der Widerstände/Kondensatoren berechnen kann?
Noch ein paar generelle Informationen zur Schaltung: die Empfänger bekommen beide die gleiche Versorgungsspannung, zwischen den Empfängern und den OP-Eingängen sind Kondensatoren zwischen geschaltet, um den Gleichspannungsanteil rauszufiltern, die Kondensatoren sind außerdem mit einem 10MOhm Widerstand auf Masse gelegt
für die Rückkopplung wurden die gleichen Widerstände verwendet

Bin für jede Hilfe dankbar!

[Peter(TOO)]

Hallo,

Stell am besten hier mal die Schaltung ein, so kann man nicht nachrechnen ob du etwas falsch dimensioniert hast.

"Seltsame Störungen im Peak" sind auch nicht gerade eine exakte technische Beschreibung, auch hier gilt: Ein Bild sagt mehr als tausend Worte.

Und grundsätzlich gilt, dass Schwingen sehr viel mit dem Aufbau zu tun hat, da wären Fotos vom Aufbau auch noch hilfreich.
Den Unterschied von Schwingen oder nicht Schwingen macht oft die unterschiedliche Lage von zwei Leitungen aus.

MfG Peter(TOO)

[PImo]

Okay hier mal ein paar Fotos zum besseren Verständnis.
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Das erste Foto sind meine beiden verstärkten Signale ohne die parallel geschalteten Kondensatoren bei der Rückkopplung.
Das zweite Foto sind meine beiden verstärkten Signale mit den parallel geschalteten Kondensatoren bei der Rückkopplung.
Das dritte Foto ist der Aufbau der Schaltung.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Uiiiuiii ....

Du hast da was um die 500kHz drauf, wenn ich das richtig rauslese.

Also einiges wirst du mit dem Steckaufbau erzeugen! Jeder Draht da, wirkt als Antenne!
Jede Verbindung sollte so kurz wie möglich sein.

Parallel zum Tantalelko über der Speisung, solltest du noch einen Keramikkondensator, so 10-100nF, setzen.

Zudem solltest du die unbenutzten Eingänge des zweiten OV auf eine festes potential legen, möglicherweise schwingt auch dieser mit.

Wenn ich mir die Signale ansehe, hast du nur eine asymmetrische Speisung?

Ist es gewollt, dass der Verstärker auch nur asymmetrisch verstärken soll?
Andernfalls solltest du den 10M Eingangswiderstand, durch einen Spannungsteiler aus zwei 22M Widerständen ersetzen, welcher zwischen + und Masse liegt (Dann hast du die halbe Speisespannung am +-Eingang.

Bei dem Aufbau kann man leider nicht eindeutig sagen, WO du die Störung aufliest :-(

MfG Peter(TOO)

[PImo]

Sorry dass ich jetzt erst antworte aber ich hatte die Tage viel zu tun und kam nicht dazu hier zu schreiben.

Das Problem mit dem Schwingen wurde jetzt schon verbessert allerdings habe ich jetzt gleich das nächste Problem.

Ich möchte mit zwei nMosfets (IRLZ14) eine astabile Kippstufe (Multivibrator) bauen. Vorher hatte ich zur Frequenzerzeugung meines Ultraschall Senders zwei npn Transistoren (BLC547) verwendet und das hat auch wunderbar funktioniert.
Das Problem ist nur, dass ich mit den Transistoren nicht über eine Spannung von 5-6V gehen konnte und meine Sender (die bis 20V vertragen) somit nicht genug Leistung abgaben.
Die Schaltung die ich jetzt dafür aufgebaut habe sieht so aus:
http://virtual.cvut.cz/dyn/examples/examples/electronic/mosmulti/
Die Widerstände R2 und R5 habe ich mit 1M und 68k dimensioniert, um das Gate mit einer Spannung von 1,36V zu versorgen. Bei dieser Spannung sollte das nMosfet durchschalten. Die Widerstände R3 und R6 habe ich mit 1M und 39k dimensioniert, hier kriegt das Gate eine Spannung von 0,78V und sollte nicht durchschalten. Zu den weiteren Dimensionierungen: C1/2: 1n , C3: 10n, R1/4: 180k
Jetzt zu meinem Problem: die Kippstufe läuft nicht selbstständig an, erst wenn ich mit meinem Multimeter/ einem Draht Gain und Drain eines Mosfet kurz miteinander verbinde läuft die Kippstufe an. Bei den Werten erhalte ich eine Frequenz von 530Hz und die Kippstufe bleibt auch beliebig lange bei dieser Frequenz, läuft also sauber.
Weshalb benötige ich erst einen Kurzschluss zwischen Gate und Drain um den Multivibrator zum laufen zu kriegen? Wozu ist C3 gut?
Und wie kann man am leichtesten Frequenzen im Bereich zwischen 20k und 40kHz erzeugen?

Grüße und vielen Dank im vorraus!

[Peter(TOO)]

Hallo PImo,

Eine der Grundregeln der Elektronik kennst du nun:
Verstärker schwingen immer und Oszillatoren nicht! :gesetz

Die beiden Hälften der Grundschaltung sind absolut symmetrisch, also nehmen auch beide Transistoren den selben Zustand an.
C3 sorgt nun für eine Asymmetrie, NMos2 braucht dadurch etwas länger zum schalten als NMos1.

C3 sollte aber möglichst klein sein, er hat die Nebenwirkung, dass das erzeugte Signal asymmetrisch wird, also das Tastverhältnis der beiden Halbwellen ist nicht mehr 50:50.
C3 sollte also einiges kleiner als C1/C2 sein.

Die unterschiedlichen Werte von R5/R6 erzeugen auch ein asymmetrisches Signal.

Ich bin jetzt zu Faul um zu rechnen aber ich würde R5 und R6 = 100k nehmen und für C3 ein paar 100pf einsetzen.


Mit dem Kurzschluss, bringst du die Schaltung dazu, dass der eine Transistor eindeutig leitet und der andere sperrt, dann schwingt das Teil auch an.

MfG Peter(TOO)

[PImo]

Das habe ich bereits getestet allerdings kam ich leider nicht in den gewünschten Frequenzbereich. Hier ein Schaltplan und ein paar Widerstände / Kondensatoren mit den daraus resultierenden Frequenzen. Bei den genannten Werten ist die Schaltung immer von alleine angesprungen auch ohne C3. Habe das ganze auch teilweise mit C3 getestet (der immer kleiner war als C1/2) aber wirklich besser hat das damit auch nicht funktioniert. Super wäre es wenn ich in einen Frequenzbereich ab 25k-40k käme und dort ein Peak bis knapp 20V erreichen könnte. Habe versucht hier einen logischen Schluss aus den Daten zu ziehen aber kam damit nicht wirklich weit. Die Formel zur Frequenzberechnung bei einem Multivibrator mit Transistoren scheint hier nicht wirklich zu gelten. Gibt es eine solche Formel für Mosfets überhaupt? Habe schon das Netz nach einer solchen durchkämmt aber kam nicht wirklich weiter. Auch in Fachliteratur zu Halbleiter-Bauelementen habe ich keine astabile Kippstufe mit Mosfets gefunden. Falls mir jemand hier einen Tipp geben könnte wäre das klasse!
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[PImo]

So anstatt einer astabilen Kippstufe mit Mosfets habe ich jetzt eine Kippstufe mit einem NE555 aufgebaut. Funktioniert theoretisch auch recht gut nur habe ich ein etwas seltsames Ausgangssignal.
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Kann mir jemand erklären warum ich dort solche Spitzen habe und wie ich die am besten wegbekomme ohne das Signal zu schwächen? Ich hätte gerne ein sauberes Rechtecksignal, dass an die 15V haben sollte.
Ein weiteres Problem ist, dass ich plötzlich bei meinem OP nur noch ein Rechtecksignal mit einem Peak von 4V habe, obwohl die Versorgungsspannung 5v beträgt.
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Man sieht, dass der OP schon bei 4V voll durchsteuert. Das selbe ist auch bei 2 D-Flip-Flops zu beobachten, die die Frequenz duch vier teilen. Flip-Flops wurden bereits ausgetauscht, verändert hat sich dadurch jedoch nichts. Auch bei den Flip-Flops liegen 5V an.

Grüße

[Peter(TOO)]

Hallo,

So anstatt einer astabilen Kippstufe mit Mosfets habe ich jetzt eine Kippstufe mit einem NE555 aufgebaut. Funktioniert theoretisch auch recht gut nur habe ich ein etwas seltsames Ausgangssignal.
26496
Kann mir jemand erklären warum ich dort solche Spitzen habe und wie ich die am besten wegbekomme ohne das Signal zu schwächen? Ich hätte gerne ein sauberes Rechtecksignal, dass an die 15V haben sollte.

Hast du die Probe abgeglichen? Das könnte ein reiner Messfehler sein!

Normalerweise ist am Oszilloskop ein Rechteckausgang.
Da die Probe anhängen und dann mit dem Kondensator in der Probe auf minimale Verzerrung abgleichen.

Hier auf Seite 30 beschrieben:
http://prof.beuth-hochschule.de/fileadmin/user/tschirley/Lehrmaterial/Literatur/HM1507-3_deutsch.pdf

MfG Peter(TOO)

[PImo]

Habe die Probe abgeglichen, dadran liegt es leider nicht.
Habe die gleiche Schaltung auf einem anderen Steckbrett nochmal aufgebaut und habe dort das gleiche Signal.

[Peter(TOO)]

Hallo,

Ist Jet schwierig zu beurteilen, wie viel Messfehler ist und wie viel vom Aufbau kommt.

Die Steckbrettaufbauten musste ich vor 35 Jahren schon aufgeben, so ab einigen 100kHz machen diese nur noch Probleme, wegen den Kapazitäten.
Dann kann man tagelang irgendwelchen Geistern nachjagen :-(

Häng da mal 1k an den Ausgang, dann sieht es schon wieder anders aus, oder nur schon mit dem Finger den Ausgang während der Messung berühren.
Mit 100p gegen Masse sieht es auch wieder anders aus und wenn das Ganze auf einer Leiterplatte ist, nochmals anders.

MfG Peter(TOO)