Invertierender Verstärker mit Digitalpoti

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Invertierender Verstärker mit Digitalpoti
Suche nach: verstärker (9014)

    







BID = 617676

abracadabra

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Beiträge: 361
 

  


Hallo,

ich habe eine Schaltung aufgebaut, die es erlauben soll, einen Sinus in seiner Amplitude zu verändern.
Dazu benutzte ich einen DDS-Chip, der mir meinen Sinus erzeugt (ca. 5Hz) und dahinter zwei OP´s.
Der eine verschiebt den Sinus auf die x-Achse (Subtrahierer), der folgende ist als invertierender Verstärker, mit einem Digitalpoti im Rückkopplungszweig verschaltet.

Der "Sinus" hat eine Amplitude von ca. 380mV, bevor er dem Verstärker zugeführt wird. Er ist relativ sauber und frei von übermässigem Rauschen.

Es tritt nun folgende merkwürdige Situation ein:

Wenn ich das Digitalpoti über SPI ansteuere und ihm seinen Wert übermittle, verändert sich die Amplitude des Sinus am ausgang des Verstärkers. Soweit ist noch alles in Ordnung.
Wenn ich allerdings bei einem bestimmten Widerstandswert "angekommen" bin und lasse das Poti höhere Werte annehmen, so bekomme ich einen verrauschtes Signal. (Ungefähr 5V, der Sinus wird "dicker")
Normalerweise ist die Breite meines Signals 500mV.
Kann es sein, dass das Poti nicht einrastet sondern zwischen zwei Positionen hin und her schwingt?
Woher kommt sonst diese Störung.

Oder baut sich mit den eingestellten Werten ein RC Schwingkreis auf ??
Ich habe keine Ahnung...

Bemerkenswert ist auch, dass die Störung verschwindet, wenn ich das Poti auf seinen kleinsten Wert einstelle und sofort danach wieder den hohen Wert annehmen lasse.

Das Poti ist folgendes: MAX5483 (bis 10kOhm)


Braucht Ihr mehr Angaben so fragt bitte.


Grüße
abracadabra

ps: Die Breite (also die Amplitude) der Störung ist gleichmässig.

BID = 617783

perl

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Zitat :
Wenn ich allerdings bei einem bestimmten Widerstandswert "angekommen" bin und lasse das Poti höhere Werte annehmen, so bekomme ich einen verrauschtes Signal.
Dazu braucht man nicht mal ein Digitalpoti.
Etliche Verstärker schwingen unterhalb einer bestimmten Betriebsverstärkung, aber die relativ hohen Kapazitäten der Digitalpotis begünstigen das indem sie für noch mehr Phasendrehung sorgen.

Schau dich mal in den Datenblättern von Opamps um. Da wirst du, je nach Typ, oftmals die Angabe finden, dass der Verstärker ab einer Schleifenverstärkung von 1 oder 2 oder 5 garantiert stabil ist.
Andersrum gesehen heisst das, dass er bei kleinerer Verstärkung evtl. schwingt.

Die Abhilfe ist einfach: Sieh zu, dass die Verstärkung ein gewisses Mass nicht unterschreitet.
Andernfalls musst du selbst den Verstärker für die kleinste vorkommende Verstärkung kompensieren.

Gibt es denn einen bestimmten Grund, weshalb du das Poti in die Gegenkopplung eingebaut hast? Das ist ja eher unüblich.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 30 Jun 2009  0:59 ]

BID = 617812

abracadabra

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Beiträge: 361

Also hinten angefangen:

Der Poti sitzt deshalb in der Rückführung, weil ich dann eine lineare Gleichung habe für die Verstärkung.

Ich werde mir Deine Ratschläge zu Gemüte führen und mal versuchen aus den Datenblättern schlau zu werden.


Allerdings machtmich eine Sache skeptisch..
Die Tatsache, dass bis ca. 2kOhm alles in Ordnung ist und ersta ab einer bestmmten Stufe (des Poti),plötzlich ein merkbarer Anstieg der Störung zu beobachten ist.

Ausserdem gibt mir folgendes ein Rätsel auf:

Wenn ich den Poti auf etwa 9kOhm stelle, kann es passieren das sich die Störung bemerkbar macht, doch nachdem ich ihn daraufhin auf ca 100Ohm einstelle und sofort darauf wieder auf ca. 9kOhm, dann zeigt sich die Störung nicht..

^^ Das hört sich merkwördig an aber es ist so...


Naja, ich werde versuchen an der womöglich zu geringen Verstärkung anzusetzen, denn in der Tat arbeitet der Verstärker teilweise im Bereich wo Sie unter 1 ist.


Vielen Dank

abracadabra

BID = 617816

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Ausserdem gibt mir folgendes ein Rätsel auf:
Vielleicht hat dieser Hystereseeffekt etwas mit der Erwärmung des Verstärkers oder des Digitalpotis zu tun, die sich durch den niedrigen Widerstandswert ergibt.

Im übrigen scheint es ja auch so zu sein, dass du das Poti nicht als Spannungsteiler sondern als einstellbaren Widerstand laufen lässt.
Damit ist die von dir geglaubte Linearität hinfällig, denn zu dem Rückkopplungswiderstand kommt noch der inkonstante Übergangswiderstand des "Schleifers" hinzu.

Warum lässt du das Poti nicht wie der Rest der Welt als Teiler für die Eingangsspannung laufen und setzt dahinter einen Verstärker mit definierter und konstanter Verstärkung?


Die Schwingerei tritt jedenfalls ein, wennn, bezogen auf den Eingang, die Phasenverschiebung des rückgekoppelten Signals 90° überschreitet.
Die vektorielle Zerlegung ergibt, dass dann Teile des Signals einer Mitkopplung statt der erwünschten Gegenkopplung entsprechen.
Wenn bei dieser Frequenz noch ausreichend hohe Lerlaufverstärkung vorhanden ist, schwingt die Geschichte eben.
Da du bei geringer Verstärkung besonders viel des Ausgangssignal auf den Eingang zurückkoppelst, treten die Schwingungen eben gerade bei geringen Betriebsverstärkungen auf.

BID = 617820

abracadabra

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Beiträge: 361

Meinst Du soetwas: (siehe Bild)




Da fehlt wohl noch ein Widerstand oder?

[ Diese Nachricht wurde geändert von: abracadabra am 30 Jun 2009 10:54 ]


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