Differnzverstärker mit Tiefpass zweiter Ordnung
Uwe Schoch
ich suche Hinweise um einen Differenzverstärker (V=10) mit einem OP zu
realisieren, wobei gleich ein Tiefpass 2.Ordnung (Transitfrequenz bis
1MHz / -1dB) und ein Offset von UB/2 drin sein soll. Mit der
klassischen Grundschaltung
http://www.e-online.de/sites/slt/0210153.htm und je einem C parallel
zum Rückkoppelwiderstand (R2) und R4 erhält man sehr einfach einen TP
1. Ordnung. Wenn nun R4 an UB/2 statt GND angeschlossen wird, hat man
einen Offset drin.
Aber wie baue ich daraus einen TP 2.Ordnung?
Gruss
Uwe
Rafael Deliano
wohl gar nicht. Abgesehen von Varianten mit 2 OPs die man erfinden
könnte.
* Andererseits kann man vor die Schaltung zwei Stabkerne und einen
"floatenden" Kerko hängen. Die Impedanz muß aber deutlich
niederohmiger
als die der Widerstände sein, sonst hat man Gleichtaktfehler.
* Sollten die Spannungsquellen am Eingang nicht symmetrische
Impedanz haben oder sehr niederohmig sein, hat man die ohnehin.
Vgl deshalb Schaltung Buffern, also 3 OPs. Bei der hat man dann
natürlich wegen hochpoliger RC-Filterei wieder alle Möglichkeiten.
MfG JRD
klaus hinz
Wenn die Güte mit Q=0,5 und ein Innenwiderstand von >1 kOhm o.k. sind
dann hänge doch noch einen RC Tiefpass dahinter. Andernfalls kommst du
um einen 2. OP nicht drum rum.
Gruß
Klaus
Rafael Deliano
oder das Gleichtaktsignal filtern will.
>> je einem C parallel zum Rückkoppelwiderstand (R2) und R4 erhält man
>> sehr einfach einen TP 1. Ordnung.
Für das Differenzsignal würde Kerko parallel zum
Rückkopplungswiderstand genügen.
> zwei Stabkerne und einen "floatenden" Kerko
Diese Schaltung filtert das Differenzsignal.
Für das Gleichtaktsignal wären es konventionell
zwei LC Filter, also Kerkos gegen Masse.
Auch eine Mischung aus beiden Varianten ist denkbar,
als 2 Stabkerne, 3 Kerkos. Verschlechtert aber wohl beide Funktionen.
MfG JRD
Bernd Mayer
es gibt sicher mehrere Möglichkeiten. Eine die mir direkt einfällt ist,
einen Opamp zu verwenden dessen Bandbreite über ein Steuersignal
eingestellt werden kann. Je nach Anforderungen an die Präzision des
Tiefpasses kann es möglicherweise auch ausreichen einen Opamp zu
vewenden der eh eine Grenzfrequenz von 1 MHz bei der passenden
Verstärkung hat.
Nach der Analyse von Filterschaltungen lässt sich das sicher auch direkt
und präzise in die Differenzverstärkerschaltung integrieren.
HTH
Bernd Mayer
--
Fragen die sich wiederholen werden schnell langweilig
klaus hinz
> einen Opamp zu verwenden dessen Bandbreite über ein Steuersignal
> eingestellt werden kann. Je nach Anforderungen an die Präzision des
> Tiefpasses kann es möglicherweise auch ausreichen einen Opamp zu
> vewenden der eh eine Grenzfrequenz von 1 MHz bei der passenden
> Verstärkung hat.
Hallo Bernd,
ich schätze das geht nicht, du würdest das gefilterte auf den [inv
input] rückkoppelm und der [noninv input] geht dabei leer aus. das
sieht dann vom verhalten der schaltung scheußlich aus. dann hätte man
den [inv imput] gleich wie einen TP 2. Ord. beschalten können,
gleichen probleme
es sei denn man nimmet gleich einen differenzverstärker mit
einstellbarer bandbreite, der hat intern min 3. OP's wobei man die
beiden eingangsop's dann frquenzmäßig behandeln müsste, ich weiß nicht
ob es das integriert schon gibt.
gruß
klaus
Harald Wilhelms
Hallo Uwe,
im Buch Halbleiterschaltungstechnik von Tietze/Schenk gibt es da
mehrere Vorschläge, die man allerdings schlecht in ein paar Sätzen
wiedergeben kann. Dieses Buch müsste man aber in jeder besseren
Leihbücherei finden können. Es bleibt aber das Problem, das OP´s,
die Als Filter benutzt werden, oft keine idealen Eigenschaften mehr
haben. (unendlich kleiner Ausgangswiderstand, unendlich grosser
Eingangswiderstand.)
Gruss
Harald
Uwe Schoch
dieses spezielle Problem hab ich da allerdings nichts gefunden.
Ich hab nun folgendes ausprobiert:
+------+---------------+
| | |
\ --- |
R2 / ---C2 |
\ | |
/ | |
| R3 | |
O-\/\/-+-\/\/-+ |
R1 | | UB |
--- | ^ |
C1--- | | |
| | +\ | |
| | | \| |
--- | | \ |
- +--+ - \ |
| >---+---O
- +--+ + /
--- | | /
| | | /|
| | +/ |
--- | ---
C1--- | -
| R3 |
O-\/\/-+-\/\/-+
R1 | |
\ ---
/ ---C2
R2 \ |
/ |
| |
+--+---+
|
|
V
UB/2
In PSPICE funzt die Schaltung und tut, was ich will.
Gruss
Uwe
Rafael Deliano
Der passive Zweig sind zwei kaskadierte 1pol TP.
Zwei 1pol Filter sind nicht unbedingt 1 2pol Filter.
> In PSPICE
Da sind die Gleichtaktfehler der OPs besonders niederig und
die 0,01% Kerkos und Widerstände besonders leicht zu bekommen.
MfG JRD
Norbert Hahn
>Danke für die Infos. Tietze Schenk ist mir natürlich bekannt, für
>dieses spezielle Problem hab ich da allerdings nichts gefunden.
>Ich hab nun folgendes ausprobiert:
Vielleicht könnten wir besser helfen, wenn wir noch ein paar
Rahmenbedingungen hätten, z.B. Ausgangsimpedanz zur Hilfe bei
der Überlegung, ob man da nicht einen einfachen RC-TP anbringen
kann und der OPamp nur einen TP 1.Ordnung realisieren muss.
Welches Gleichtaktsignal darf da erwartet werden?
Frequenzgang von selbigem?
Wie soll/muss das gefiltert werden?
Quellimpedanz?
Rauschen?
Ich habe bestimmt noch viel hier nicht genannt.
Norbert
Uwe Schoch
Das Gleichtaktsignal ist 0-5VDC mit den üblichen (?) Störungen
(geschirmtes Kabel). Quellimpedanz ca. 100-200 Ohm. Eigentlich möchte
ich nur die Flankensteilheit begrenzen, wobei ich mit einem TP
1.Ordnung dabei schon zu stark das Nutzsignal dämpfte.
Bernd Mayer
>
> On Thu, 13 Mar 2003 18:15:31 +0100, Norbert Hahn
> <ha...@hrz.tu-darmstadt.de> wrote:
> >Vielleicht könnten wir besser helfen, wenn wir noch ein paar
> >Rahmenbedingungen hätten, z.B. Ausgangsimpedanz zur Hilfe bei
>
> Das Gleichtaktsignal ist 0-5VDC mit den üblichen (?) Störungen
> (geschirmtes Kabel). Quellimpedanz ca. 100-200 Ohm. Eigentlich möchte
> ich nur die Flankensteilheit begrenzen, wobei ich mit einem TP
> 1.Ordnung dabei schon zu stark das Nutzsignal dämpfte.
Hallo Uwe,
ich überlege gerade, ob Du mit Flankensteilheit die Slewrate (V/µs)
meinst oder die Anstiegszeit (von 10 % auf 90 % eines Impulses).
Die Slewrate kann in gewissem Rahmen einfach durch die Wahl eines Opamps
eingestellt werden, sonst auch durch eine Stromquelle auf einen
Kondensator. Durch Wahl der Grenzfrequenz eines Filters 1. Ordnung kann
man auch bestimmen wie stark das Nutzsignal im interessanten
Frequenzbereich gedämpft wird. (Als Faustregel habe ich mir mal gemerkt,
dass bei 1/7 der Grenzfrequenz der Fehler 1% beträgt - IIRC) Ein Filter
2. Ordnung dämpft das Nutzsignal ja auch. Selbst der Opamp hat ja keinen
ideal linealglatten Pegel am Ausgang.
Mit welchem Opamp hast Du die Simulation durchgeführt?