spanningsdeler met opamp

Hallo allen,
mijn laatste vraag op dit forum laat wel zien dat ik een echte beginner ben.
Toch werd ik goed geholpen. Daarom durf ik mijn volgende vraag hier ook te plaatsen.

Voor het maken van een schakeling wordt gebruikgemaakt van een dubbele voeding. (alsof je twee batterijen achter elkaar schakelt en behalve de optelsom ook op het verbindingsstuk tussen de batterijen aansluit.)
Hiervoor wordt een CA 3130 gebruikt. In de gebruiksaanwijzing staat dat als ik de schakeling aansluit op de 5 V (van een arduino ik tussen aarde en pin 6 2,5 V moet meten. Dit is echter nog geen 0,5 V

Zowel het door mij (na)getekende deel schema als de door mij getekende print opstelling zijn in de bijlage te vinden.

Het lukt mij niet om een fout te vinden. Misschien dat één van jullie ziet wat het probleem is?

Thevel

Golden Member

Welke spanning meet je tussen de aarde en pen3?

Op 23 oktober 2020 22:46:06 schreef grote prutser:
Hallo allen,
mijn laatste vraag op dit forum laat wel zien dat ik een echte beginner ben.
Toch werd ik goed geholpen. Daarom durf ik mijn volgende vraag hier ook te plaatsen.

Voor het maken van een schakeling wordt gebruikgemaakt van een dubbele voeding. (alsof je twee batterijen achter elkaar schakelt en behalve de optelsom ook op het verbindingsstuk tussen de batterijen aansluit.)
Hiervoor wordt een CA 3130 gebruikt. In de gebruiksaanwijzing staat dat als ik de schakeling aansluit op de 5 V (van een arduino ik tussen aarde en pin 6 2,5 V moet meten. Dit is echter nog geen 0,5 V

Zowel het door mij (na)getekende deel schema als de door mij getekende print opstelling zijn in de bijlage te vinden.

Het lukt mij niet om een fout te vinden. Misschien dat één van jullie ziet wat het probleem is?

Even er van uitgaan dat je printje geen fouten heeft:
In de datasheet van de CA3130 staat dat onder 25graden C, de opamp niet meer goed werkt op 5 Volt.
Deze kan dat bijv wel NJM2115
https://www.njr.com/electronic_device/PDF/NJM2115_E.pdf
Zoek eens op low operating voltage op-amp.

tussen aarde en pen 3 meet ik trond de 2,5 V (schommelt wel een beetje)

Thevel

Golden Member

Op 23 oktober 2020 23:05:45 schreef buzzy:
In de datasheet van de CA3130 staat dat onder 25graden C, de opamp niet meer goed werkt op 5 Volt.

Ik lees in verschillende datasheets werking vanaf 4V.

Ha grote prutser,

Ik denk dat je een foutje maakt met de dubbele voeding en de gemeenschappelijke verbinding in combinatie met de spanningsdeler !
Daarom een tekening

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Sine

Moderator

@Henk,
De ts heeft geen dubbele voeding, maar wilt die maken uit een enkele.

Ik vermoed dat dit opampje niet de meest geschikte is, onder de 8.5V enkele voeding begint het ding problemen te krijgen.

-edit-
Volgens de datasheet moet het *net* kunnen met +-2,5V. Dat is meteen ook op het randje van wat het ding kan.

[Bericht gewijzigd door Sine op 24 oktober 2020 00:24:02 (23%)]

Ha Sine,

Verkeert begrepen :+
Dan is het schema van @TS goed wel een ontkoppel C op de voeding gebruiken.
De voedingsspanning mag 5 V zijn !

Groet,
Henk.

[Bericht gewijzigd door electron920 op 24 oktober 2020 00:24:07 (12%)]

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Thevel

Golden Member

Op 24 oktober 2020 00:11:12 schreef Sine:
Ik vermoed dat dit opampje niet de meest geschikte is, onder de 8.5V enkele voeding begint het ding problemen te krijgen.

Dan klopt het schema op de site ook niet (daar wordt ook 4V opgegeven)

Sine

Moderator

@Thevel
4V is ERG optimistisch, ik zou hem bij 5 al niet meer gebruiken, 4V is buiten spec.

At total supply voltages somewhat less than 8.3V, zener diode Z1 becomes nonconductive [knip] This variation results in deterioration of the power-supply-rejection ratio (PSRR) at total supply voltages below 8.3V. Operation at total supply voltages below about 4.5V results in seriously degraded performance.

Maar ondanks dat zou de constructie van de TS grofweg 2,5V moeten maken.

.

[Bericht gewijzigd door ohm pi op 24 oktober 2020 01:42:23 (99%)]

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
fatbeard

Honourable Member

Als ik de datasheet lees krijg ik twijfels over het correct functioneren van het bias circuit op 5V. Het is geheel mogelijk dat de ingangstrap dan niet meer symmetrisch gebiast is, waardoor de uitgang vastloopt tegen een van de voedingsaansluitingen (in dit geval dus GND).
De CA3130 is gewoon niet geschikt voor deze toepassing, dat sommige exemplaren het wel doen is puur toeval.

Een betere keuze is dan bijvoorbeeld de TL071, al zijn er (veel) betere opamps voor deze toepassing te vinden (die meer capacitieve belasting kunnen verdragen en meer stroom kunnen leveren).
Ik meen me vaag te herinneren dat een van de fabrikanten er een speciale chip voor heeft gebakken.

zoek-zoek-zoek ... PING

Dat was Texas Instruments, de TLE2426 “rail splitter”...

@grote prutser: Euh... Ga je ons verlaten (laatste vraag)? :+

TOEVOEGING
De CA3140 is een ander beest, die wordt opgegeven voor toepassing tot 4V (waarmee de schakeling op de site is gered).

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Als je 2.5Volt wilt maken is een TL431 veel beter.

Guus@Sint-Michielsgestel

Dank voor al diegenen die zich hebben ingespannen voor mij!
ik heb alle opmerkingen gelezen en geprobeerd wat er gebeurd als de voeding een 9V batterij is. je zou verwachten dat dit voldoende moet zijn om aan alle specks te voldoen.
helaas gaf dit geen 4,5V tussen aarde en pin 6. ook nu lijkt de schakeling niet te werken.
volgens mij is dan toch het meest waarschijnlijke dat er een fout in de bouw van de schakeling zit.
ik zal vanavond nog een nieuwe poging doen deze te bouwen. om het mezelf makkelijker te maken zal ik de print gelijk ook wat ruimer opzetten.

Ha grote prutser,

Niet vergeten om een ontkoppel condensator aan de voeding te hangen 4,7 µF of daaromtrent.
Heb net een testje gedaan met 10 exemplaren geen probleem en de CA3130 werkt bij 3 V op zijn sloffen :D

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 24 oktober 2020 10:36:51 schreef grote prutser:
Dank voor al diegenen die zich hebben ingespannen voor mij!
ik heb alle opmerkingen gelezen en geprobeerd wat er gebeurd als de voeding een 9V batterij is. je zou verwachten dat dit voldoende moet zijn om aan alle specks te voldoen.
helaas gaf dit geen 4,5V tussen aarde en pin 6. ook nu lijkt de schakeling niet te werken.
volgens mij is dan toch het meest waarschijnlijke dat er een fout in de bouw van de schakeling zit.
ik zal vanavond nog een nieuwe poging doen deze te bouwen. om het mezelf makkelijker te maken zal ik de print gelijk ook wat ruimer opzetten.

Hang er ook eens een scope aan, om te controleren of de zak niet op een of andere manier gaat oscilleren. Dat geeft op een dvm ook rare spanningen.

@TS, iemand vroeg hierboven wat je op pin 3 meet. Dat heb je nog niet beantwoord terwijl het m.i. de beste opmerking uit het hele topic is. Dus, wat staat er? Staat er ook voeding op de opamp, en is gnd goed aangesloten?

PS, je benadrukt wel heel erg dat je beginner, prutser en vooral een domoor bent. Niet doen, nergens voor nodig. Dat je beginner bent zien we wel uit je vraag en is ook niet belangrijk om te vermelden. Onzekerheid kun je aan werken. Tot zover basiscursus thuispsychologie O-)

[edit] oww, was wel beantwoord zie ik net. Overheen gelezen blijkbaar.

"We cannot solve our problems with the same thinking we used when we created them" - Albert Einstein
Thevel

Golden Member

Op 24 oktober 2020 01:53:50 schreef fatbeard:
TOEVOEGING
De CA3140 is een ander beest, die wordt opgegeven voor toepassing tot 4V (waarmee de schakeling op de site is gered).

Ik zie het nu pas dat ik op het minuscuul kleine plaatje uit de startpost de CA3130 heb aangezien als de CA3140....

Op 23 oktober 2020 23:33:34 schreef grote prutser:
tussen aarde en pen 3 meet ik trond de 2,5 V (schommelt wel een beetje)

Moet gewoon heel stabiel zijn, Het is een spanningsdeler waarop een zeer hoogohmige ingang is aangesloten.
Vermoedelijk oscilleert de boel. Zet een een elco over de voeding en verwijder de terugkoppel c. Die laatste is niet persé nodig.

MCP601 is rail-to-rail en geschikt voor 5v...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Fatbeard heeft gelijk, dit is geen geschikte opamp, want hij is ongecompenseerd. De CA3130 is niet 'unity-gain stable', wat betekent dat hij niet werkt als je de uitgang direct met inverterende ingang verbindt (tenzij je een condensator van ≥47pF tussen pin 1 en 8 verbindt, maar ik zou die route niet bewandelen als het niet nodig is). Probeer eens de genoemde CA3140 of iets als een halve LM358 of een TLC271, die laatste is geschikt voor lage spanning en als je pin 8 aan de positieve voedingsspanning verbindt is hij meteen zo traag dat je niet snel stabiliteitsproblemen krijgt.

Waar dient C2 voor? Het lijkt er op alsof iemand heeft geprobeerd een compensatiecondensator toe te voegen, maar dat werkt alleen als je dat naar de inverterende ingang doet, wat niet kan in een 'unity gain bufffer'. Nu genereert dat alleen een positieve feedback en de schakeling zal niet stabiel zijn. Ik vermoed dat dit (naast de keuze voor de opamp) deel van het probleem is. Wie heeft dit component bedacht?

@electron920: Dat schema van jou is raar, de TS wil in een Arduino context van 5V een 2,5V punt maken, niet het massapunt van een 2x5V voeding dupliceren. Waarom zou je dat willen?

@electron920: Foei zo'n lelijk schema wat je gepost hebt. Een slecht voorbeeld voor beginners.
Wat dat betreft is het schematje wat de TS gepost heeft veel beter.

De spanningen staan beide op zijn kop getekend en ik moest 5 keer kijken wat er staat.

Dat schematje van electron920 is trouwens een symmetrische voeding.(@sine dus GEEN dubbele voeding, laten we even puristisch blijven)

Wat de TS denk ik wil is een asymmetrische voeding gebruiken.

Beter in deze toepassing is een zgn rail-to-rail opamp want de meeste symetrische opamps zijn maar geschikt voor +/-3V dus minimaal 6V assymetrisch en die kunnen niet volledig uitsturen tot + en -. (Zie Arco zijn post)

Verder zie ik in het schematje van de TS een C-tje tussen de output en de +ingang, dan gaan bij mij de alarmbellen af: Meekoppeling, dus kan instabiel zijn.

Henri's Law 1: De wet van behoud van ellende. Law 2: Ellende komt nooit alleen.

Ha henri62,

Was misschien al iets te laat maar...... de spanningen op zijn kop :?
Alleen die condensator slaat nergens op deze moet @TS ook weg laten 8)7
Belangrijk is de voeding goed ontkoppelen daar je de voedingsspanning van het IC ook voor de ingangsspanning gebruik !
Dat van de symmetrische spanning was verkeert begrepen aan mijn kant maar daar heeft @Sine mij al op gewezen zie bericht dus...... misschien ook nog niet helemaal wakker :z ;)

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Fout is vrij simpel.
Als TS geen sluiting tussen de baantjes kan vinden, de spanning op pen 3 is 2,5V en er is geen sluiting op de uitgang dan is het IC stuk. Een vers IC doet wonderen.
Voor degenen die denken dat de condensator tussen uitgang 6 en plusingang 3 voor een (ongewenste) meekoppeling zorgt, die hebben het allemaal mis.
De condensator zit namelijk tussen de ingangspennen 2 en 3 van de opamp. Elke spanningsvariatie op ingang 2 wordt onverzwakt doorgegeven aan ingang 3. (Heel ruw gezegd). Oscillatie is daardoor niet mogelijk. Ik geef toe, het is een hele lelijke 'oplossing' tegen oscilleren.

Op 24 oktober 2020 13:11:41 schreef henri62:
Beter in deze toepassing is een zgn rail-to-rail opamp .

Wat is de zin van een rail-to-rail opamp? De uitgangsspanning zit altijd precies tussen de beide voedingsspanningen in. Elke waaibomenopamp voldoet als de minimum voedingsspanning maar 5V is.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Die laatste kan ik beantwoorden. Vele niet-rail-to-rail opamps die doen bijvoorbeeld maar tot 2V vanaf de negatieve voeding en 3V vanaf de positieve voeding. Het 2.5V gebied zit dan in 1 van de "werkt niet goed" gebieden. Beetje ouderwets om zulke grote niet-bruikbare gebieden te hebben, maar CA31xx klinkt me oud in de oren. ("Rings a bell", volgens mij heb ik er een opgeblazen (dak d'r af) rond 1987).

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/