spanningsdeler met opamp


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/

Op 24 oktober 2020 18:45:06 schreef ohm pi:
Fout is vrij simpel.

Niet dus, de opamp is niet de juiste, en de schakeling is niet de juiste. Een CA3130 is niet stabiel met een versterking van één omdat hij geen compensatie heeft ingebouwd, die moet je toevoegen als je die nodig hebt:

Verder is de schakeling niet juist omdat er een meekoppeling is ingebouwd, zonder de condensator tussen pin 6 en 3 komen we al in de richting van iets zinvols. Vervang de opamp met:

Op 24 oktober 2020 12:47:03 schreef Kruimel:
de genoemde CA3140 of iets als een halve LM358 of een TLC271

De suggestie dat dit komt door een fout in de opbouw is misleidend, er zitten fundamentelere fouten in dit ontwerp.

Waar komt dit ontwerp vandaan?

Op 24 oktober 2020 19:42:31 schreef Kruimel:
[...]Niet dus, de opamp is niet de juiste, en de schakeling is niet de juiste
....
Waar komt dit ontwerp vandaan?

Dat zou ik ook willen weten. Ik zie iets met 'Arduino' staan, dus het zal wel van een vage Arduino-site zijn. Daarom kan ik het me niet voorstellen dat deze schakeling niet zou werken. Die Arduino-jongens hebben dit ding gebouwd en anderen zullen deze schakeling ook wel nagebouwd hebben. Was het echt een problematisch ding, dan zou hij wel van de site verdwenen zijn.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

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.

Zelfspot is geen uiting van onzekerheid maar juist van groot vertrouwen in jezelf en het besef dat je niet alles weet en je ook nooit alles kan weten tenminste zo werkt dat voor mij.

Was het echt een problematisch ding, dan zou hij wel van de site verdwenen zijn.

dus het zal wel van een vage Arduino-site zijn.

Beetje een vage redenatie. Internet staat vol met vage niet werkende schakelingen die er in de eerste plaats al niet eens hadden mogen bestaan. Daarnaast zijn er maar zeer weinig websites die ook actief niet werkende schakelingen weghalen na klachten en een vage site zou dat niet doen.

[Bericht gewijzigd door benleentje op 24 oktober 2020 20:08:38 (34%)]

Ha benleentje,

Daar heb je een punt voor wat het net betreft en al die filmpjes heb ik het ook niet zo op :(
Ik wacht maar weer even op @TS ik geloof dat hij het opnieuw zou bouwen.
Maar zoals ik vanochtend al schreef ik heb er even 10 in een voetje geprikt geen probleem let even op pin 8 de strobe dat die zoals gewoonlijk niet zweeft en de voeding ontkoppelen.
Nu net nog 5 in metalen huisje van Harris geprobeerd geen probleem dus ik wacht maar even op @TS.....

Groet,
Henk.

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

Op 24 oktober 2020 20:37:33 schreef electron920:
.. let even op pin 8 de strobe dat die zoals gewoonlijk niet zweeft .

Waar moet pin 8 dan op aangesloten worden?

[Bericht gewijzigd door ohm pi op 24 oktober 2020 21:19:42 (67%)]

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Op 24 oktober 2020 20:37:33 schreef electron920:
let even op pin 8 de strobe dat die zoals gewoonlijk niet zweeft

Wait whut? :? Let er op dat die wel zweeft, want als je die omhoog of omlaag trekt gaat de uitgang (in tegenfase) mee. Als je pin 8 op iets aansluit anders dan een compensatienetwerk ben je volgens mij nergens. Check even die datasheet en de screenshot die ik in mijn vorige post bijvoegde, want als we nu alleen maar onjuiste informatie blijven spuien wordt de schakeling er niet beter op.

Ha ohm pi,

Voorop gesteld dat we niet weten wat nu het probleem van @TS is..... ik verwacht een niet helemaal correcte manier van opbouw maar daar gaat hij mee aan de slag.

Pin 8 verbind ik standaard met pin 1 dit om bij het inschakelen meer fase ruimte te creëren...... maar als je last heb van oscilleren wat ook in een buffer kan plaatsvinden is het heel vaak de capaciteit aan de uitgang.
Vaak wordt hier een foute beredenering gehanteerd als je een kleine beetje capaciteit aan de uitgang ondervindt maar de fase ruimte wordt te klein plaats er dan een grotere condensator bij als je het kan velen qua bandbreedte!

Groet,
Henk.

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

Op 24 oktober 2020 22:32:01 schreef electron920:
Ha ohm pi,

Pin 8 verbind ik standaard met pin 1 dit om bij het inschakelen meer fase ruimte te creëren......

Groet,
Henk.

Via een condensator neem ik aan.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Ha ohm pi,

Ja sorry ik zit op een klein schermpje te pielen :D een kleine condensator waarde is niet belangrijk ergens 15.....68 pF het gaat er om dat je die pin niet een of andere parasitair signaal laat oppakken en om wat fase ruimte te creëeren....... en dit is dan eigenlijk alleen van belang tijdens het inschakelen.
Baat het niet dan schaad het niet :7
Maar dat kan niet het probleem zijn als ik vanochtend 10 pdip pak en van middag 5 metalen huis en ik krijg van 5 V voedingsspanning 2,52 V aan de uitgang is het voor mij eigenlijk klaar en wacht ik even op @TS ;)

Groet,
Henk.

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

@electron920 heb je dan bij alle 15 testen steeds de compensatie condensator gebruikt? En wat doet de schakeling zonder?

Ha benleentje,

Ga ik morgen proberen laat ik even weten ik verwacht dat het niets uitmaak maar er hangt verder niets aan mijn voeding.
Wat zou kunnen @TS zit weer in de buurt van een of andere controller Arduino of zo iets dat de uitgang vast loopt tegen een van de voeding rails.
De reden dat ik in mijn eerste replay aangaf ontkoppel de voeding heeft daar mee te maken ik ken de opbouw niet.

Groet,
Henk.

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

Komaan jong, even wakker worden en de datasheet lezen... De CA3130 is een ongecompenseerde opamp!!! Als je eerst een fout schema tekent en het vervolgens test met een onvermelde extra condensator dan ben je iedereen in verwarring aan het brengen. Ook niet zeggen dat de waarde niet belangrijk is, want dat is hij wel. :(

Kortom: het is geen geschikte opamp voor de toepassing, en het is geen goed schema.

Na opnieuw de print opgebouwd te hebben (nu iets ruimer opgezet zodat alles makkelijker te overzien is. werkt de schakeling. (meet net geen 2,5 V over aarde en pin 6 maar dat maakt niet uit.)

conclusie: schema werkt in ieder geval met de exemplaren onderdelen die ik gebruikt heb. oorzaak was waarschijnlijk een verkeerde uitvoering van de print door te krap te willen bouwen.

Dank aan allen die me hebben geholpen!

Ha Kruimel,

Ik moet je teleurstellen ;( heb net nog een testje voor @benleentje gedaan zonder condensator en werkt prima :P
Het gaat op dit moment te ver om uitleg te doen maar een CA3130 is 35 jaar jong en wordt waarschijnlijk alleen nog maar in China gemaakt... goed dat maakt niet uit.

De genoemde condensator analyseer het schema van de Op-amp is alleen een voorzorg maatregel bij het opstarten.
Als je echt gebruik wilt maken van de exacte functie van de fase compensatie ja dan kan je waarde van enig belang zijn maar..... stel je er niet te veel van voor ;(

Ps, @grote prutser,

Mooi te lezen dat je de fout heb kunnen traceren....... de reden dat ik het testje aan deze kant gedaan heb is omdat dit wel heel weinig componenten zijn in de basis drie ( dat wil niet zeggen dat er geen problemen kunnen ontstaan ) maar ik was enigszins verbaast :?
Maar zoals ik al voorstelde laten we even wachten op de reactie van jou.... bedankt voor het antwoord van de oplossing.

Groet,
Henk.

[Bericht gewijzigd door electron920 op 25 oktober 2020 14:30:15 (26%)]

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

Tja, ik ga niet argumenteren tegen resultaten, maar je houdt het idee in stand dat het een zinvol idee is een ongecompenseerde opamp te gebruiken zonder externe compensatie met een gain van 1. Het is gewoon een inherent foute ontwerppraktijk en eentje die je niet in stand moet houden. Zeker omdat ongecompenseerde opamps helemaal niet zo alledaags zijn is het een rare keuze.

Dat het op 5V wel werkt zal niet geheel toevallig zijn, de instelstroom is gebaseerd op een zener van 8,3V en zal onder een volt of 10 a 12 afnemen met de voedingsspanning. De gain van de eerste en tweede trappen zijn om die reden lager onder die grenswaarde. Dan hebben we de uitgangstrap nog, dat is geen sourcevolger is maar een inverterende topologie. De versterking daarvan zal ook sterk schalen met voedingsspanning, waardoor de versterking van je opamp verandert in een hoopje ellende als die daalt. Als je afhankelijk bent van het afnemen van de versterking via ongedocumenteerde mechanismen (je kunt uit deze datasheet niet opmaken hoe deze eigenschappen schalen met voedingsspanning) dan weet je dus niet of en wanneer je opamp stabiel is.

Misschien steek ik er nu teveel energie in om hier een punt te maken, maar ik wil niet dat als iemand dit topic ooit tegen komt om een schakeling te maken hij denkt dat hij een versterking van één moet maken met een CA3130. Ik ga me in elk geval niet laten afserveren met de suggestie dat ik "het schema moet analyseren", want dat heb ik gedaan en mijn argumenten daar op gebaseerd. Een ongecompenseerde opamp heeft zijn plek, niet hier.

Wat betreft de leeftijd van de CA3130 heb je gelijk: dit is technologie van een halve eeuw oud toen je een ongecompenseerde opamp nog wel kon gebruiken omdat je dan kon profiteren van een hogere slew-rate die je niet op een andere manier kon verkrijgen. Ze zijn nu moeilijker om aan te komen, en als ze uit China komen is het waarschijnlijk een gerebrande gecompenseerde opamp die gewoon wat sneller is waardoor je alle problemen met fase-ruimte niet snel zal hebben.

Hier nog even het interne schema voor hen die dit later lezen en willen weten waar ik mijn conclusies over ruststroom op baseer:

Op 25 oktober 2020 15:32:12 schreef Kruimel:
Het is gewoon een inherent foute ontwerppraktijk en eentje die je niet in stand moet houden.

Daar heb je gelijk in. Het is een ontwerp van een vage Arduino-site, dus wij kunnen er niks aan doen. Dat IC werkt (toevallig) kennelijk in die configuratie. Hoe goed hij in die configuratie werkt kom je niet achter zonder metingen.

Zeker omdat ongecompenseerde opamps helemaal niet zo alledaags zijn is het een rare keuze.

Mij is vroeger verteld dat de compensatiecondensator in het IC nogal wat chipsoppervlakte nodig had. Vandaar dat de opamps in die tijd altijd een externe compensatiecondensator nodig hadden. De 741 was in die tijd een van de weinige IC's die een interne condensator had. Ik vond dat IC 'lekker gemakkelijk'. Kennelijk zijn in moderne opamps meestal de frequentiecompensatiecondensator mee geïntegreerd.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Geen idee wat de exacte overweging is geweest, dit was voor mijn tijd. Vermoedelijk is dit zo een soort probleem dat met het ontwikkelen van de technologie minder groot is geworden. Een kleine transistor heeft waarschijnlijk minder compensatie nodig, en een kleinere afstand tussen de platen die een modernere technologie toestaat zal de capaciteit tegelijkertijd vergroten (al moet ik bekennen dat ik geen idee heb hoe ze condensatoren in silicium maken). Het zal ook geen sinecure zijn om de capaciteit van een setje eerste generatie MOSFETs aan te sturen. De markt voor het exact afstellen van de feedback loop van de opamp zal misschien niet de primaire drijvende kracht zijn geweest achter de ongecompenseerde opamp.

schakeling opnieuw opgebouwd. Nu werkt hij wel!
Dank aan allen die hebben mee gedacht.

Hehe, gewoon nog een keer posten :-) De heren experts vergeten gewoon dat er een vraagsteller is en babbelen gewoon verder.

Paar opmerkingen:
- Je zegt steeds dat je over 0 en punt X gemeten hebt. Dat het tegen de 0 is (of gnd, nul, massa) hoef je eigenlijk niet te noemen, dat is vanzelfsprekend.
- Heb je nou een echte print gemaakt voor deze schakeling? Zo ja, waarom niet op breadboard? Op zo'n prikbordje kun je makkelijk even iets opbouwen, veranderen, en weer afbreken. Desnoods bouw je daarna, als je weet hoe het moet, een echte print. Ik zou het dan op gaatjesprint bouwen trouwens.

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

Je zegt steeds dat je over 0 en punt X gemeten hebt. Dat het tegen de 0 is (of gnd, nul, massa) hoef je eigenlijk niet te noemen, dat is vanzelfsprekend.

Verbaast me een beetje dat je datzegt. Heel vaak zegt men ik heb 3,234V gemeten op punt X, en dan word er steedvast daarna gevraagd over welke 2 punten. Dus wat TS doet is perfect, het is wat extra type werk maar gewoon correct en dat moet je niet ontmoedigen maar aanmoedigen. _/-\o_ _/-\o_ _/-\o_

Wat voor veel mensen vanzelf sprekend is kan juist op een forum voor heel veel verwarring zorgen. Neem nu elektron920 pas na een paar keer vragen kwam na boven dat hij steeds met een compensatie condensator had getest.