Hardwarefragen: Pull-up und sonstige Elektronikrätsel

[af0815]

Das mit der Spannung lässt sich ganz einfach überprüfen, hänge einfach 2Stück 9V Batterien in Serie, dann hast du 18V und wenn dein Verdacht richtig war geht das Signal dann.

[siro]

Sorry Theo,
laut Datenblatt ist er evtl. tatsächlich nicht dafür geeignet ???
10 bzw. +-5V Volt sollten es wohl schon sein.

Die Idee von af0815 ist supi, 2 Batterien in Serie um die Funktionalität zu prüfen.

Im Simulator macht er es zumindest...Aber Theory und Praxis....
Ich hab leider keinen solchen Chip liegen,

Und mit der Bandbreite ist das so:

Er hat laut Datenblatt eine Bandbreite von 10 MHz
Dies bezieht sich jedoch nur auf eine Verstärkung von 1 (unity gain)
Wenn Du eine Verstärkung von 10 hast, ist die Bandbreite auch 10 mal geringer, also 1 MHz
Bei Verstärkung von 100 demnach nur noch 100 KHz.
Die Grenzfrequenz ist erreicht, wenn von deinem ursprünglichen Pegel nur noch 0,707 übrig bleiben.
Das kommt in der Simulation auch recht gut hin.

Ich habe mir grade mal den Ausgangspegel von meinem ESR Meßgerät angesehen.
Model ST2822E von Sourcetronic
Hier kann ich folgende Frequenzen einstellen:
100Hz 120Hz 1KHz 10KHz 100KHz.
Der Sinus Ausgangspegel beträgt hier jeweils 2 Volt Spitze zu Spitze.

[sstvmaster]

Das ESR Messgerät von ELV arbeitet mit 60kHz und 250mvSS. Mal als Vergleich.

Schönes Projekt theo. Vielen Dank dafür.

[theo]

OK, Danke an alle!

Das mit den 2 Batterien werde ich noch testen. Wobei es dann mit Batterien ja nicht mehr so viel Sinn ergibt.
Wenn ich eh zwei Stück brauche, ist es wohl besser so wie es ist.
Aber in Hinblick auf die Benutzung mit einem Netzteil ist das interessant.

Man muss immer auch im Hinterkopf haben, dass es sich bei diesen ICs um China-Nachbauten handelt (habe ich gemessen) und nicht um die Originale von TI.
Die Funktionieren lediglich "ähnlich", dafür kosten die auch nur -.60 pro 10 Stück.

Die Info mit der Bandbreite ist sehr interessant. Das hatte ich ja gar nicht auf dem Schirm.
Danke Siro. Das werde ich auch prüfen.

[theo]

Das mit der Bandbreite habe ich nun mal getestet.

Siro scheint das richtig zu sehen.

Vielleicht erreichen diese Chips hier die 10MHz Bandbreite auch nicht wirklich.

Verstärkung ca. x2 bei <=100kHz

2_low.png (8.42 KiB) 3232 mal betrachtet

Verstärkung ca. x2 bei >650kHz

2_high.png (10.33 KiB) 3232 mal betrachtet

Die Verstärkung bleibt in etwa konstant.


Verstärkung ca. x10 bei <=100kHz

10_low.png (8.9 KiB) 3232 mal betrachtet

Verstärkung (ursprünglich) ca. x10 bei >650kHz

10_high.png (9.24 KiB) 3232 mal betrachtet

Die Verstärkung bricht massiv ein, von ca. 3V auf ca. 1V. (Achtung: Kanal 1 und 2 haben hier unterschiedliche Spannungsskalen).
An den Elkos kann das nicht liegen?

[six1]

Oh doch! gerade gewickelte Elkos haben einen hohen L Anteil, der dir alles vermiest bei höheren Frequenzen.
Mach mal einen 100nF (220nF, 470nF) MKT parallel zu den Elkos...

[theo]

Das mit der einzelnen Spannungsquelle habe ich jetzt noch mit meinem Netzteil und 12 Volt probiert.
Wenn sonst ich alles so belasse wie mit den 2 x 9 Volt Batterien, kommt da kein Signal durch.
Ein bisschen Geflacker, aber nicht der Sinus welcher reingeht.
Ein bisschen +- bei der Spannungsversorgung oder beim Poti (Verstärkung) ändert daran auch nichts.
Der OpAmp wird dadurch aber nicht geschrottet, er geht nachher wieder mit den 2 Batterien.

[af0815]

Die 741 und ähnliche Konsorten werden klassischer Weise in Audiobereich verwendet. Das geht normalerweise bis maximal 20kHz Analog (bzw. 48kHz Digital). Daher reicht wenn die Grenzfrequenz bei 20kHz liegt. Im (analogen) Radio wird zum Beispiel schon unter 18kHz abgeschnitten, weil dann Träger etc. das Spektrum verwenden.

Meiner Erfahrung nach, sind die Chinaversionen und die 'ursprünglichen' Chips gleichwertig. Vor allen im Audiobereich sind das mittlerweile so einfache Strukturen, das man hoffen muss, das das überhaupt wer noch produziert. Klassische Audiotechnologie, Transistor- und Röhrenbasierend, ist ja fast schon eine ausgestorbene Zunft.

[siro]

Das mit der einzelnen Spannungsquelle habe ich jetzt noch mit meinem Netzteil und 12 Volt probiert.
Wenn sonst ich alles so belasse wie mit den 2 x 9 Volt Batterien, kommt da kein Signal durch.

Das wundert mich jetzt aber doch...
ich hab son Teil nicht da, aber mein Interesse sagt mir:
"Geh zu SEGOR und besorg Dir einen".
Okay das mach ich jetzt mal...

[theo]

Die 741 und ähnliche Konsorten werden klassischer Weise in Audiobereich verwendet. Das geht normalerweise bis maximal 20kHz Analog (bzw. 48kHz Digital). Daher reicht wenn die Grenzfrequenz bei 20kHz liegt. Im (analogen) Radio wird zum Beispiel schon unter 18kHz abgeschnitten, weil dann Träger etc. das Spektrum verwenden.

Ja gut, aber der hier verwendete NE5532 soll eben idealerweise 10MHz können, mindestens bei einer Verstärkung von 1.
Deshalb habe ich den auch ausgewählt, als Verstärker für den Signalgenerator. Darum ging es mir eigentlich.

[theo]

Das wundert mich jetzt aber doch...
ich hab son Teil nicht da, aber mein Interesse sagt mir:
"Geh zu SEGOR und besorg Dir einen".
Okay das mach ich jetzt mal...

Mach dir meinetwegen keine Umstände!
Ich habe das nicht weiter analysiert, weil er ja mit den 2 Batterien erst mal läuft und ich noch andere Tests auf dem Zettel habe.
Vielleicht habe ich auch einen bescheuerten Fehler gemacht.
Aber Danke für dein "Mitfiebern"

[theo]

Oh doch! gerade gewickelte Elkos haben einen hohen L Anteil, der dir alles vermiest bei höheren Frequenzen.
Mach mal einen 100nF (220nF, 470nF) MKT parallel zu den Elkos...

Danke!
100nF habe ich mal probiert (Die anderen Werte habe ich nicht in der Kiste).
Damit geht er eher noch mehr in die Knie.
Irgendwas stimmt hier nicht so ganz...

P.S. Habe noch eine Entdeckung gemacht.
Das Ganze hängt von der Spannung am Eingang ab.
Wenn ich den Signalgenerator auf 200mV einstelle und mit dem OpAmp auf 400 mV verstärke, dann bleibt die Amplitude auch bei Erhöhung der Frequenz stabil.
Mache ich jedoch den SG auf 1 V und den OpAmp auf 2 V, dann bricht die Amplitude bei einer Frequenzerhöhung zusammen.

Was könnte der Grund sein? Mit 2x9 Volt hat er ja wohl genug Saft. Die Sinuswelle ist auch nicht abgeschnitten, sondern schrumpft einfach.

[siro]

Hallo Theo,

ich habe mir natürlich gestern einen bzw. drei NE5532N bei Segor besorgt.

Mich hat das wirklich mal interessiert und man wird ja nicht dümmer dabei.
So habe ich "etliche" Versuche gestern und auch heute schon gemacht,
teils mit ähnlichen, unerklärlichen Phänomenen, die Du auch beschrieben hast.

Aber erstmal Stück für Stück und so einfach wie möglich:

Den OP funktioniert auch mit einfacher Spannungsversorgung.
Dem ist das ziemlich egal, woher er seine Spannung zwischen Versorgung Plus und Versorgung Minus bekommt,
Hauptsache es ist genügend vorhanden...

Habe ihn auch mit einfacher Versorgung von nur 3 Volt betrieben.
Das ist er aber nicht mehr soooo gut würde ich das nennen.
Je geringer die Versorgung, desto ungenauer wird er, so meine Versuche im Gleichspannungsbetrieb.

Die Versuche mit lediglich einem Spannungsteiler am Eingang, damit hinten die Hälfte der Versorgung rauskommt,
hat sich bestätigt.

Laut Datenblatt werden Parameter gerne bei +/- 15 Volt angegeben.
Das habe ich ihm dann auch zur Verfügung gestellt für diverse Tests.
Das ging aber genausogut mit +/- 5 Volt, natürlich auch mit +/- 9 Volt.

Bei meinen Versuchen musste ich auch feststellen, dass die angegebene Bandbreite nicht annähernd erreicht wird
auch nicht bei einer Beschaltung lediglich als Buffer und das
ist von der Versorgungsspannung unabhängig.

Was ich aber feststellen konnte, wie Du auch:
Bei geringen Eingangspegeln geht das noch recht gut, aber bei größeren wird nicht nur die Amplitude begrenzt,
sondern auch das Signal verzerrt.

Hat ne Weile gedauert bis ich auf den Parameter : "slew rate" gekommen bin...

Anstiegsgeschwindigkeit (slew rate):
Hier liegt nämlich das eigentliche Problem, welches wir ja auch gemessen haben.

Dazu habe ich mal ein möglichst steilflankiges Rechteck aus meinem Generator an den Eingang gelegt,
dann die Signalhöhe (Amplitue) schrittweise erhöht.
Der OP ist ja nicht unendlich schnell, es dauert einen Moment bis er am Ausgang den Pegel erreicht,
der Ausgang läuft (mehr oder minder) langsam hoch.

Meine Messungen:
Von 0 Volt auf 1 Volt benötigt er 160ns
Von 0 Volt auf 5 Volt benötigt er 550ns
Von 0 Volt auf 10 Volt benötigt er 950ns

Schaut man sich das Datenblatt an, sieht man, dass es recht gut übereinstimmt:
slew rate wird mit 9 Volt pro Mikrosekunde (typisch) angegeben.
Meiner schafft 10 Volt in 0,95 Mikrosekunden, ist also ein bischen schneller...

slew_rate.jpg (83.95 KiB) 3148 mal betrachtet

Das bedeutet nun, je größer mein Signal(die Amplitude) am Eingang ist, umso verknautschter wird es am Ausgang.
Er kriegt das nicht schnell genug geregelt (den Ausgnang nicht schnell genug hoch oder auch runter.
Bei einem Sinus geht der Ausgang grade noch hoch, dann kommt die Rundung und es geht wieder runter,
aber das schafft er garnicht und dann sieht es aus wie ein verkorkstes Dreieck, wobei die Amplitude auch nicht stimmt.
Bei kleinen Signalen geht das noch, da der Hub nicht so gross ist.

Daher kommt der scheinbare Amplitudenabfall obwohl die Grenzfrequenz noch garnicht erreicht ist.
Die Grenzfrequenz erreicht man also nur bei sehr kleinen Signalen,
hier weis ich jetzt nicht welchen Wert man dafür zur Grunde gelegt hat.
Wer da Info hat, gerne her damit...

Man sieht hier also, dass die eigentliche Grenzfrequenz Pegelabhängig ist.
Dafür habe ich auch gute Informationen im Internet gefunden.
Hier gibt es zum Beispiel einen Rechner.
https://www.changpuak.ch/electronics/Ch ... AMP_01.php

Ich denke die Problematik habe (ich zumindest) jetzt verstanden und hoffe
euch zusätzliche Information geliefert zu haben.

Ein schönes Wochenende.

[theo]

Danke Siro!
Slew rate klingt plausibel!
Ich werde mir deine Informationen noch genauer anschauen und weitere Tests machen.

Nur kurz eine Frage: Hast du einen Originalen IC oder einen China-Nachbau?
Offenbar kann man das leicht testen, indem man einen Diodentest an Pin 2 und 3 macht.
Wenn er nichts anzeigt, ist es ein "Fake". Meine sind Chinaware.
Nur um zu sehen, ob wir die gleiche Ausgangslage haben.

Danke!

[siro]

Coole Sache Theo,
das hab ich ja auch noch nicht gesehen

Ich habe dann vermutlich Originale.
Pin 2 und 3 haben die eingebauten Dioden
und Pin 5 und 6 ebenfalls.