wow Andreas,
mein Glückwunsch.
Wie hast Du die Stromversorgung ausgelegt ?
Kennlinienschreiber 2.0 für Halbleiter (DL4JAL)
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Hallo Uwe,
vielen Dank. Die Stromversorgung erfolgt hier aus einem Labornetzteil mit +/-15 V-Ausgang. Ich bin aber noch am überlegen, ob ich den Trafo+Regler einbaue, wahrscheinlich - ja. Auf die OPV´s von AD habe ich verzichtet, hier sind 081/082 und OP07 verbaut, im Leistungstreiber auch Schottky-Dioden.
73, Andreas
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Hallo Andreas,
schön dass dein KLS nun nicht mehr schwingt. Dein Bild werde ich in die nächste Baumappe mit aufnehmen. Kann es sein, dass die 081/082 schwingen, weil sie zu schnell für die original Schaltung/Layout sind? Bei meinem Aufbau verwende ich nur die 820/822 und kann keine Schwingneigung entdecken.
In seinem Originaldokument beschreibt Andreas, dass die drei Messstrippen direkt am DUT mit jeweils 100nF nach Masse abgeblockt werden. Vielleicht ist dieser Hinweis wesentlich, wenn man auf Probleme stößt. Ich habe bei mir jeweils 47nF gewählt und sie zur Sicherheit gleich eingebaut. Die von Günter theoretisch ausgearbeiteten Varianten habe ich bei mir nicht verbaut - nur das was im BTB beschrieben worden ist.
Könntest du bitte meine Abgleichanleitung auf Fehler überprüfen?Grüße Jörn
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Kann es sein, dass die 081/082 schwingen, weil sie zu schnell für die original Schaltung/Layout sind?
Die Frage könnte man etwas anders stellen. Ein Verstärker schwingt nicht, weil er zu schnell oder zu langsam ist. Ein Verstärker schwingt, wenn die Phasendrehung des rückgekoppelten Signals 180 Grad erreicht, so lange die Open Loop Verstärkung noch >/= 1 ist. Operationsverstärker haben in der Regel eine konstante Phasendrehung die etwa um 90° liegt, die aber dann einer bestimmten Frequenz weiter absinkt .Ein OP ist in der Regel durch interne RC-Glieder auf eine definierte Phase-Margin vor Erreichen seiner Transitfrequenz kompensiert (Unity Gain Stable). Die Phase Margin (= die Resevere der Phasendrehung vor 180° bei Verstärkung 1) soll für stabilen Betrieb mindestens 45°, besser mehr betragen.Im Falle der Leistungsendstufe kommt zu der Phasendrehung des OP, die Phasendrehung der Endstufe hinzu. Und je nach kapazitiver Belastung, Verhalten der Endstufentransistoren und deren Kapazitäten addieren sich zusätzliche Phasendrehungen, die dann letztendlich in ihrer Summe zu den gefährlichen 180° in der Gegenkopplung aufsummiert werden.
Die Frage ist also, ob die Phase Margin des verwendeten OP zusammen mit den Phasendrehungen der Endstufe noch genügend Phase-Margin lässt, dass die Bedinung für eine Oszillaton nicht erreicht wird. Der Blick allein nur auf den OP ist zu kurz.
73, Günter
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Hallo Günter,
kann man die Phasendrehung eigentlich messen, damit man abschätzen kann, wie nahe man sich an einer Schwingneigung befindet? Wie würdest du eine Schwingneigung kompensieren?
Grüße Jörn -
Ich könnte mir eine Betrachtung der Sprungantwort mit dem Oszillografen als Beurteilung vorstellen.
Grundlegendes zur Problem der Phase Marging und der Kompensation indet sich hier:
TI Buch OPAmp for everyone pdf 450 Seiten
TU Ilmenau Laborversuch: Dynamisches Verhalten eines OPV
Tutorial "OpAmp Gain and Bandwith"73, Günter
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Hallo Günter,
da die 081/082 nicht die Welt kosten, könnte man vielleicht mal kleinere Experimente durchführen. Wie würdest du dir eine einfache OPV Schaltung aufbauen, damit man ihn absichtlich zum Schwingen bekommt ;-)? Ich muss gestehen, dass ich bisher noch nie Schwingprobleme mit OPVs hatte und daher habe ich mir darüber auch noch nie Gedanken gemacht.
Grüße Jörn -
Schwingprobleme bei Operationsverstärkern treten hauptsächlich bei kleinen Verstärkungen bzw. Verstärkung 1 auf bzw, wenn zusätzliche Zeitglieder (=Phasendrehungen) im Gegenkopplungsweg sind oder bei kapazitiven oder induktiven Lasten. Bei HiFi Endstufen zum Beispiel - oder bem KLS Leistungstreiber.
Das Problem ist, dass für die Stabilitätsbetrachtung der Anordnung nicht die gegengekoppelte (closed loop) Verstärkung, sondern die Open Loop Verstärkung über Alles inklusive der Endstufe maßgeblich ist, wenn diese in den Gegenkopplungsweg einbezogen ist. Das macht eine Messung nicht einfach. Zusätzlich ändert sich das Verhalten über die Belastung. Meine Weisheiten habe ich alle aus Simulationen, die halt nur so gut sind, wie die Parameter der Modelle der verwendeten Elemente.
Das Stabilitätsverhalten der gegengekoppelten Leistungsstufe ließe sich nach meiner Erinnerung über die Sprungantwort beurteilen. So wie es in Abschnitt 6.3 des TU-Ilmenau Laborversuchs beschrieben ist. Man gibt ein Rechecksignal auf den Verstärker, und kann aus der Art und Stärke des Überschwingens auf die Stabilitätsreserve schließen. Meine Regelungstechnik Vorlesungen liegen leider sehr weit zurück.
73, Günter
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erst ein upgrade auf die 1. Alternativversion in Jörn´s Basteltagebuch hat für Ruhe gesorgt.
Hallo Andreas
zwei Fragen hierzu:
Welchen OPV hast du in der Leistungsstufe verwendet - TL081 oder OP07?
Hast du beim Umbau der Leistungsstufe auf die Alternative 1 auch die beiden 10 uF Kondensatoren C40 und C41 entfernt?73, Günter
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Hallo Jörn,
die Schwingungen (ein paar 100Hz) waren auch bei einem OP07 (vorher TL081), ohne die Kondensatoren war´s zwar "sauber", ich konnte aber nur einen Strom von 30-40mA erzeugen.
Abgeglichen habe ich nach Andreas´ Anleitung, ich schaue aber diesbezüglich nochmal in Deiner Baumappe nach.
Die Abblock-Cs der Meßleitungen (hier 100nF-Chip) habe ich direkt an den korrespondierenden Anschlüsse auf der Leiterplatte verbaut.Günter, jetzt werkelt ein OP07 in der Endstufe, die Elkos sind raus.
73, Andreas
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jetzt werkelt ein OP07 in der Endstufe, die Elkos sind raus.
das deckt sich mt meinen Simulationsergebnissen, dass die immense kapazitive Last durch diese Kondensatoren nicht von jedem OP verkraftet werden.Ich hege auch gewisse Vorbehalte gegen "Abblock"-Cs an den Messleitungen, denn auch diese stellen eine kapazitive Last für die Endstufe dar, die Schwingen begünstigt. Zumindest empfiehlt es sich meines Erachtens, sie über einen Vorwiderstand bedämpfen.
73, Günter
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Hallo Günter,
ich habe in der jetzt aufgebauten Variante 1 mal den TL081 probiert - schwingt !(~180kHz) Der OP07 war also ein guter Griff, weil gerade zufällig vorhanden.
Danke für den Hinweis auf die Abblock-Cs, da gilt es also ein Auge drauf zu haben! Zu deren Bedämpfung: in welcher Größenordnung würdest Du da die Widerstände wählen? Einige 10 Ohm oder größer?73, Andreas
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Hallo,
mit meinem KLS haben ich den gleichen Test durchgeführt, wie Andreas - mit gleichem Ergebnis.Wann plant ihr euren Aufbau? Mir sind zwei OMs bekannt, die noch auf fehlende Teile warten - was ist aber mit den vielen anderen bastelwütigen OMs?
Wenn einige KLS laufen, sollten wir uns auch Gedanken über die Messadapter machen. Mir sind zwei Varianten bekannt, die ich auch im BTB vorgestellt habe. Entweder mit stabilen Bananensteckern oder oben auf der großen Deckelplatte. Diese beiden Varianten sind stabil genug, damit man auch die unterschiedlichsten Adapter aufstecken kann. Hier denke ich auch an Adapter zum Selektieren von kleinen Halbleitern in SMD-Bauform. Ein solcher Adapter sollte dann aber mit einer festeren Goldschicht überzogen werden, wie sie industriell auch für die Kontakte von Steckkarten verwendet wird.
Hierbei werden die Halbleiter mit einer einfachen Holzwäscheklammer auf die Leiterplatte gedrückt. Im BTB findet ihr hierzu auf einer der letzten Seiten ein Foto.Grüße Jörn
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Hallo Jörn,
ich bin noch durch familiäre Aktivitäten am Bauvorhaben gehemmt, aktualisiere aber fleißig meinen Warenkorb anhand eurer gewonnen Erkenntnisse.
Danke dafür !
Die Adapter von Frank, DL3AD finde ich Spitze, da bei Modifikationen das Gehäuse nicht nicht geändert werden muss.
Meine Projektzeit beginnt ab September [Blockierte Grafik: http://www.qrp-forum.de/wcf/images/smilies/smile.png].73 Bernd
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...was ist aber mit den vielen anderen bastelwütigen OMs?
Gutes Wetter (endlich), QRL, Garten, Urlaub... alles auf einmal.
Mein Bastelwut stieg in den letzten Tagen enorm hoch.
Besonders nach den ersten Erfolgsberichten hier im Thema.
Die Teile sind unterwegs. Und dann kann mich Nichts anhalten
.Vielen Dank an Alle die das Projekt so komfortabel gemacht haben!
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Hallo OMs,
ich komme nicht umhin euch ein grosses Kompliment zu machen, mit was für einer Zielstrebigkeit der KLS optimiert wird. Ich werde den KLS 2.0 in den Wintermonaten noch einmal aufbauen und dabei eure Erfahrungen berücksichtigen. Mein Prototyp funktioniert ja, damit bin ich erst einmal zufrieden. Vielen Dank für diese Arbeit, die ich als Einzelkämpfer auf keinen Fall hätte leisten können.Die Idee zu diesem Gerät ist ja entstanden durch den Aufbau mehrerer Mosfet-PAs nach DL9AH und später dann noch die PA von DK6AE. Ich und noch andere OMs brauchten unbedingt eine Messmöglichkeit, um schnell aus vielen (200) Mosfet's möglichst viele Mosfetgruppen mit ähnliche Kenndaten zu sortieren. Das war der eigentliche Antrieb für die Entwicklung dieses Kennlinienschreibers. Dabei habe ich natürlich auch noch die Messmöglichkeit anderer Halbleiter berücksichtigt. Allerdings ist das Messen der Dioden nicht möglich, aber zum Testen der Dioden reicht der KLS.
Ich freue mich über so viel "Bastelwut". Viel Erfolg an alle.
vy 73 Andreas DL4JAL
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Hallo Günter und KLS-Freunde,
Du hast recht gehabt! Aufgrund der Abblockkondensatoren hatte ich hier ein deutliches Nachschwingen am Leistungsausgang (mit OP07) nach einem Meßdurchlauf. Allerdings nur, wenn der Messanschluß unbeschaltet ist. Ohne die hier verbauten 100nF ist alles sauber.
Vielen Dank nochmal für den Hinweis!Meine (derzeitige) Empfehlung: man sollte erst einmal auf Abblockung der Meßleitungen verzichten, zumindest aber - je nach endgültiger Verkabelung - mit dem Scope auf Schwingen kontrollieren, ggf. auch kleinere C´s probieren. Wie es sich mit Serienwiderständen an den Abblockkondensatoren verhält, konnte ich noch nicht testen.
Ich habe meine Platine jetzt um Trafo und Regler erweitert. Alles auf 15V ausgelegt, Beschaltung nach Schaltplan, d.h. getrennte Wicklungen und 2x Brückengleichrichter. Geht soweit ohne Beanstandungen. Für meinen Geschmack ist die Rohspannung mit ca. 23V (bei betriebsfertiger Platine aber ohne Meßdurchlauf) recht hoch, der Kühlkörper vom LM2940 wird schon deutlich warm.
Evtl. ist auch eine kleine Spannungsreduktion für die 12V-Relais erforderlich...73, Andreas
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Evtl. ist auch eine kleine Spannungsreduktion für die 12V-Relais erforderlich...
Da braucht man sich keine Sorgen machen. Die OMRON G5V-1 Relais erlauben nach der Spezifikation den Betrieb von 80% bis zu 200% ihrer Nennspannung. In diesem Falle wären das bis zu 24 Volt, da sind 15 Volt absolut innerhalb des erlaubten Bereiches.73, Günter
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Vielen Dank für die Info, Günter! Das ist beruhigend
Die Erwärmung des KK hält sich selbst nach Stunden doch in Grenzen, kein Vergleich zu so manchem Kühlblech der Heimelektronik.
73, Andreas
