Rechteckwellen-Dreieckswellen-Konverter mit Op-Amp funktioniert nicht

Ich habe einen Integrator gebaut, der als 5-V-30-Hz-Rechteckwellen-Dreieckswellen-Konverter fungiert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Ausgabe sieht derzeit so aus.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich bin mir nicht sicher warum. Der Wert der Dreieckswellenamplitude sollte laut einer Antwort dieses Beitrags 0,833 betragen, was innerhalb der Amplitude des Operationsverstärkers liegt. Es gibt wahrscheinlich etwas sehr Grundsätzliches, das ich übersehe. Wenn weitere Informationen benötigt werden, lassen Sie es mich bitte wissen.

Haben Sie verschiedene Widerstände (10k), Kondensatoren (20pF) ausprobiert? Versuchen Sie auch, den Ausgang mit einer hochohmigen Last (100 k) zu belasten. Versuchen Sie im Allgemeinen, ein wenig damit herumzuspielen und zu sehen, was was beeinflusst
Möchten Sie eine „Rechteck“-Welle oder einen „Puls“ umwandeln? Wie gezeigt zeigt die Schaltung Impuls 0 - 5.
@Ilya Ich habe die Lasten für 10 Minuten geändert. Die Ausgabe ist immer nahezu identisch.
@Nedd Es ist eine Rechteckwelle, nur dass LTSpice alles als Pulswelle bezeichnet.
Um sicherzugehen, geben Sie dem "Pulse" einen DC-Offset, um ein echtes bipolares Signal mit dem Mittelpunkt bei 1/2 V + zu erzeugen.

Antworten (1)

Ohne einen hochwertigen Rückkopplungswiderstand wie diesen funktioniert es nicht: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Operationsverstärker-Integrator kann sich niemals einem idealen Integrator annähern, da der DC-Ausgang irgendwo nahe der Mittelschiene stabilisiert werden muss, und genau das wird der Widerstand tun. Da Sie einen Eingangswiderstand von 100 kΩ haben, benötigen Sie als Rückkopplungswiderstand etwa 10 MΩ oder mehr.

Das nächste Problem ist Ihr Eingangssignal-DC-Offset: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Integrator tut, was er verspricht - er integriert den DC-Pegel Ihres Signals, und es hört sich so an, als ob Sie dies nicht wollen. Sie müssen diesen DC-Pegel also entweder mit einer Offset-Anpassungsschaltung oder einem Hochpassfilter entfernen. Vielleicht versuchen Sie Folgendes: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist meine Simulation und beachten Sie die Zeit, die benötigt wird, um sich auf einen angemessenen DC-Mid-Rail-Wert einzupendeln. Beachten Sie, dass ich den AD822 von einer +5-Volt-Schiene und nicht von einer +15-Volt-Schiene betrieben habe, um die Dinge klarer zu machen: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie den 10-MΩ-Rückkopplungswiderstand auf 1 MΩ verringert haben, pendelt sich die Ausgangswellenform schneller ein, zeigt jedoch nur eine geringfügige dreieckige Verzerrung: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vielleicht wäre das in Ordnung?

Können Sie den Teil „Stabilisierung in der Nähe der Mittelschiene“ erweitern? Oder vielleicht eine Quelle angeben, wo ich darüber nachlesen kann? Im Grunde um das, was hier vor sich geht. Klingt nach nützlichem Wissen.
@Ilya fragen Sie sich, welcher DC-Wert am Ausgang des Operationsverstärkers anliegt, wenn der Widerstand nicht eingebaut ist. Angesichts der Tatsache, dass die Open-Loop-Verstärkung bei DC (AD822) 1.000.000 betragen könnte, führt ein Offset-Fehler am Eingang von nur 10 uV zu einem 10-Volt-Offset im Ausgang. Da der AD822 einen Eingangs-Offset von 800 uV hat, wird der Operationsverstärker versuchen, 800 Volt an seinem Ausgang zu erzeugen, es sei denn, etwas verhindert dies.
Es hat nicht funktioniert. Ich werde posten, was ich hinzugefügt habe, sowie den Schaltplan auf dem Beitrag. @Andyaka
Irgendwie hielt ich DC-Teil der Ausgabe nicht für notwendig (offensichtlich zu Unrecht). In der Tat wird der ursprüngliche Schaltplan für DC zu einem offenen Regelkreis, dann wird es für mich völlig klar. Thx für die Klarstellung.
@HFOrangefish Wenn Ihr Eingang einen DC-Offset hat, funktioniert er nicht - der DC-Offset des Eingangs (durchschnittlicher Pegel des Eingangs) muss nahe 0 Volt liegen, damit er funktioniert, oder Ihr Integrator integriert diesen DC-Offset und der Ausgang wird getroffen hart gegen den Endanschlag.
Müssen V+ und V- auch gleich der Rechteckamplitude sein?
Wenn Sie über die Vorräte sprechen, dann kein @HFOrangefish
Okay, das ist gut zu wissen. Meine Anwendung verwendet eine 15-V-Stromschiene. Ich weiß, ich könnte die Spannung teilen, aber trotzdem.
@HFOrangefish, anstatt all diese Änderungen zu Ihrer Frage hinzuzufügen, befolgen Sie einfach das, was ich empfehle. Können Sie diese Änderungsanträge entfernen, weil jeder, der Ihre Frage und meine Antwort liest, verwirrt darüber sein wird, was vor sich geht. Es sieht so aus, als würden Sie die Torpfosten bewegen. Sie müssen auch beachten, dass es einige Zeit dauert, bis sich die neue geänderte Schaltung stabilisiert und einen Ausgang erzeugt, der bei etwa 2,5 Volt zentriert ist. Mit anderen Worten, lassen Sie Ihre Simulation etwa 20 Sekunden lang laufen und sehen Sie sich dann die Wellenformen an. Sie sollten vollständig mit dem übereinstimmen, was ich in meiner Antwort hervorgebracht habe.
Ich habe versucht, was Sie gegeben haben, und 20 Sekunden gewartet, aber es hat bei mir nicht funktioniert. Ich habe einen neuen Beitrag eröffnet, um weitere Verwirrung zu vermeiden.
@HFOrangefish wo ist dieser neue Beitrag?
Rechteckwellen-Dreieckswellen-Konverter mit Op-Amp funktioniert nicht
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v