Rauschen in Versorgungsspannung

[MrNiceGuy]

Hallo,

ich verwende in einer Schaltung Operationsverstärker (LM324). Diesen versorgen ich mit einer symetrischen Spannung von -12V und +12V. Man hat mir ans Herz gelegt zwischen -12V und +12V einen 100µF zu Schalten um eventuelles Rauschen herrauszufiltern. Welches Rauschen ist gemeint und wie funktioniert das mit dem rausfilter?

CU

[DiWe]

mit dem Rauschen ist das Rauschen, sprich Störungen auf der Versorgungsspannung gemeint. Die 100uF an sich filtern nur dann wenn das Rauschen nicht zu niederohmig ist, also quasi ein R in Serie liegt. Es bildet sich somit ein RC-Tiefpass.
Ich empfehle Dir zusätzlich zu den 100uF auch noch 100nF (keramisch) zu verwenden, da die 100uF hohe Frequenzanteile nicht ausfiltern. Wenn Du in die Zuleitung noch eine kleine Spule, bzw Ferritperle steckst dann ist es noch besser (LC-Tiefpass hat höhere Filterwirkung)

der L324 ist an sich nicht sonderlich rauscharm, also viel Filtern der Versorgungsspannung hilft nicht wenn der OP entsprechend rauscht. Wie gr0ß ist den die Spannung des Signals welches Du dem OP zuführst?

Gruß DiWe
www.dietmar-weisser.de

[MrNiceGuy]

Hallo,

ich hatte mich verschrieben. Eigentlich wollte ich nicht 100µF sondern 100nF schreiben. Du hst meinen Fehler aber schon erkannt, wie ich deiner Antwort entnehmen kann.
Das Signal, das ich zuführe liegt zw. 0V und 700mV und soll auf bis zu 5V verstärkt werden.

[elmar]

Hi,


mit Rauschen bezeichnet man zufällige Abweichungen vom Sollwert. Es muss sich also nicht um ein hörbares rauschen handeln.

In diesem Fall sind das Störungen, die durch den Natztrafo durchkommen, das brummen der gleichrichtung und auch die Regelschwingungen und -abweichungen der Spannungsregler.

Einen Kondensator kann man auch als Spannungsspeicher sehen. Ist die anliegende Spannung geringer oder höher als die im Kondensator gespeicherte Spannung, so fließt ein Strom, der Kondensator versucht mit seinen begrenzten Mitteln seine Spannung und die außen anliegende Spannung anzugleichen. Dadurch fließt ein Strom und wenn die Spannungsänderung wenig Energie hat, bricht diese einigermaßen zusammen.

Kondensatoren sind für gleichspannungen langfristig undurchlässig. Legt man eine Gleichspannung an, so fließt praktisch nach kurzer Aufladung des Kondensators kein Strom mehr. Bei Wechselspannungen wird der Kondensator ständig ge- und entladen. Er ist also durchlässig für Wechselströme.
In Röhrengeräten benutzt man sog. Koppelkondensatoren um das Nutzsignal (Musik, also Wechselspannung) von der hohen Annodenspannung (ca. 300V Gleichspannung) zu trennen.

Hängt man einen Kondensator an eine Versorgungsleitung mit Gleichspannung, so wird er sich erst mal aufladen. Nach dem (kurzen) aufladevorgang blockt er die Gleichspannung, lässt aber die Wechselanteile durch. Da der zwischen Plus und Masse liegt, schließt er eben jene Wechselanteile der Versorgungsspannung kurz. Übrig bleibt praktisch eine reine Gleichspannung, die ungewollten Störungen sind kurzgeschlossen.

Natürlich kann ein Kondensator das nur begrenzt machen. Sind die Störungen zu stark, so kann ein kjleiner Kondenasator diese nicht kurzschließen. Aber große Kondensatoren sind träge, lassen die Wechselanteile nicht gut durch. Gerade Elkos brauchen Zeit zum reagieren, da dort noch ein paar (träge chemische Vorgänge stattfinden.
Daher benutzt man meistens eine Kombination. Die "dicken" Elkos (10µF oder mehr) sitzen ja schon im Netzteil und vernichten die niederfrequenteren Störungen mit hoher Energie. Die Reste werden dann von schnell reagierenden Keramikkondensatoren (typ. 100nF) vernichtet.


Natürlich klappt das ganze nur endlich, etwas bleibt immer übrig. Aber in den meisten Fällen reicht das völlig.

Ein Operationsverstärker ist leider kein ideales Bauteil. Spannungsschwankungen in der Versorgung spiegeln sich im intern verarbeiteten Signal wieder. Die Störungen werden zum Teil mit dem Verstärkungsfaktor der OPV Schaltung mit verstärkt.
Je höher der Verstärkungsfaktor der Schaltung, desto stärker sind sind natürlich auch die Störungen, die mitverstärkt werden.

Bei Dir kommt ein Verstärkungsfaktor von unter 10 zum Einsatz. Daher sind keine großen Probleme zu erwarten. Es kommt natürlich auch auf die Anwendung an. Ganz leises Rauschen in einem Audiosignal ist sehr gut hörbar, auch wenn der (Nutz-)Signal zu Rausch Abstand sehr groß ist.

Gruß
Elmar