Re: Positive feedback loop strangely converge.

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Date: Wed, 13 Oct 2004 20:47:01 +0200

"Fred Bartoli"
<fred._canxxxel_this_bartoli@RemoveThatAlso_free.fr_AndThisToo> schrieb im
Newsbeitrag news:416cf528$0$6495$626a14ce@news.free.fr...
> It's not the first time I encounter this problem and I don't understand
how
> the solver can converge.
>
> I've made an LTspice file enclosed at the end.
>
> This is part of a CM reduction feedback loop. The pb is that the loop
should
> and do converge with E_pb with a -1E6 gain and *shouldn't* for +1E6 gain
but
> it strangely does, whatever I try.
>
> Anyone have a clue about this ?

Hello Fred,
I was involved in a discussion about a similar "problem" with a simple
inverting opamp circuit a year ago.
If you use an E-device in an inverting amplifier configuartion, then you
can exchange the + and - input and LTSPICE and PSPICE still converge.

There is really a mathematical solution which fulfills Ohm's law
even when you exachange the + and - input of an opamp. It's just noise
that guarantees that you never can experience that in a real circuit.

The only safe way to discover such a wrong connection is a .TRAN
simulation after you have added e.g. 100p parallel to the 100k feedback
resistor in your circuit.

Best Regards,
Helmut

----- Original Message -----
From: "Helmut Sennewald" <HelmutSennewald@t-online.de>
Newsgroups: de.sci.electronics
Sent: Sunday, November 09, 2003 2:14 PM
Subject: Re: Spannung subtrahieren mit OP

> "Helmut Sennewald" <HelmutSennewald@t-online.de> schrieb im Newsbeitrag
> news:bojrse$rm8$02$1@news.t-online.com...
> > "Christof Voelkle" <cvoelkle@yahoo.com> schrieb im Newsbeitrag
> > news:bojoon$1e6e7i$1@ID-151351.news.uni-berlin.de...
> > > Hallo,
> > >
> > > > Also bei mir haengt der 2te OpAmp (LT1013) in SwCad3 an oberer
> > > > Versorgungsspannung, wenn ich den ersten falschrum habe.
> > >
> > > hab beim aufbauen den erstbesten (sprich LT1001) OpAmp genommen. Wenn
> ich
> > > den LT1013 nehm wird das ganze so wie ich das erwartet habe. Nur was
ist
> > am
> > > LT1001 anders?
> >
> > Hallo Chris,
> > ich wollte es ja erst nicht glauben, aber dem Modell scheint es echt
egal
> > zu sein wie herum man es anschließt. Damit nehme ich meine Behauptung
> > zurück,
> > daß das nicht sein kann. Da bleibt nur der Umkehrschluß, das Modell vom
> > LT1001
> > ist miserabel.
> >
>
> Hallo,
> für alle die gerade neu hier einsteigen, es geht um die Frage wieso
> LTSPICE beim LT1001 die .OP oder .DC-Analyse funktioniert, obwohl
> der Plus- und Minus-Eingang in der Schaltung eines invertierenden
> Vertärkers vertauscht waren.
> Um der Sache auf den Grund zu gehen habe ich mir mal das SPICE-Modell
> vom LT1001 vorgenommen. Ergebnis, es ist in Ordnung.
>
> Dann habe ich einen Verstärker mit nur einer E-source(Gain=100)
> und zwei Rückkopplungswoderständen gebaut.
> Ergebnis, genau das gleich Problem. Man kann den Plus- und
> Minus-Eingang beim invertierenden Verstärker vertauschen und erhält
> fast das gleiche Ergebnis. Wenn man sich die simulierten Ausgangs-
> spannungen anschaut, dann erfüllen tatsächlich beide Fälle das
> Ohmsche Gesetz. SPICE konvergiert bei der falschen Beschaltung
> des OPs einfach auf einen theoretischen Grenzfall. Ich habe diese
> Schaltung dann noch mit PSPICE(Demo V8) simuliert und hatte genau
> das gleiche Problem.
> Ganz anders sieht das bei der .TRAN Simulation aus wenn man
> Energiespeicher( C, L) in der Schaltung hat. Dann "schwingt"
> der Simulator quasi über diese pathologischen Werte hinweg.
>
> In der realen Welt ist das Verharren in diesem Grenzfall
> (Arbeitspunkt) nicht möglich, da allein schon durch das Rauschen
> die Schaltung bei falscher Beschaltung "wegkippt".
>
>
> Wie kann man nun aber solche Fehler erkennen oder vermeiden?
> Beim LT1001 hat es geholfen bei einer .DC Simulation die Option
> "x NoOpIter" im Control Panel->SPICE zu setzen.
> Bei der einfachen Schaltung mit der E-Source hilft das aber auch nicht.
>
> Mein Tipp:
> Die Simulation im Zeitbereich .TRAN hilft, da dann durch die
> Verzögerungen bedingt durch L und C in der Schaltung der Simulator
> nicht so leicht auf diese "pathologischen" Werte konvergiert.
>
> Ich habe das Ganze dann mit einer Rampenfunktion(Rise time 1ms)
> in einer .TRAN-Simulation getestet.
> Dann stellt sich zumindest auch beim LT1001 das richtige Verhalten ein.
> Beim LT1001 war hierbei kein besonderes Setting im Control Panel
> notwendig. Der hat ja auch einige Cs(Tiefpass) im Modell.
>
> Nur bei der simplen Schaltung unten mir der E-Source war hier ein
> zusätzliches Bauteil(Speicher), z.B. C=10p vom Verbindungspunkt
> der Widerstände nach Masse, notwendig.
> Zuätzlich benötigte diese Schaltung noch die Option "x Noopiter"
> im SPICE Control Panel damit die falsche Beschaltung auch zum
> Fehler führt.
>
> Hallo Christof,
> ich möchte mich besonders bei dir bedanken, daß du auf das
> Problem mit dem LT1001 hingewiesen hast. Gestern hatte ich noch
> gesagt das kann nicht sein. Heute bin ich um einiges schlauer.
>
> Gruß
> Helmut
>
>
>
> Die richtige Beschaltung vom +/- Eingang
>
>
> 10k 10k
> ___ ___
> Vin ----___-----o--------___-----
> 1V | |
> | ____ | -0.98V
> | | | |
> ----|- |------o------ Ausgang
> | E1 | Vertärkung=100
> ----|+ |----
> | |____| |
> | |
> GND ------------o--------------o--------
>
>
>
> Die falsche Beschaltung vom +/- Eingang
>
>
> 10k 10k
> ___ ___
> Vin ----___-----o--------___-----
> 1V | |
> | ____ | -1.02V
> | | | |
> ----|+ |------o------ Ausgang
> | E1 | Vertärkung=100
> ----|- |----
> | |____| |
> | |
> GND ------------o--------------o--------
>

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