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Matze2

E-Mail

23.07.2011,
21:41
 

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle (Elektronik)

So, hier noch der Schaltplan dazu.
Der OPV schwächt die Referenzspannung um den Faktor 0.02 ab. Kann das funktionieren?

Grüße
Matze

olit(R)

E-Mail

Berlin,
23.07.2011,
21:59
(editiert von olit
am 23.07.2011 um 22:02)


@ Matze2

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

» So, hier noch der Schaltplan dazu.
» Der OPV schwächt die Referenzspannung um den Faktor 0.02 ab. Kann das
» funktionieren?
»
» Grüße
» Matze
»
Das haut nicht hin!

olit(R)

E-Mail

Berlin,
23.07.2011,
22:07

@ Matze2

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

Matze2

E-Mail

23.07.2011,
22:43

@ olit

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

»

Verstehe ich. Wäre also eine Alternative zu der Schaltung mit Transistor, solange der OPV den geforderten Strom liefern kann. Nochmals Danke! Matze

Ach ja und sorry für den Parallel-Thread

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
24.07.2011,
10:00

@ Matze2

DC-Offset-Abgleich ist nötig!

Hallo Matze2,

»

Vergiss bei dieser ganzen "Geschichte" auch das mit der DC-Offsetspannung nicht. Hier aus dem LM324-Datenblatt:

**********************************************************************************
. . . . . . . . Low Input Bias and Offset Parameters:
. . . . . . . . Input Offset Voltage . . . 3 mV Typ VCC A Versions . . . 2 mV Typ
**********************************************************************************

2 mV sind immerhin 10% von den 20 mV.

Du wirst also kaum drum herum kommen, diesen DC-Offset auf die exakten 20 mV abzugleichen, was am Einfachsten mit einer Potmeter-Schaltung am nichtinvertierenden Eingang durchgeführt wird.

Dazu folgende Empfehlung aus diesem Elektronik-Minikurs:

"Operationsverstärker II: Die Gain- und DC-Offsetabstimmung und
die kapazitive Belastung (Lead-Kompensation)"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa2.htm

In diesem Minikurs geht es allerdings stets um die DC-Offset-Kompensation beim invertierenden Eingang. Was ich aber zum Ausdruck bringen will und dort nachlesbar ist, gilt auch hier für die DC-Offset-Kompensation beim nichtinvertierenden Eingang:

Es geht darum, dass der einstellbare Spannungsbereich am Trimmpotmeter so klein wie möglich gehalten wird um die Einstellung leicht und stabil zu realisieren. Fokussiere beim Lesen das Kapitel "Die Berechnung des DC-Offsetabgleich-Widerstandsnetzwerkes" mit den Bildern 5 bis 7.

Damit der temparaturabhängige DC-Offset-Drift am Ausgang möglichst klein ist, ist es richtig, dass beide Quellwiderstände vor den beiden Opampeingängen gleich gross sind, - wobei das gilt vor allem für bipolare Opamp, weil die DC-Offsetströme immerhin im nA-Bereich liegen, wobei der LM324 mit nur 2 nA einen relativ niedrigen Wert hat. Bei JFET- oder MOSFET-Opamps kann man diese Problematik praktisch vergessen, ausser bei ganz speziellen Anwendungen.

Mit einer DC-Offset-Abgleichschaltung, wie sie gezeigt wird, ist das jedoch unproblematisch, weil dessen Quellwiderstand, wegen der kleinen Abgleichspannung sehr niedrig gehalten werden kann (Bild 7).

Das macht es auch möglich, dass Du das Gegenkopplungs-Netzwerk Deiner Opamp-Schaltung wesentlich niederohmiger ausführen kannst: Anstelle 1 M-Ohm 100 k-Ohm und anstelle 20 k-Ohm 2 k-Ohm. Diese 100 k-Ohm Eingangswiderstand dürfen ganz einfach die 1V-Referenzspannung nicht nennenswert belasten.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

24.07.2011,
10:27

@ Matze2

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

» So, hier noch der Schaltplan dazu.
» Der OPV schwächt die Referenzspannung um den Faktor 0.02 ab. Kann das
» funktionieren?

Unwahrscheinlich. Normale OPVs sind bestenfalls bis zur
Verstärkung >=1 kompensiert. Dadrunter schwingen sie.
Du solltest einen Spannunsteiler nehmen und falls dessen
Innenwiderstand zu hoch ist, einen Spannungsfolger
nachschalten. Falls dies ein OPV ist, sollte der aber
eine niedrige Offsetspannung und eine niedrige Drift haben.
Gruss
Harald

x y

24.07.2011,
10:31

@ Harald Wilhelms

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

» » So, hier noch der Schaltplan dazu.
» » Der OPV schwächt die Referenzspannung um den Faktor 0.02 ab. Kann das
» » funktionieren?
»
» Unwahrscheinlich. Normale OPVs sind bestenfalls bis zur
» Verstärkung >=1 kompensiert. Dadrunter schwingen sie.

Er kann ja problemlos zusätzlich extern kompensieren, Bandbreite ist ja für ihn kein Thema.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
24.07.2011,
10:58

@ Harald Wilhelms

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

Hallo Harald,

» » So, hier noch der Schaltplan dazu.
» » Der OPV schwächt die Referenzspannung um den Faktor 0.02 ab. Kann das
» » funktionieren?
»
» Unwahrscheinlich. Normale OPVs sind bestenfalls bis zur
» Verstärkung >=1 kompensiert.
» Dadrunter schwingen sie.

Das stimmt bei der nichtinvertierenden Verstärkerschaltung, bei der bei G=1 die Gegenkopplung maximal ist und das heisst, es gibt nur grad die Verbindung vom Ausgang zum invertierenden Eingang, - der typische Spannungsfolger.

Hier noch einmal die Schaltung:


Aus der "Sicht" der nichtinvertierenden Verstärkerfunktion erkennst Du, dass die Verstärkung des Opamps sogar G>1 ist, wenn auch nur sehr wenig.

Den LF357 mit G_min=5 gibt es nicht mehr, aber das Datenblatt schon. Dort wird ein Trick gezeigt, wie man mit diesem Opamp auch mit G=1 arbeiten kann, in dem man diesem Opamp ganz einfach eine Verstärkung für die nichtinvertierende Verstärkung von 5 "künstlich" vorgaukelt:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/LF357.pdf

Siehe im Vergleich zur Schaltung hier die zweite Schaltung auf Seite 17.

Mit R2 (Gegenkopplung-Widerstand) und R1 wird die Verstärkung 5 vorgekaukelt.

Kondensator C wäre dazu nicht notwendig. Dessen HP-Filterwirkung mit R1 beugt jedoch einer zusätzlichen DC-Offsetspannung vor und reduziert auch ein wenig das Rauschen, wenn die HP-Bandbreite knapp gehalten wird.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

olit(R)

E-Mail

Berlin,
24.07.2011,
13:25
(editiert von olit
am 24.07.2011 um 13:29)


@ schaerer

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

»
» Den LF357 mit G_min=5 gibt es nicht mehr, aber das Datenblatt schon. Dort
» wird ein Trick gezeigt, wie man mit diesem Opamp auch mit G=1 arbeiten
» kann, in dem man diesem Opamp ganz einfach eine Verstärkung für die
» nichtinvertierende Verstärkung von 5 "künstlich" vorgaukelt:
» http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/LF357.pdf
»
» Siehe im Vergleich zur Schaltung hier die zweite Schaltung auf Seite 17.
»
» Mit R2 (Gegenkopplung-Widerstand) und R1 wird die Verstärkung 5
» vorgekaukelt.
»
» Kondensator C wäre dazu nicht notwendig. Dessen HP-Filterwirkung mit R1
» beugt jedoch einer zusätzlichen DC-Offsetspannung vor und reduziert auch
» ein wenig das Rauschen, wenn die HP-Bandbreite knapp gehalten wird.

Guter Link! :-)
Dazu habe ich mir mal ein paar Notizen gemacht. Dann weiß man wenigstens was man macht, :yes: wenn man diese Art der Frequenzkompensation anwendet. Nur bei anderen abkucken, ohne rechtes Verständnis, ist ja nicht so das Wahre. :-|

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
24.07.2011,
14:41

@ olit

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

» »
» » Den LF357 mit G_min=5 gibt es nicht mehr, aber das Datenblatt schon.
» Dort
» » wird ein Trick gezeigt, wie man mit diesem Opamp auch mit G=1 arbeiten
» » kann, in dem man diesem Opamp ganz einfach eine Verstärkung für die
» » nichtinvertierende Verstärkung von 5 "künstlich" vorgaukelt:
» »
» http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/LF357.pdf
» »
» » Siehe im Vergleich zur Schaltung hier die zweite Schaltung auf Seite
» 17.
» »
» » Mit R2 (Gegenkopplung-Widerstand) und R1 wird die Verstärkung 5
» » vorgekaukelt.
» »
» » Kondensator C wäre dazu nicht notwendig. Dessen HP-Filterwirkung mit R1
» » beugt jedoch einer zusätzlichen DC-Offsetspannung vor und reduziert
» auch
» » ein wenig das Rauschen, wenn die HP-Bandbreite knapp gehalten wird.
»
» Guter Link! :-)
» Dazu habe ich mir mal ein paar Notizen gemacht. Dann weiß man wenigstens
» was man macht, :yes: wenn man diese Art der Frequenzkompensation anwendet.
» Nur bei anderen abkucken, ohne rechtes Verständnis, ist ja nicht so das
» Wahre. :-|

Es ist aber keine eigentliche Frequenzgangkompensation. Bei der echten, wird dem Opamp nichts vorgegaugelt. Bei der echten, wird ihm einfach nur gezeigt wo's lang geht mit dem Phasen/Verstärkungsverlauf. Natürlich quittiert er das mit einer niederigeren F-Bandbreite... :-D

Übrigens sollte man sich bei Interesse das LF357.pdf speichern, weil man ja nicht weiss, wie lange es das als WWW-Link noch gibt, denn das IC gibt's bereits schon lange nicht mehr. Es sei man hat noch die alten blauen Analog-Daten/Application-Bücher von NS. Ich habe noch einige behalten...;-)

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

olit(R)

E-Mail

Berlin,
24.07.2011,
15:40
(editiert von olit
am 24.07.2011 um 15:40)


@ schaerer

Entwurf zur 20 mV Spannungsquelle

» »
» » Guter Link! :-)
» » Dazu habe ich mir mal ein paar Notizen gemacht. Dann weiß man
» wenigstens
» » was man macht, :yes: wenn man diese Art der Frequenzkompensation
» anwendet.
» » Nur bei anderen abkucken, ohne rechtes Verständnis, ist ja nicht so das
» » Wahre. :-|
»
» Es ist aber keine eigentliche Frequenzgangkompensation. Bei der echten,
» wird dem Opamp nichts vorgegaugelt. Bei der echten, wird ihm einfach nur
» gezeigt wo's lang geht mit dem Phasen/Verstärkungsverlauf. Natürlich
» quittiert er das mit einer niederigeren F-Bandbreite... :-D

Ja, aber den Trick habe ich schon zweimal angewendet. Aber damals nicht ganz verstanden wie es Funktioniert. :lookaround:
»
» Übrigens sollte man sich bei Interesse das LF357.pdf speichern, weil man
» ja nicht weiss, wie lange es das als WWW-Link noch gibt, denn das IC
» gibt's bereits schon lange nicht mehr. Es sei man hat noch die alten
» blauen Analog-Daten/Application-Bücher von NS. Ich habe noch einige
» behalten...;-)

Ich habe das Interessante Kopiert. :-)