Forum

Der Opamp ist quasi rail-to-rail fähig... (Elektronik)

verfasst von schaerer , Kanton Zürich (Schweiz), 30.12.2012, 10:49 Uhr
(editiert von schaerer am 30.12.2012 um 10:56)

» Das tut mir leid, es lag wohl an meiner fehlenden Kenntnissen von
» Opamps...

Richtig! Darum, wie ein Opamp als gegegekoppelter Verstärker arbeitet. Auch ein Spannungsregler ist im Grunde nichts anderes als ein Spannungsverstärker. Er verstärkt eine Referenzspannung auf einen höheren Spannungswert.

» Also so wie ich das jetzt verstanden habe, dient quasi die
» Bandgap-Spannungsquelle nur als Bezug für den Opamp, und am Ende ist es
» der Opamp + der Längstransistor, also hier T1 gesteuert durch T2, die dann
» für die Spannung zwischen U_out und ADJ sorgt.

Richtig! Beachte beim Weiterlesen oben Bild 3. Und das ist dann ebenfalls die Referenzspannung. Wenn man dabei den ADJ mit dem GND verbindet, hat man zwischen Ua und GND ebenfalls die Referenzspannung von 1.25 VDC. Dies allerdings mit einer hohen Belastungsfähigkeit, wegen eben dem leistungsfähigen Längstransistor. Die Spannung an Ua bleibt theoretisch belastungsunabhängig konstant. Theoretisch, weil es gibt z.B. auch Zuleitungsverluste in der Praxis.

In diesem Fall arbeitet die Spannungsregelungs-Verstärkung mit einer Verstärkung von 1. Wenn man an ADJ einen Spannungsteiler R2/R1 einsetzt, dann kommt es entsprechend der Spannungsteilung zur verstärkenden Wirkung, weil Ua grösser ist als U_ref. Und weil U_ref mit dem selben Spannungswert über R2 immer den selben konstanten Strom durch R1 nach GND erzeugt, wirkt sich das zur konstanten Spannung an Ua aus.

» Und wenn ich das richtig verstanden habe, findet quasi über den Emitter
» und dem Nicht-Invertierenden Eingang eine Rückkopplung statt, quasi als
» Spannungsfolger?!

Richtig.

» Wemm dem so is, stellst sich mir nur eine Frage zum Opamp... muss der
» nicht eigentlich mit Masse oder negativer Betriebsspannung verbunden
» werden um zu funktionieren. Also damit der Differenzverstärker auch einen
» richtigen Arbeitspunkt hat?

Das hast Du beinahe sehr richtig erkannt. Das mit dem richtigen Arbeitspunkt. Nur was ist der richtige Arbeitspunkt. Es gibt modernere Opamps - sie sind meist nicht gerade billig - die nennt man Rail-to-rail-Opmaps, weil sie in der Lage sind Eingangsspannungen bis zur positiven und negativen Betriebsspannung zu verarbeiten. Das ist genau die Eigenschaft, die es erlaubt einen Opamp mit einer einfachen Spannung (single supply) zu betreiben.

Zurück zum Opamp im LM317. Dort ist der invertierende Eingang mit der unteren Opamp-Betriebsspannung Ua verbunden, weil die Schaltungsarchitektur dieses Opamp dies zulässt. Die obere Betriebsspannung ist Ue. Dieser Opamp ist aber eh ein Sonderfall, da dieser unter Berücksichtigung seines Umfelde speziell mit nur wenigen Transistoren realisiert wurde.

» Hier liegt ja die untere Betriebsspannung,
» sprich Masse des Opamps auch auf 1,25V bezogen auf ADJ. wenn ich das
» richtig sehe. zumindest ist der Emitter nicht nur mit dem Invertierenden
» Eingang verbunden, sondern auch gleichzeitig mit dem V_EE eingang des
» Opamps verbunden. Und das soll funktionieren.

Ja, tut es. Du kannst sowas ähnliches selbst mit einem TLC271 ausprobieren. Er erlaubt Eingangsspannung bis runter auf das Potential der unteren Betriebsspannung. Das ist GND bei Single-Supply. Damit möchte ich Dich aufmuntern, selbst ein wenig zu experimentieren und dadurch ein Gefühl für die Schaltungstechnik zu entwickeln. Und dazu passen zum Opamp-Grundlagen-Studium auch meine Elektronik-Minikurse zum selbigen Thema:

"Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, Instrumentationsverstärker..."
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm#verstaerker

PS.: Ich habe am Schluss die Ausführungen von Hartwig entdeckt. Vielleicht fällt es Dir leichter seine Erklärung nachzuvollziehen...

--
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

antworten

Gesamter Thread:

LM317 U_REF - Seb, 26.12.2012, 00:40 (Elektronik)

LM317 U_REF - olit, 26.12.2012, 00:56

LM317 U_REF - Seb, 26.12.2012, 01:01

LM317 U_REF - olit, 26.12.2012, 01:06

LM317 U_REF - Seb, 26.12.2012, 01:09

LM317 U_REF - Seb, 26.12.2012, 01:10

LM317 U_REF - olit, 26.12.2012, 01:18

LM317 U_REF - Seb, 26.12.2012, 01:23

LM317 U_REF - olit, 26.12.2012, 01:33

LM317 U_REF - Seb, 26.12.2012, 01:41