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Board-AnsichtOperationsverstärker Stabilität (Elektronik)
verfasst von schaerer
, Kanton Zürich (Schweiz), 28.10.2014, 09:52 Uhr
Hallo avvf,
» 
Du hast jetzt bereits gute Erklärungen erhalten von Olit und Kendimann. Ich erkläre es Dir noch etwas anders.
Packen wir's bei zwei realen Opamps. Angenommen Du hast ein LF357 vor Dir, dann steht im Datenblatt, dass dieser Opamp nicht unitygainstable ist und die minimal zulässige Verstärkung einen Faktor 5 beträgt.
Was passiert, wenn Du Dich nicht daran hältst und denkst: "Bullshit, dieser doofe LF357 soll jetzt als Impedanzwandler mit Verstärkung 1 arbeiten."
Du schaltest diese Schaltung auch ohne Eingangssignal an die Betriebsspannung und der Eingang ist kurzgeschlossen. Die Schaltung am Opamp-Ausgang schwingt sofort wild drauf los, nämlich weil die 180º-Phasenverschiebung absolut sicher erfüllt ist und die Gegenkopplung wird zur Mitkopplung.
Wenn Du den LF357 nun halt bei der erlaubten Minimalverstärkung von 5 einsetzen willst, dann gibt es eine gewisse Phasenreserve. Diese garantiert Stabilität. Aber, in diesem schon leicht kritischen Bereich muss man aufpassen, dass der Opamp-Ausgang möglichst nicht oder sehr wenig kapazitiv belastet wird, sonst geht das Schwingtheater gleich wieder los, weil dies die Phasenreserve reduziert. Diese 5 bedeuten in Deinem Diagramm 10 (= 20 dB).
Bleiben wir beim LF357. Davon gibt es den langsameren Bruder und der heisst LF356 und der ist unitygainstable (Verstärkung 1 ist erlaubt).
Fragt sich mit welchem Nachteil. Eben wie gesagt, der LF356 ist langsamer, weil er stärker frequenzgang-kompensiert ist. Anstelle einer (theoretischen) Unity-Gain-Bandbreite (UGB) von 20 MHz (LF357) hat der LF356 nur 5 MHz.
In der Praxis heisst das, wenn Du einen Verstärker mit einem Faktor 1000 (60dB) betreiben willst, hast Du mit dem LF357 eine 3dB-Frequenzbandbreite von 20 kHz und beim LF356 sind es nur 5 kHz. In diesem Beispiel wäre nur der LF357 HIFI-tauglich im Falle des Audio-Einsatzes.
Es gibt einen Wehrmutstropfen, die Produktion des LF357 wurde eingestellt. Falls Du zu diesem Posting-Inhalt experimentieren möchtest, musst Du andere vergleichbare Typen wählen, die ich jetzt grad nicht auswendig weiss. Auf jedenfall lohnt es sich solches zu experimentieren, weil sonst bleibt die Erfahrung auf der Strecke...
Viel Spass beim Lernen durch Experimentieren. 
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Gruss
Thomas
Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
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