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thunderbolt(R)

Saarbrücken,
16.11.2012,
17:40
 

Referenzspannung bei OPV-Schaltung (Schaltungstechnik)

Ich hoffe mal die Frage ist nicht zu Banal aber:

Um eine OP-Amp Schaltung (2 Stufen) an single supply betreiben zu können muss ich doch zunächst eine Referenzspannung erzeugen (sagen wir mal U/2). Meine Ausgangsspannung bewegt sich also (bei Vss=5V) zwischen 4 und 2,5V …etwas wenig.

Wie erreiche ich dass sie zwischen 0 und 4V liegt? Geht das überhaupt? (mit single supply und keinem Kondensator im Signalweg!)
Ich steh gerade etwas auf dem Schlauch sorry…:-(

gast*

16.11.2012,
17:59

@ thunderbolt

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» Ich hoffe mal die Frage ist nicht zu Banal aber:
»
» Um eine OP-Amp Schaltung (2 Stufen) an single supply betreiben zu können
» muss ich doch zunächst eine Referenzspannung erzeugen (sagen wir mal U/2).
» Meine Ausgangsspannung bewegt sich also (bei Vss=5V) zwischen 4 und 2,5V
» …etwas wenig.

Ich glaube du hast die Funktionsweise eines OP-Amp noch nicht so ganz verinnerlicht. Selbstverständlich kann die Ausgangsspannung auch weniger als 2,5V betragen. Wenn du einen sog. rail to rail OP-Amp nimmst kommst du bis auf wenige Millivolt an 0V oder wie in deinem Fall an 5V ran.

» Wie erreiche ich dass sie zwischen 0 und 4V liegt? Geht das überhaupt?
» (mit single supply und keinem Kondensator im Signalweg!)
» Ich steh gerade etwas auf dem Schlauch sorry…:-(

thunderbolt(R)

Saarbrücken,
16.11.2012,
18:14

@ gast*

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» Ich glaube du hast die Funktionsweise eines OP-Amp noch nicht so ganz
» verinnerlicht. Selbstverständlich kann die Ausgangsspannung auch weniger
» als 2,5V betragen. Wenn du einen sog. rail to rail OP-Amp nimmst kommst du
» bis auf wenige Millivolt an 0V oder wie in deinem Fall an 5V ran.


Das mit dem rail to rail ist mir bekannt, aber auch bei Diesem hätte ich doch das Problem mit der Referenzspannung. Oder brauche ich die gar nicht? Vielleicht habe ich mich auch in meiner Frage etwas undeutlich ausgedrückt...:-|

gast*

16.11.2012,
18:27

@ thunderbolt

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» » Ich glaube du hast die Funktionsweise eines OP-Amp noch nicht so ganz
» » verinnerlicht. Selbstverständlich kann die Ausgangsspannung auch
» weniger
» » als 2,5V betragen. Wenn du einen sog. rail to rail OP-Amp nimmst kommst
» du
» » bis auf wenige Millivolt an 0V oder wie in deinem Fall an 5V ran.
»
»
» Das mit dem rail to rail ist mir bekannt, aber auch bei Diesem hätte ich
» doch das Problem mit der Referenzspannung. Oder brauche ich die gar nicht?
» Vielleicht habe ich mich auch in meiner Frage etwas undeutlich
» ausgedrückt...:-|

Doch doch, du musst schon beide OP-Amp Eingänge auf ein bestimmtes Potential legen. --- Aber ich tippe hier von meinem Smartphone aus, das ist etwas mühselig für längere Abhandlungen und Bildchen kann ich im Moment auch nicht posten. Vielleicht findet sich zwischenzeitlich jemand anderes, der dir weiterhilft. Oder du musst warten bis ich wieder zuhause bin. - Hier im ELKO gibt es bestimmt auch einen sog. "Minikurs", der dir weiterhelfen könnte. Such mal danach.

gast*

16.11.2012,
18:32

@ gast*

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» » » Ich glaube du hast die Funktionsweise eines OP-Amp noch nicht so ganz
» » » verinnerlicht. Selbstverständlich kann die Ausgangsspannung auch
» » weniger
» » » als 2,5V betragen. Wenn du einen sog. rail to rail OP-Amp nimmst
» kommst
» » du
» » » bis auf wenige Millivolt an 0V oder wie in deinem Fall an 5V ran.
» »
» »
» » Das mit dem rail to rail ist mir bekannt, aber auch bei Diesem hätte
» ich
» » doch das Problem mit der Referenzspannung. Oder brauche ich die gar
» nicht?
» » Vielleicht habe ich mich auch in meiner Frage etwas undeutlich
» » ausgedrückt...:-|
»
» Doch doch, du musst schon beide OP-Amp Eingänge auf ein bestimmtes
» Potential legen. --- Aber ich tippe hier von meinem Smartphone aus, das
» ist etwas mühselig für längere Abhandlungen und Bildchen kann ich im
» Moment auch nicht posten. Vielleicht findet sich zwischenzeitlich jemand
» anderes, der dir weiterhilft. Oder du musst warten bis ich wieder zuhause
» bin. - Hier im ELKO gibt es bestimmt auch einen sog. "Minikurs", der dir
» weiterhelfen könnte. Such mal danach.

So, ich habe nochmal für dich gesucht.
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm
Da steht eigentlich alles zum Verständnis drin.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
16.11.2012,
18:40

@ thunderbolt

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» » Ich glaube du hast die Funktionsweise eines OP-Amp noch nicht so ganz
» » verinnerlicht. Selbstverständlich kann die Ausgangsspannung auch
» weniger
» » als 2,5V betragen. Wenn du einen sog. rail to rail OP-Amp nimmst kommst
» du
» » bis auf wenige Millivolt an 0V oder wie in deinem Fall an 5V ran.
»
»
» Das mit dem rail to rail ist mir bekannt, aber auch bei Diesem hätte ich
» doch das Problem mit der Referenzspannung. Oder brauche ich die gar nicht?
» Vielleicht habe ich mich auch in meiner Frage etwas undeutlich
» ausgedrückt...:-|

Immer wenn man eine Single-Supply-Spannung einsetzt für eine Verstärkerschaltung, muss man eine Referenzspannung erzeugen. Diese übernimmt die Aufgabe des GND bei einer Dual-Supply-Spannung. Man bezeichnet diese Referenzspannung auch als Arbeitspunktspannung.

--
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

gast*

16.11.2012,
18:42

@ gast*

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» » » » Ich glaube du hast die Funktionsweise eines OP-Amp noch nicht so
» ganz
» » » » verinnerlicht. Selbstverständlich kann die Ausgangsspannung auch
» » » weniger
» » » » als 2,5V betragen. Wenn du einen sog. rail to rail OP-Amp nimmst
» » kommst
» » » du
» » » » bis auf wenige Millivolt an 0V oder wie in deinem Fall an 5V ran.
» » »
» » »
» » » Das mit dem rail to rail ist mir bekannt, aber auch bei Diesem hätte
» » ich
» » » doch das Problem mit der Referenzspannung. Oder brauche ich die gar
» » nicht?
» » » Vielleicht habe ich mich auch in meiner Frage etwas undeutlich
» » » ausgedrückt...:-|
» »
» » Doch doch, du musst schon beide OP-Amp Eingänge auf ein bestimmtes
» » Potential legen. --- Aber ich tippe hier von meinem Smartphone aus, das
» » ist etwas mühselig für längere Abhandlungen und Bildchen kann ich im
» » Moment auch nicht posten. Vielleicht findet sich zwischenzeitlich
» jemand
» » anderes, der dir weiterhilft. Oder du musst warten bis ich wieder
» zuhause
» » bin. - Hier im ELKO gibt es bestimmt auch einen sog. "Minikurs", der
» dir
» » weiterhelfen könnte. Such mal danach.
»
» So, ich habe nochmal für dich gesucht.
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm
» Da steht eigentlich alles zum Verständnis drin.

Abschnitt 2.2 und Abschnitt 5 sind für dich interessant.

thunderbolt(R)

Saarbrücken,
16.11.2012,
18:47

@ schaerer

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

Okay, ich lese es mir durch ...
Mir ist noch nicht ganz klar warum diese Arbeitspunktspannung nicht gleich GND sein darf.

Aber soweit schonmal danke für die Hilfe :-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
16.11.2012,
19:07

@ thunderbolt

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» Okay, ich lese es mir durch ...
» Mir ist noch nicht ganz klar warum diese Arbeitspunktspannung nicht gleich
» GND sein darf.

Die Signalspannung muss sich ein- und ausgangsseitig innerhalb der Betriebsspannung bewegen. Wenn Du eine Schaltung betreibst, die z.B. mit +12 VDC und GND - das ist single-supply - betrieben wird, dann muss diese Arbeitspunktspannung (Bezugsspannung, Referenzspannung) in der Mitte zwischen +12 VDC und GND liegen und das ist +6 VDC.

+6 VDC dann, wenn die Schaltung ganz nahe bei +12 V und GND die Ausgangsamplitude begrenzt. Das ist z.B. bei einem Rail-to-Rail-Opamp der Fall. Ist die Opampschaltung jedoch nicht spannungssymmetrisch aussteuerbar, dann muss man die Arbeitspunktspannung so verschieben, damit man wieder symmetrisch aussteuern kann.

Das heisst, wenn man die Amplitude erhöht, kommt der Moment wo die Signalbegrenzung gemeinsam oben und unten einsetzt.

Ansonsten empfehle ich Dir generell meine Elektronik-Minikurse für Opamps und Instrumentationsverstärker:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/#verstaerker

--
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

thunderbolt(R)

Saarbrücken,
16.11.2012,
21:48

@ schaerer

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

"Damit man eine symmetrische Signalbegrenzung bekommt, muss die Referenzspannung nicht mit GND, sondern mit einer DC-Spannung betrieben werden, die die Ausgangssymmetrie herbeiführt."
(http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm)

ahaa - okay :-)

aber - wie niedrig darf dann diese Referenzspannung sein? :-|

olit(R)

E-Mail

Berlin,
16.11.2012,
22:02
(editiert von olit
am 16.11.2012 um 22:03)


@ thunderbolt

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» "Damit man eine symmetrische Signalbegrenzung bekommt, muss die
» Referenzspannung nicht mit GND, sondern mit einer DC-Spannung betrieben
» werden, die die Ausgangssymmetrie herbeiführt."
» (http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm)
»
» ahaa - okay :-)
»
» aber - wie niedrig darf dann diese Referenzspannung sein? :-|

Wenn dein OPV bis Grund aussteuern kann, und bis zur Betreibsspannung minus 1V, und diese 5V beträgt, dann stehen dir 4V (also +/- 2V) zur Verfügung. Also musst du, in diesem Fall, die Refferensspannung mit 2V wählen.
Das zu verstärkende DC Signal muss selbstverständlich über einen Kondensator eingekoppelt werden. (Es sei denn, dieses DC-Signal hat ebenfalls schon ein Offset von 2V)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
16.11.2012,
22:06

@ thunderbolt

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» "Damit man eine symmetrische Signalbegrenzung bekommt, muss die
» Referenzspannung nicht mit GND, sondern mit einer DC-Spannung betrieben
» werden, die die Ausgangssymmetrie herbeiführt."
» (http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm)
»
» ahaa - okay :-)
»
» aber - wie niedrig darf dann diese Referenzspannung sein? :-|

Das ist situationsbedingt. Eigentlich geht das aus dem was ich geschrieben habe hervor.

Beispiel: Man kann aussteuern bis +10 V und 0 V, dann ist U_ref = 5 VDC, obwohl die Schaltung mit +12 VDC gespiesen wird.

Das bedeutet in diesem Fall, dass der Opamp nur bis 2 V unterhalb von +Ub ausgesteuert werden kann, jedoch bis zu 0 V (GND). Ein LinCMOS-Opamp, wie der LMC271, verhält sich so.

Du kommst aber von selbst auf so etwas, wenn Du das Wirkungsprinzip des Opamp verstanden hast. Darum habe ich gleich den Link mit dem Überblick zu allen Opamp-Minikursen angegeben.

--
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

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
16.11.2012,
22:09

@ olit

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

Du bist heute abend wohl der Speedy-Conzales. Du warst schneller als ich. :-P

--
Gruss
Thomas

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

thunderbolt(R)

Saarbrücken,
16.11.2012,
22:22

@ schaerer

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

Achsooo - okay das hab ich jetzt soweit verstanden. Danke :-)

Aber ich werd trotzdem nochmal so viel Zeit brauchen bis ich es wirklich verinnerlicht habe.

;-)

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
17.11.2012,
10:16

@ thunderbolt

Referenzspannung bei OPV-Schaltung

» Achsooo - okay das hab ich jetzt soweit verstanden. Danke :-)
»
» Aber ich werd trotzdem nochmal so viel Zeit brauchen bis ich es wirklich
» verinnerlicht habe.

Kann gut möglich sein. Um solches zu lernen, sollte man besser nicht all zu sehr unter Zeitdruck stehen...

--
Gruss
Thomas

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https://tinyurl.com/fumtu5z9