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marcel

10.04.2010,
18:00
 

Invertierender Verstärker (Elektronik)

Hallo

Ich habe die Schaltung aus dem Minikurs Operationsverstärker 1 (invertierender Verstärker Bild 1) aufgebaut. Wenn ich über dem Rückkopplungswiderstand R2 messe,zeigt das Tischmultimeter +1,905V. Wenn ich aber die Polarität der Messspitzen vertauche, dann zeigt das Multimeter -1,032V an. Ich hätte jetzt nur ein Vorzeichenwechsel erwartet. Mein Handmultimeter hat meine Erwartung erfüllt aber was macht mein Tischmultimeter?

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
10.04.2010,
20:25

@ marcel

Invertierender Verstärker

Hallo Marcel,

» Ich habe die Schaltung aus dem Minikurs Operationsverstärker 1
» (invertierender Verstärker Bild 1) aufgebaut.

Du hast Glück, dass ich zufällig grad im ELKO-Forum mitlese, weil ich bin der Minikursschreiber. Da ist es für mich leicht auf Deine Frage einzugehen.

Für viele andere ist es problematisch und bedeutet für diese unnötigen Mehraufwand, weil Du zuwenig Information lieferst. Ganz wichtig ist stets den Link zu nennen. Hier ist er:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa1.htm

Und damit man das Bild gleich vor sich hat, kann man es aus dem Minikurs speichern und hier einbinden. Ich mach das auch gleich, damit Du's siehst:


Und dann noch einen gut gemeinten Tipp, falls Du ganz neu bist hier im Forum, lies "7 Tipps für Neulinge" von Patrick Schnabel.

Wenn Du so vorgehst, kommt das letztlich Dir zugute, weil eine Diskussion flüssiger abläuft. Doch nun zum Thema...

» Wenn ich über dem
» Rückkopplungswiderstand R2 messe,zeigt das Tischmultimeter +1,905V. Wenn
» ich aber die Polarität der Messspitzen vertauche, dann zeigt das
» Multimeter -1,032V an. Ich hätte jetzt nur ein Vorzeichenwechsel erwartet.

Das ist theoretisch absolut richtig. Es klemmt halt in der Praxis. Warum? Gar nicht schwer zu verstehen, wenn einem klar ist, dass der invertierende Eingang eines Opamp stets eine "neuralgische" hochempfindliche Stelle ist.

Es genügt u.U. dass man einen langen Draht am inv. Eingang anschliesst und offen rum liegen lässt und der Opamp zeigt am Ausgang völlig falsche Werte an. Er kann übersteuert werden mit einer zusätzlichen Störspannung (Brummspannung), die den angeschlossenen Draht, als Antenne wirkend, aufnimmt und enorm verstärkt. Dafür sorgt dann der relativ hochohmige Gegenkopplungswiderstand R2 mit seinen 200 k-Ohm.

Woher beim Messen die spannungsunterscheide kommen können? Das Messinstrument arbeitet nicht symmetrisch. D.h. der eine Anschluss ist die eigentliche Signalleitung zum Messgerät und der andere die Masse (GND). Je nach dem was Du am inv. Eingang angeschlossen hast, wirkt es sich anders aus. Ist es der GND-Anschluss, ist die Störung massiver.

Die Auswirkung könntest Du mit einem Oszilloskopen am Ausgang des Opamps sehen: Entweder wie gesagt, ein heftiges Störsignal oder der Opamp ist instabil und oszilliert. Das wirkt sich auf die zu messenden DC-Spannungen aus!

Wenn man unbedingt am inv. Eingang messen muss und man ist mit der Messung von DC- oder niederfrequenten Spannungen zufrieden, dann musst Du direkt an den invertierenden Eingang ein Widerstand, sagen wir mal, in der Grössenordnung von 10 k-Ohm schalten. Wenn das Multimeter einen Eingangswiderstand von 1 M-Ohm hat, dann misst Du noch immer genau genug. Viele sind aber hochohmiger, oft sind es 10 M-Ohm.

Versuch das doch einfach mal. Aber wenn Du ein Oszi hast, unbedingt an dem Ausgang anschliessen und mit beobachten. Lohnt sich!

» Mein Handmultimeter hat meine Erwartung erfüllt aber was macht mein
» Tischmultimeter?

Deine Beobachtung stützt das was ich Dir soeben geschrieben habe. Das Tischmultimeter ist bestimmt noch an das 230V-Netz angeschlossen. Das gibt eine nicht zu vernachlässigende kapazitive Kopplung mit der 230V-Primärspannung und ich wette mit Dir, mit dem Oszi misst Du am Ausgang des Opamp eine massiv übersteuerte Netzbrummspannung.

Das Handmultimeter ist da unproblematischer, weil durch das Fehlen einer Verbindung zum 230V-Netz der "neuralgische" inv. Eingang viel weniger belastet wird.

Ich hoffe, das hilft Dir ein wenig weiter. Ich empfehle Dir, diesen Inhalt für Dich zu speichern, damit er Dich in der Messung analoger Schaltung stets ein wenig begleitet.

Mich hat das soeben angeregt, gelegentlich mal diesen Aspekt des Opamps in vielleicht einem weiteren Opamp-Minikurs aufzunehmen.

--
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