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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OPV-Schaltung noch recht ungenau


Autor: theo (Gast)
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Hallo.

Ich habe eben eine Op-Schaltung aufgebaut, hierbei stellen sich mir noch 
einige Fragen.
Zur Schaltung:
2 invertierende OpV-Stufen in Reihe geschaltet (um am Ausgang wieder 
positives Vorzeichen zu bekommen, da am Eingang eine DC-quelle als 
Signalquelle dient)--> Verstärkung der Einzelstufen soll sich 
multiplizieren, nun das funktioniert soweit ganz gut.
Um die Schaltung zu testen, habe ich verschiedene Eingangswerte 
vorgegeben und die Ausgangsspannung aufgenommen, alles in Excel 
übertragen und mir Uout in Abhängigkeit von Uin als Graph dargestellt.
Zwar sieht es recht linear aus, jedoch schwankt die Verstärkung doch in 
gewissen Bereichen.
Eigentlich sollte diese bei etwa 12 liegen, schwankt jedoch mit 
steigender Uin (5mV...1V) von 7 bis 13.

Was könnte ich tun, um über den obigen Uin-Bereich eine möglichst 
konstantere Verstärkung zu erhalten?

Hoffe jemand weiß Rat....

Autor: Dieter S. (accutron)
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Schaltung? Excel-Tabelle?

Gruß

Dieter

Autor: was-willst-du (Gast)
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Warum 2 invertierende Stufen?
Wie wärs mit einer einzigen nicht-invertierenden?
Halbiert vielleicht Dein Problem.

Autor: theo (Gast)
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Habe hier leider keine Möglichkeit eine Schaltung einzuscannen..
Jede Stufe besteht aber aus dem OpV, ein R am inv.Eingang und ein R als 
Gegenkopplung und das ganze zweimal hintereinander.

Das mit der nicht invertierenden Schaltung habe ich schon probiert, hat 
aber gar nicht funktioniert, konnte mir nicht wirklich erklären warum.
Der OP ging immer in Sättigung, auch bei 0V am Eingang.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Habe hier leider keine Möglichkeit eine Schaltung einzuscannen..
Foto? Handy?
Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte.
Welche OP-Amps, welche Versorgungsspannung, welche Verstärkung?

> Das mit der nicht invertierenden Schaltung habe ich schon probiert...
> Der OP ging immer in Sättigung, auch bei 0V am Eingang.
Welche OP-Amps, welche Versorgungsspannung, welche Verstärkung?

Ich tippe mal ganz einfach, dass du aus dem Gleichtaktbereich kommst.
Mit dieser Vermutung liege ich zu gut 75% richtig.

Autor: theo (Gast)
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Fangen wir mit der eigentlichen Frage zur invertierenden Version an.
Ich hoffe das das Bild nun alles verdeutlicht..

Autor: theo (Gast)
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Muss noch dazu sagen das es sich nicht um op741 handelt, sondern um den 
Typ tl074, die Bezeichnung im Bild also nicht stimmt.

Autor: Dieter S. (accutron)
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Theo,

also lt. Schaltplan kannst Du Verstärkungen zw. 10 und ca. 15 
einstellen. Das "ca." wegen der höheren Toleranz des Potis.

Kann es sein, dass Du vor allem Abweichungen bei sehr kleinen 
Eingangsspannungen hast? Falls das so ist, kämen mehrere 
Ungenauigkeitsquellen in Betracht, eine wichtige davon ist der Offset 
der OPs. Dies lässt sich feststellen, wenn man die Eingangsspannung auf 
Null setzt und dann mit einem hinreichend genauen Voltmeter die 
Ausgangsspannung misst.

Gruß

Dieter

Autor: faraday (Gast)
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miß auch mal hinter 1. Stufe.
Hast bestimmt Schwingungen drauf.
Abblock-C?
Oszi zur Hand?

Autor: oszi40 (Gast)
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Bei Verstärkung im mV-Bereich würde ich auch mal ein prüfendes Auge auf 
saubere Versorgungsspannung werfen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Eigentlich sollte diese bei etwa 12 liegen, schwankt jedoch mit
> steigender Uin (5mV...1V) von 7 bis 13.
Bei welchen Eingangsspannungen stellst du die "Schwankung" fest?

Autor: theo (Gast)
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wollte nur noch berichten, das nun die Schaltung besser funzt.
Habe folgende Änderung vorgenommen.
1.Änderung:
An den beiden Eingängen der Stufen Kondensatoren zur Masse, 1.Stufe 
100nF-2.Stufe 10nF; parallel zur symmetrischen Versorgungsspannung 10nF.
2.Änderung
Verändern der Widerstandsverhältnisse, in der ersten Stufe das 10fache 
der Werte und in der zweiten Stufe auch um einige Faktoren grössere 
Werte.

Meiner Meinung nach, bringt die letzte Änderung am meisten den 
gewünschten Erfolg. Scheinbar waren die Ströme durch die niedrigen 
Widerstandsverhältnisse dem "OPV-wirken" nicht gerade zuträglich und 
eher grenzwertig.
Bei den eingesetzten Kondensatoren, bin ich mir noch nicht sicher, ob 
diese an der stabileren Übertragung beteiligt waren, ein herausziehen 
aus der Schaltung und erneutes Einsetzen, zeigte keine Änderung.

Danke für die schnellen zahlreichen Hinweise....

Autor: Jens G. (jensig)
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@ theo

>1.Änderung:
>An den beiden Eingängen der Stufen Kondensatoren zur Masse, 1.Stufe
>100nF-2.Stufe 10nF; parallel zur symmetrischen Versorgungsspannung 10nF.

also die C's (direkt) an die Eingänge (invertierende) würde ich eher 
sein lassen, sonst bekommt das Ding erst recht eine gewisse 
Schwingneigung (je nach Fall). Eher sind ein paar pF (10 oder 20pF) 
parallel zum Rückkopplungs-R hilfreich, wenn das Ding wirklich schwingen 
sollte).

10n zur Versorgung ist schon recht klein - mach mal 100n Kerko + 10µ 
Elko jeweils für + und - gegen Masse.
Hast Du einen Oszi? Dann hänge den mal an beide Ausgänge. Ich möchte 
schon fast wetten, daß die Schaltung (leicht) schwingt in der 
Ausgangsschaltung.

Und - auch mal das Messgerät kritisch unter die Lupe nehmen - zeigen 
zwei Meßbereiche den gleichen Wert an (abgesehen von der 
unterschiedlichen Genauigkeit um eine Stelle). Sind die Batterien nicht 
schon zu weit runter? Manche fangen schon mit Meß-Datenmüll an, wenn die 
Batterie-Low-Anzeige noch gar nicht erscheint.

Autor: Jens G. (jensig)
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Ach ja: bei Ui bis zu 1V, und Verstärkung=12, könnte es durchaus sein, 
daß die OPV's langsam an die Grenze bei Vcc=15V kommen. Ich glaube, bei 
den 074ern sollte man einen Sicherheitsabstand von 4V zur 
betriebsspannung einhalten (die haben ja interne R's in der Endstufe, 
was interne spannungsabfälle verursacht). Aber das sollte erst bei 
höherer Aussteuerung auftreten. Wenn die Ua unter 10V bleibt, sollte man 
trotz niederohmiger R-Beschaltung noch einigermaßen gut liegen. Darunter 
sollte es linear bleiben.

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