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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP07 Operationsverstärker Beschaltung


Autor: danny (Gast)
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Hallo,

ich habe gerade einen nicht-invertierenden Verstärker mit einem OP07 
aufgebaut. (will das Ding für eine Thermoelement-Auswertung verwenden).

Gegenkopplung mit 100x Verstärkung...easy...dachte ich.

Jetzt hab ich bei V+ = 6V am OUT eine Spannung von ~5,4V...und das 
immer! auch wenn ich IN+, IN- auf GND ziehe!?!?!?

Wie kann das sein? Ist das Ding defekt?

Danke schon mal
danny

: Verschoben durch Admin
Autor: Moritz (Gast)
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Schaltung ???

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

nach den Datenblättern kommt der Ausgang bei +/-15V Versorgung je nach 
Belastung auf +/- 12V. Wie weit das bei 6V Ub geht steht da nicht, aber 
bei V=100x bekommst du da schnell Probleme.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ist das Ding defekt?


Kaum.

Schau doch mal ins Datenblatt,
nach input voltage gange
und
output voltage swing.

Autor: Moritz (Gast)
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Warum nimmst du überhaupt dieses alte Ding. Ist nicht "Rail to Rail" und 
benötigt sau viel Strom.
Naja egal, muss trotzdem gehen.
Sag bitte nochmal genau deine Pegel und die Versorgungspannungen. Eine 
Schaltung wäre auch nicht schlecht. Ich weiß zwar, wie ein 
nicht-invertierender Vertärker aussieht, aber vieleicht hast du einen 
Fehler gemacht.

Autor: danny (Gast)
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Schaltung ganz simple a'la:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Bild:Op-ve...

R6 = 100K
R7 = 1K

Output-Voltage-Swing? Bahnhof?

Autor: Blackbird (Gast)
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Rail-to-Rail Input ist doch hier gefragt, denn das Thermoelement hängt 
schließlich an der negativen Versorgungsspannung des OVs (also Masse für 
die Schaltung).

Mach lieber eine Meßbrücke zwischen + und Masse und im Querzweig die 
OV-Eingänge.


Blackbird

Autor: MaWin (Gast)
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> Output-Voltage-Swing? Bahnhof?

SCHAU DOCH MAL INS DATENBLATT !!

Mann sind die Kinder heute lernresistent.

Und
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operations...
hättest du auch lesen können, denn mir scheint, du verstehest den 
Unetrschied zwischen  GND und - Anschluss der Stromversorgung nicht.

Autor: danny (Gast)
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@MaWin: Ich verstehe nicht, wieso in diesem Forum Fragensteller immer 
derart angepflaumt werden.
Nach meinem Verständnis sollte ein Forum dem gegenseiten Austausch 
dienen, und nicht ein Plattform für Autodidakte sein. "SCHAU DOCH MAL 
INS DATENBLATT" bringt keinem was...

Autor: _Patrick_ (Gast)
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Danny,
Du hast also 6V an V+ liegen. Und welche Spannung liegt an V-?
Nicht zufällig Masse, oder?

Autor: Ich (Gast)
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@ danny (Gast)
R7 muß an Ub/2 wenn Du nur eine positive Betriebspannung verwendest.
Wobei Ub/2 dann auch der Bezugspunkt für nachfolgende Messung ist.

MaWin hat halt Problemchen, wissen zu vermitteln.
(Ist nicht bös gemeint)

Autor: danny (Gast)
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An V- liegt Masse, siehe Schaltung im Anhang...

Autor: _Patrick_ (Gast)
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Hallo Danny,
Dann hasst du deinen OP falsch beschaltet. Masse muss zwischen V+ und V- 
liegen

Autor: Jens G. (jensig)
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Es geht sicherlich auch mit nur +6V (sofern der OPV das noch verwerten 
kann). Aber der OPV muß dann am Eingang rail to rail fähig sein 
(zumindest richtung Masse), also bis zu 0V hinab aussteuerbar sein, bzw. 
diese Spannung verwerten können. Genauso muß auch der Ausgang für die zu 
erwartenden Output-Spannung geeignet sein. Deswegen immer der Blick ins 
Datenblatt, welches diese Werte nennt. Und für diesen Typen sagte es für 
den Inut Valtage Range +/- 14V typ bei +/- 15V Betriebsspannung. 
Runtergerechnet auf die nur +6V sind das 1-5V, die effektiv verwertet 
werden können. So ein Thermoelement arbeitet aber sicherlich mit weit 
niedrigeren Spannungen, also etwas über 0V nur.
also deswegen besser +/- 3V oder mehr nehmen (wenn Du unbedingt bei dem 
OP07 bleiben willst), mit extra Masse (was dann den 0V entspricht), die 
schön mittig zw. den Betriebsspannungspotentialen liegt.

Autor: Moritz (Gast)
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So ist es. Es muss hier auf jeden Fall auch negativ versorgt werden, 
sonst kommt der nicht ganz runter.

Autor: Peter R. (pnu)
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Meine Erfahrungen beim Betrieb des OP 07 bei einer einzelnen 
Betriebsspannung von etwas über 6 V:  (Zwei Lion-Zellen)

Der Eingangsspannungsbereich beim OP07 muss etwa innerhalb 1,5 V und 5,5 
V liegen, also mindestens 1,5 V Abstand von Gnd bzw. + Ub haben.

Der Ausgang schafft es ebenfalls nur bis etwa 1,5 V Abstand zu GND bzw. 
+Ub.

Den OP07 verwende ich ausgesprochen gern, sein extrem geringer Offset 
macht ihn auch für Thermoelemente verwendbar (in Lötkolben).

Dass er kein rail-to-rail Typ ist, muss man halt in Kauf nehmen, dafür 
ist er ein überall billig zu habender Standardtyp.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ich verstehe nicht, wieso in diesem Forum Fragensteller immer
> derart angepflaumt werden.

Werden Sie nicht, sie bekommen eine ordentliche Antwort:

! Schau doch mal ins Datenblatt,
! nach input voltage range und
! output voltage swing.

Nur wenn die Fragenden dann zu faul sind das tatsächlich zu machen, 
sondern einfach meinen "ich muss nicht lesen, ich muss keine Mühe in die 
Beantwortung MEINER Frage stecken sondern ich frag einfach noch mal",

DANN wird man ungehalten, und schreibt den Satz noch mal in FETT.

Denn es scheint (durch's viele fernsehen, bei dem man auch alles umsonst 
um die Ohren bekommt?) zu sehr eine Konsumhaltnig eingerissen zu sein, 
da wollen Leute alles 3 mal vorgekaut bekommen und bloss nicht selber 
mal vom Sofa runter, wenn sie auf "Hol dir man DAS Buch", sagen "ich 
will nicht runter vom Sofa und weg von meinen Chips".

Autor: ?? (Gast)
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Man sollte den Leute keine solche OpAmps (OP07) empfehlen. Denn die 2 
Euro Einsparung gegenueber einem Rail-Rail sind weg wenn man eine halbe 
Stunde nachforschen muss weshalb es nicht geht.

Wenn's eh an einen Controller geht wuerd ich mir den OpAmp auch grad 
schenken und direkt auf einen vernuenftigen ADC. ein heutiger 20/24bit 
ADC kann das schoen aufloesen.

Autor: MaWin (Gast)
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> Denn die 2 Euro Einsparung gegenueber einem Rail-Rail

Welcher Rail-To-Rail hat denn genau so gute Daten wie die OP07 ?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

?? schrieb:
> Man sollte den Leute keine solche OpAmps (OP07) empfehlen. Denn die 2
> Euro Einsparung gegenueber einem Rail-Rail sind weg wenn man eine halbe
> Stunde nachforschen muss weshalb es nicht geht.
Wenn sie in der halben Stunde die Ursachen erkannt haben, haben sie mehr 
gewonnen, als wenn sie eben hier einen Rail-Rail nehmen, der dann hier 
zufällig passt und bei der nächsten Schaltung wieder nicht wissen, wie 
es zusammenspielt, wenn es klemmt.
>
> Wenn's eh an einen Controller geht wuerd ich mir den OpAmp auch grad
> schenken und direkt auf einen vernuenftigen ADC. ein heutiger 20/24bit
> ADC kann das schoen aufloesen.

Stimmt. Da kann man dann vermutlich zwar nur 10Bit nutzen, weil der Rest 
nicht zusammenpasst, macht aber mehr Eindruck.

Ich kann MaWin durchaus verstehen.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Peter R. (pnu)
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>die 2 Euro gegenüber einem rail to rail

Der OP07 ist bei mir zum Standard-Typ geworden, wenn es um Genauigkeit 
geht. Da hab ich schon fast 20 Stück verbaut, sowohl in DIL als auch in 
SMD.

2 Euro sind dann schon ein Fakt im Bastleretat.

Dazu krieg ich ihn überall, sowohl in meiner örtlichen 
Elektronikapotheke als auch im Versand. (bei den bekannten Verdächtigen) 
.. und brauche nicht bei irgendeinem hochnäsigen Distributor 
anzuklopfen.

Autor: ?? (Gast)
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>> Denn die 2 Euro Einsparung gegenueber einem Rail-Rail
>
>Welcher Rail-To-Rail hat denn genau so gute Daten wie die OP07 ?


zB ein LT2050, der hat den Eingang auf unter GND, und ist RR-out, fuer 
1.35$... es ist einiges geschehen seit der Einfuehrung des OP07.

Autor: Peter R. (pnu)
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@??(Gast)

>Es ist Einiges geschehen seit der Einführung des OP.

Irgendwie stinkt mir der Ton von oben herab an die Leute, denen ein OP07 
gefällt:

Dass es andere OpAmps gibt, bezweifle ich ja nicht, ich kann mir im 
Datenblatt ja jeden Exoten aussuchen.

Aber krieg ich den in Stückzahlen von eins bis sieben ?- auch noch zu 
vernünftigem Preis ?

Autor: MaWin (Gast)
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> LT2050

Zwar als zero-drift OpAmp stabiler, rauscht aber mehr. Aber nicht bei

Conrad, Reichelt, Segor, Elpro, Darisus, Kessler, Farnell, Acroname, 
Bristol,  H & R,  Newark, Allied,  Carlton Bates,  Inland Empire,  Quest 
Comp., America II,  Crestwood,  Jameco,  Rydek,  Area 51,  Digi-Key, 
JDR,  Arrow,  Future,  Magnitude,  basicEparts,  Garrett Electronics, 
Mouser.

Den Vorschlag meinst du hoffentlich nicht ernst. Vaporware.

Autor: ?? (Gast)
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Den LTC2050 OpAmp gibt's bei Linear Technology. Die Konkurrenz hat aber 
auch nicht geschlafen. Ich nehm mir mal die Zeit die anzuschauen. Hab 
ich schon einige Zeit nicht mehr gemacht.
LMV2011 25uV  -GND..3.2V  RROut 2.80$  @digikey - 3MHz
LMP2011 25uV  -GND..3.2V  RROut 2.93$  @digikey - 3MHz
AD8603  12uV  RR-IO             1.70$  @digikey

usw. Die parametrische Suche bei Analog Devices ist echt geil. Man muss 
vielleicht etwas Zeit investieren. Mit Thermoelementen sollte man sich 
im klaren sein, dass die Spannungen sehr klein sind und man deshalb 
vielleicht ein spezielles Bauteil beschaffen muss. Ein K-Thermoelement 
hat um die 40uV/K. Daher sollte die Offsetspannung im selben Rahmen 
sein. Je nach Genauigkeit.

Autor: Peter R. (pnu)
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@??(Gast)

Also, im Vergleich dazu:

bei Reichelt: OP07 25 ct.

in der hiesigen HF-Apotheke: so um  die 50ct, direkt aus dem Regal 
greifbar.

Wie lange dauerts bei digikey, wieviel Porto ?
Wie zahle ich in Dollar, ohne gottweißwelche Karte ?
Was kommt an Porto, Zoll, MWst. dazu ?

Ich fühl mich immer besser, wenn ich den OP07 empfehle.


PS: Jetzt ist aber Schluss mit dem Thema. Streiten brauchts nicht.

Autor: Alexander Schmidt (esko) Benutzerseite
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Hier eine Auswahl an gängigen Teilen, die fast überall verfügbar sind.
Klaro gibt es inzwischen neuere bessere, aber kaum jemand wird für ein 
Hobbyprojekt bei drei verschiedenen Versendern bestellen.

Standardbauelemente: Operationsverstärker

Autor: danny (Gast)
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Moin,

OK, soweit so klar. Es gibt also folgende Optionen:

1. OP07 aber denn mit negativer Spannung an V-

Negative Spannung würde ich mit einem NE555 oder ICL7660 erzeugen; geht 
das auch einfacher (und billig)?


2. Rail-to-Rail wobei der wirklich "ganz" runter müßte... maximale 
Spannung vom Thermoelement is ~40mV

@??: die von dir gelisteten Teile sind schwer zu kriegen...schon gar 
nicht beim blauen C. Was bedeuted denn eigentlich "-GND" bei 
"-GND..3.2V" ?


3. Ich nehm gleich nen Baustein wie MAX6675 der den ganzen Mist für mich 
erledigt

teuer

Autor: karadur (Gast)
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Hallo


such mal nach dem Begriff "virtueller GND". Es geht nämlich auch ohne 
negativer Versorgung.

Autor: danny (Gast)
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daran dachte ich auch schon...aber:

Wenn ich die virtuelle Masse des OP auf zB 2V lege bleiben mir gerade 
3-4V Versorgung für den OP...laut Datenblatt braucht er min 3V, 
zusätzlich bringt der OP07 laut "Peter R" ~1,5V Abstand zu V+ und V- am 
Ausgang. Dann bleibt mir noch ~0-1V am Ausgang... da wird das Eis dünn.

Oder habe ich da nen Denkfehler?

Autor: Jens G. (jensig)
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@ danny (Gast)
>2. Rail-to-Rail wobei der wirklich "ganz" runter müßte... maximale
>Spannung vom Thermoelement is ~40mV

naja - solche gibt's schon - OPA(2)350 z.B. (auch bei Reichelt) - der 
kann sogar drunter unter ganz unten bzw. drüber über ganz oben ;-) So 
0,1V offiziell über/unter die Betriebsspannungen. Allerdings sind seine 
Offsets nicht ganz prächtig geeignet für Thermoelemente (evtl. aber 
abgleichbar).
Irgendwelche Experten hier im Forum werden vielleicht noch was besseres 
kennen (hoffe ich zumindest).
Der ist auch am Ausgang R2R-fähig, und fängt bei 2,5V (Singlesupply) an 
zu arbeiten.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo


virtuell GND auf 2V. Der OP hat 6V. Nur wie ich oben schon geschrieben 
habe. Ausgangswing ca. von 2- 4 V. v=100x => Input 0- 20mV.

Autor: danny (Gast)
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@karadur: Mit virtuelle Masse meinst du V- vom OP auf 2V legen, oder am 
Eingang (+,- IN) ?

Autor: MaWin (Gast)
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> Negative Spannung würde ich mit einem NE555 oder ICL7660 erzeugen;

Die erzeugen auch Störungen. Die könntest du zwar wegfiltern weil dein 
Thermoelement vermutlich nur langsame Änderungen messen muss, aber 
besser wäre es natürlich, gleich alle Störungen zu vermeiden.

Wenn du deine Stromversorgung nicht umrüsten kannst, so dass sie mehr 
als 5V liefert (die sich dann aufteilen liessen, z.B. in -5V und +5V), 
dann empfiehlt sich wohl ein anderer OpAmp. Die Beschaffung wird dann 
aber schwierig.

Autor: Peter R. (pnu)
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Ein weiterer Weg für negative Spannung wäre:
An einem Ausgang des AVR etwa 100 kHz Rechteckspannung ausgeben.
Mit einem "Spannungsverdoppler" (zwei Schottky-Dioden und zwei 
Kondensatoren) negative Gleichspannung daraus erzeugen. Es entstehen 
etwa 4V mit einigen mA Belastbarkeit.
Was die Störungsgefahr angeht, allerdings kein Vorteil gegenüber NE555 
usw.
Nur hat man eventuell den AVR sowieso in der Schaltung.

Autor: ?? (Gast)
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@??: die von dir gelisteten Teile sind schwer zu kriegen...schon gar
nicht beim blauen C. Was bedeuted denn eigentlich "-GND" bei
"-GND..3.2V" ?


-GND bedeutet unterhalb GND. Steht im Datenblatt. Hier sind's 100mV 
untrhalb GND. Der Ansatz mit dem virtuellen GND kann man auch machen.
Aber bei nur 5V sollte zumindest der Eingang vernuenftig nahe zum GND 
gehen.

Autor: yalu (Gast)
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Annahme 1: Das Ausgangssignal soll per ADC und Mikrocontroller
weiterverarbeitet werden (Das wollen eigentlich fast alle hier im
Forum).

Annahme 2: Du hast mindestens zwei Versorgungsspannungen, nämlich +6V
(das hast du eingangs schon erwähnt) und +5V oder (für den angenommenen
Mikrocontroller).

Annahme 3: Der Ausgangsspannungsbereich des OP07 reicht bei einer Ver-
sorgungsspannung von +6V/GND mindestens von +1V bis +5V (ich habe im
Datenblatt keine Angaben für +6V gefunden, aber oben hast du etwas von
+5,4V geschrieben, deswegen bin ich zuversichtlich).

Annahme 4: Der Eingangsspannungsbereich des OP07 reicht bis mindestens
+5V (lt. Datenblatt ist der Eingangsspannungsbereich bei ±15V größer als
der Ausgangsspannungsbereich, dann wird das auch bei +6V so sein).

Wenn alle drei Annahmen zurtreffen, kannst du die Eingangs- und Aus-
gangsspannungen alle auf +5V beziehen und auf dem Mikrocontroller wieder
auf eine GND-bezogene Spannung zurückrechnen. Das entspricht in etwa der
von karadur vorgeschlagenen virtuellen Masse, aber statt +2V werden +5V
genommen, weil man die sowieso schon hat.

In der angehängten Schaltung bestimmen R1 und R2 den Verstärkungsfaktor.
R3 schützt zusammen mit den internen Schutzdioden des ADC diesen vor
Überspannungen. Der optionale R4 sorgt dafür, dass aus der 5V-Quelle der
Strom immer heraus und nie hinein fließt (viele Spannungsregler mögen
letzteres nicht). Hängen an der 5V-Quelle weitere Verbraucher, kann man
R4 weglassen. Das Thermoelement muss so angeschlossen werden, dass bei
den zu messenden Temperaturen wie eingezeichnet die Spannung zwischen
dem unteren und dem oberen Anschluss positiv ist.

Dann ergibt eine Eingangsspannung Ue am Thermoelement eine Ausgangs-
spannung von Ua=5V-100·Ue. Ein Eingangsspannungsbereich von 0 bis 40mV
ergibt also einen Ausgangsspannungsbereich von 5V bis 1V, was für den
ADC und nach Annahme 3 auch für den OP07 ok ist.

Sollte der Ausgangsspannungsbereich des OP07 nicht ganz ausreichen,
müssen die +6V etwas angehoben und die Verstärkung etwas reduziert
werden.

Autor: _Patrick_ (Gast)
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Danny,
nur mal aus Neugier: wieso bist du auf +6v Versorgungsspannung 
festgelegt?

Autor: MaWin (Gast)
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> aber statt +2V werden +5V genommen, weil man die sowieso schon hat.

Die wird so nicht funktionieren, +5V liegen nicht im input voltage range 
bei +6V Versorgung des OP07, und der Verstärkungsbereich wird stark 
beschnitten, Spannung zwischen 0V und 1.5V sind nicht lieferbar vom 
OP07.

Etwas besser wäre es, wenn VREF des A/D-Wandler nicht +5V sondern 
niedriger liegt (+4.096V, +2.56V) und man die 6V nur zur Erhöhung des 
oberen Aussteuerbereiches verwendet. Aber auch damit ist nicht der volle 
Bereich des A/D-Wandlers nutzbar.

Autor: danny (Gast)
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Also die 6V hatte ich versuchsweise..eigentlich habe ich 5V wie yalu 
schon angenommen hatte, die ich auch für die Versorgung des AVR habe.
=> der OP wird grundsätzlich [1,5; 3,5]V am Ausgang liefern können.
Auf eine zusätzliche Versorgung wollte ich eigentlich verzichten.

Wieso nicht 2,56V als virtuelle Masse statt der 5V. Geht das?

Dann stellt sich die nächste Frage: woher beziehen? Laut Datenblatt soll 
man AREF bei Verwendung des internen V-Generators nicht arg belasten.
Spannungsteiler?

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

wenn du nur die 6V hast dann kommt der OP daran. Der Bezug des 
Thermoelementes und des OPs auf +2V. Bezogen auf die 2V sieht der OP an 
der -Versorgung -2V und an der +Versorgung +4V.

Autor: MaWin (Gast)
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> [1,5; 3,5]V

Wenn dir das reicht... (Bei AREF 2.56V kann der A/D meist nur bis 2.5V 
messen, dann koennte man den Ausgang des OpAmps sogar noch runterteilen, 
auf [1.07...2.56] mit Widerständen um 15k

> Laut Datenblatt soll man AREF bei Verwendung des internen V-Generators nicht arg 
belasten.

Passt perfelt. Die Spannung ist 100 mal kostanter, als die 5V 
Versorgungsspannung, und ausserdem heben sich Fehler beim A/D-Wandeln 
weg. Der OpAmp belastet die nicht arg, der ist eh glücklich, wenn er 
eher einen 100k Spannungsteiler statt 10k treiben muss. Lediglich das 
Rauschen der Widerstände zwingt dich zu einem Kmpromiss.

Autor: yalu (Gast)
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MaWin schrieb:

>> aber statt +2V werden +5V genommen, weil man die sowieso schon hat.
>
> Die wird so nicht funktionieren, +5V liegen nicht im input voltage
> range bei +6V Versorgung des OP07,

Da war ich mir eben auch nicht ganz sicher, da ich dazu in den Daten-
blättern von TI, AD, ST und MAX weder Tabellenwerte noch Diagramme für
den Betrieb mit +6V gefunden habe. Deswegen habe ich einfach mal aus den
zur Verfügung stehenden Informationen im Datenblatt und in dannys Posts
drauflos geschätzt und als Hintertür die Option der Erhöhung der Versor-
gungsspannung von +6V auf einen passenden Wert (z.B. +7V oder +8V) offen
gelassen ;-)

> und der Verstärkungsbereich wird stark beschnitten, Spannung zwischen
> 0V und 1.5V sind nicht lieferbar vom OP07.

Beschnitten wird er auf jeden Fall. Um wieviel (ob 1,5V oder nur 1V)
geht wiederum aus den von mir betrachteten Datenblättern nicht hervor.

Wo hast denn du die Angaben zum Ein- und Ausgangsspannungsbereich für
+6V gefunden?

> Etwas besser wäre es, wenn VREF des A/D-Wandler nicht +5V sondern
> niedriger liegt (+4.096V, +2.56V) und man die 6V nur zur Erhöhung des
> oberen Aussteuerbereiches verwendet.

Klar, wenn man die +6V nicht erhöhen kann, kann man auch den Rest anders
skalieren. Wobei bei einer niedrigen Referenzspannung wie bspw. 2,56V
die untere Ausgangsspannungsgrenze des OPV schon recht deutlich ins
Gewicht fällt und schon etwa die Hälfte des Aussteuerbereichs des ADC
bzw. 1 Bit Auflösung wegnimmt. Aber vielleicht ist das bei der Anwendung
gar nicht so schlimm.

danny schrieb:

> eigentlich habe ich 5V wie yalu schon angenommen hatte, die ich auch
> für die Versorgung des AVR habe.

Wenn du nur 5V hast, solltest du tatsächlich über einen anderen OPV
nachdenken, da der OP07 mindestens +6V bzw. ±3V braucht.

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