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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nichtinvertierender OP - sinkende Versorgungsspannung


Autor: Thomas E. (tomedl)
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Hallo!

Ich habe einen LM358 als nichtinvertierenden Verstärker beschaltet. Er 
soll eine Eingangsspannung von 100-800mV verstärken. Diese Spannung ist 
eine Gleichspannung, die sich nur langsam ändert (vom Rauschen mal 
abgesehen). Versorgt wird der OP mit stabilen 9V (single supply). Soweit 
so gut. Das funktioniert auch prächtig.

Wenn ich jetzt statt den stabilen 9V die Versorgungsspannung direkt von 
einem Bleiakku (12V) abgreife, wie verhält sich das dann auf die 
Ausgangsspannung des OPs? Denn die 12V sind ja nicht immer 12V, sondern 
sinken langsam ab und steigen dann wieder beim Ladevorgang.

Meines Erachtens nach darf sich da nix verändern, denn das 
Widerstandsverhältnis bestimmt ja den Verstärkungsfaktor, welcher also 
fest ist. Die Grenze mit der "Quiescent-Voltage" (heißt das so?) wird 
auch nicht erreicht, bei 800mV (max. Eingangsspannung am OP) beläuft 
sich die Spannung am Ausgang auf 4,56V - also wäre ich mit 10,8V-13,8V 
ausreichend besetzt.

Grüße

Autor: Route_66 (Gast)
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Hallo!
Es gibt noch den "Betriebsspannungsdurchgriff" oder das Gegenteil, die 
"Betriebsspannungsunterdrückung".
Bei STM heißt das "Supply Voltage Rejection Ratio" SVR

Autor: Thomas E. (tomedl)
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Route_66 schrieb:
> Hallo!
> Es gibt noch den "Betriebsspannungsdurchgriff" oder das Gegenteil, die
> "Betriebsspannungsunterdrückung".
> Bei STM heißt das "Supply Voltage Rejection Ratio" SVR

Danke für deine Antwort. Ich habe die entsprechende Zeile im Datenblatt 
gefunden:
Supply Voltage Rejection Ratio (RS < 10kOhm)
   Vcc = 5V to 30V                            min.         max.
   Tamb = 25°C                                65dB         100dB
   Tmin < Tamb < Tmax
Ganzt deuten kann ich die Sache allerdings nicht.
Mit RS ist wohl die Last am Ausgang gemeint. Die ist bei mir ungefähr 
1MOhm.
Tamb ist meiner Ansicht nach die Umgebungstemperatur.
Tmin < Tamb < Tmax heißt soviel wie "die minimale Temperatur ist kleiner 
als die Umgebungstemperatur und die Umgebungstemperatur ist kleiner als 
die maximale Temperatur"?

Was bedeutet das jetzt alles für mich?

Grüße

Autor: Route_66 (Gast)
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Das heißt: Änderungen der Betriebsspannung werden in Deinem Fall, also 
bei 25 °C und nicht zu niederohmiger Last, um mindestens 65 dB, aber 
maximal 100 dB unterdrückt.

Autor: Thomas E. (tomedl)
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Danke für deine Ausführungen. So ganz verstanden hab ich das aber 
trotzdem noch nicht (vielleicht einen Knoten im Hirn).

Angenommen ich lege eine stabile Eingangsspannung von 800mV an und messe 
4,56V am Ausgang. Dann erhöhe ich langsam die Verosrgungsspannung von 9V 
auf 15V. Wie stark verändert sich dann die Ausgangsspannung?

Grüße
Thomas

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Thomas E. schrieb:
> Angenommen ich lege eine stabile Eingangsspannung von 800mV an und messe
> 4,56V am Ausgang. Dann erhöhe ich langsam die Verosrgungsspannung von 9V
> auf 15V. Wie stark verändert sich dann die Ausgangsspannung?

Du hast also einen Verstärkungsfaktor von 5,7. Das SVR ist mindestens
65dB, was einem Spannungsverhältnis von 10^(65/20)=1778 entspricht.
Ändert sich die Versorgungsspannung um 6V, führt dies zu einem
zusätzlichen Eingangsoffset von 6V/1778=3,4mV. Dieser wird wie die
Eingangsspannung um den Faktor 5,7 verstärkt, so dass sich am Ausgang
des Verstärkers eine Spannungsänderung um 19mV ergibt. Wenn du also bei
einer Versorgungsspannung von 9V am Ausgang 4,56V misst, bekommst du bei
15V im worst Case eine Ausgangsspannung von 4,579V oder auch 4,541V.

Das typische SVR ist mit 100dB um den Faktor 56 höher, so dass die
Änderung der Ausgangsspannung nur noch 0,34mV beträgt. was in den
meisten Fällen nicht mehr stört.

Autor: Thomas E. (tomedl)
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Hallo!

Danke für die tolle Erklärung, jetzt hab ichs verstanden.
Ich denke, diese ABweichungen sind in meiner Anwendung vernachläsigbar.

Grüße
Thomas

Autor: F. Fo (foldi)
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Yalu X. schrieb:
> Thomas E. schrieb:
>> Angenommen ich lege eine stabile Eingangsspannung von 800mV an und messe
>> 4,56V am Ausgang. Dann erhöhe ich langsam die Verosrgungsspannung von 9V
>> auf 15V. Wie stark verändert sich dann die Ausgangsspannung?
>
> Du hast also einen Verstärkungsfaktor von 5,7. Das SVR ist mindestens
> 65dB, was einem Spannungsverhältnis von 10^(65/20)=1778 entspricht.
> Ändert sich die Versorgungsspannung um 6V, führt dies zu einem
> zusätzlichen Eingangsoffset von 6V/1778=3,4mV. Dieser wird wie die
> Eingangsspannung um den Faktor 5,7 verstärkt, so dass sich am Ausgang
> des Verstärkers eine Spannungsänderung um 19mV ergibt. Wenn du also bei
> einer Versorgungsspannung von 9V am Ausgang 4,56V misst, bekommst du bei
> 15V im worst Case eine Ausgangsspannung von 4,579V oder auch 4,541V.
>
> Das typische SVR ist mit 100dB um den Faktor 56 höher, so dass die
> Änderung der Ausgangsspannung nur noch 0,34mV beträgt. was in den
> meisten Fällen nicht mehr stört.

Wenn in der Elektronik nur alles mit solchen verständlichen Beispielen 
ausgedrückt würde.
Vielen Dank, Yalu!

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