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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Umkehraddierer


Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Ich versuche diese Schaltung nachzuvollziehen und zu simulieren: 
http://www.elektroniktutor.de/analog/addierer.html

Was ich nicht verstehe ist dieser Kompensationswiderstand zwischen GND 
und dem nichtinvertierenden Eingang des Opamp:

Da der Widerstand des Eingangs idealerweise unendlich ist, kann doch 
über Rk kein Strom fließen - der + - Eingang liegt also auf 
GND-Potential und man könnte den Eingang auch genauso gut direkt auf GND 
legen.

Kann mir jemand auf die Sprünge helfen?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Der Eingangsstrom ist eben nicht 0A sondern je nach Typ von pA bis uA.
Durch richtige Wahl des Widerstandes kann man den Offsetfehler, 
verursacht durch den Eingangsstrom, eliminieren. Das klappt natürlich 
nur, wenn die Eingangsströme am + und - Eingang gleich groß sind.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Ich habe versucht, die Schaltung mit LTspice auf einem LT1600 zu 
simulieren - da funktioniert sie nicht. Entweder taugt das Modell 
nichts, oder der Opamp ist zu gut.

Autor: HildeK (Gast)
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Uhu Uhuhu schrieb:
> Was ich nicht verstehe ist dieser Kompensationswiderstand zwischen GND
> und dem nichtinvertierenden Eingang des Opamp:

Die Antwort hat Helmut S. schon richtig gegeben.
Zur Dimensionierung: RK wird so groß gewählt wie die Parallelschaltung 
aller an DC-Quellen und dem -Eingang angeschlossenen anderen 
Widerstände.
Hier z.B. würde man ihn gleich RR wählen, wenn die Widerstände R1 ... Rn 
über Koppel-Cs an ihren Quellen angeschlossen sind.

Uhu Uhuhu schrieb:
> Ich habe versucht, die Schaltung mit LTspice auf einem LT1600 zu
> simulieren - da funktioniert sie nicht. Entweder taugt das Modell
> nichts, oder der Opamp ist zu gut.

Poste doch mal den Simulationsfile von LTSpice - dann schaue ich mal, 
woran es liegen könnte. (bin zu faul zum abzeichnen ...)

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Uhu Uhuhu schrieb:
> Ich habe versucht, die Schaltung mit LTspice auf einem LT1600 zu
> simulieren - da funktioniert sie nicht.

Bei mir aus offensichtlichem Grund auch nicht.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Hier ist ein Screenshot und der .asc-File

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Vereinfacht gesagt, gilt, dass sich die Offsetspannungen aufheben 
(Vorausgesetzt, die Offsetströme sind gleich groß an den beiden 
Eingängen), wenn man an beide Eingänge den gleichen Außenwiderstand 
anschließt.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Nachtrag zum Screenshot: der grüne Graph ist das Ausgangssignal mal 
1000!

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Die Schaltung funktioniert deswegen nicht, weil der Summierverstärker 
invertiert. Aber er hat keine negative Versorgungsspannung, weshalb er 
am Ausgang nicht kleiner als 0 werden kann.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Guckst du.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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Oh - ich dachte, ich hätte das mit dem 5V Offset auf die Eingangssignale 
kompensiert. Schon zweimal abgeschitten und immer noch zu kurz...

Danke.

Autor: HildeK (Gast)
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Naja:
Umkehrverstärker! Single Supply, positiver Offset auf den Quellen??? Da 
müsste der Ausgang ja deutlich in den negativen Bereich gehen können und 
dafür benötigt der OPA eine negative Versogungsspannung.

Es ist nicht mal ein Verstärker - das ist dir bewusst?
Ua= -R4/R1*V1 + -R4/R2*V2

Ich habe dir mal meine Modifikation angehängt, jetzt mit Verstärkung 10 
und nicht mehr mit Dämfpung 10.

Übrigens: in deiner Schaltung hätte der R3 idealerweise 50k || 10k groß 
sein sollen, also rund 8kΩ, in meiner ist er wegen C1 und C2 genausogroß 
wie R4.
Bei AC-Anwendungen mit AC-Kopplung am Eingang und ggf. sogar am Ausgang 
kann man ihn getrost durch eine Drahtbrücke ersetzten.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Wenn du den im Single Supply betreiben willst, musst du den (+) Eingang 
mit einem Spannungsteiler auf Vcc/2 ziehen. Außerdem müssen die Signale 
am Eingang dann auch um Vcc/2 symmetrisch sein. Bei 
Wechselspannungssignalen macht man das idR mit einer Vcc/2 Vorspannung 
und Einkopplung mittels Reihenkondensator.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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HildeK schrieb:
> Es ist nicht mal ein Verstärker - das ist dir bewusst?
> Ua= -R4/R1*V1 + -R4/R2*V2

Mit R1 = R2 = R4 = 100 k bekomme ich

  Ua = -(V1 + V2)

das ist doch das, was man erwartet von einem Addierer, der gleichzeitig 
das Vorzeichen umdreht.

Und meine Simulation scheint das zu bestätigen.

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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@Simon K.

Ja, jetzt, wo der Groschen gefallen ist, leuchtet das ein, was du 
schreibst :-)

Autor: Uhu Uhuhu (uhu)
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@HildeK

Oh sorry, da hatte ich unterwegs den R4 variiert.

Frage zu deiner AC-Schaltung: da ist je ein Hochpaß davor. Sehe ich das 
recht, daß dessen Verhalten durch (R1 + Ro) * C1 bestimmt wird? (Ro ist 
der Ausgangswiderstand der Signalquelle.)

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