Übertragungsfunktion LM6172 mit LTSpice (Open Loop Gain) simulieren?

[Control:Eng (Gast)]

Hallo Community,

für eine tiefgehendere Stabilitätsanalyse eines Gesamtsystems benötige 
ich sehr drigend die Open-Loop Verstärkung des LM6172 OPV's.

Mir liegt das Modell des OPV'S von TI vor.

Leider habe ich es noch nicht geschafft die Open-Loop-Gain wirklich 
sinnvoll mit LTSpice zu bestimmen.

Wie wäre das beste Vorgehen zur Bestimmung?

Intuitiv wäre es ja sinnvoll einfach ein kleines AC-Signal auf den 
invertierenden Eingang zu geben und mir am Ausgang das Verhältnis von 
Ausgangssignal zu Eingangssignal anzusehen.

Der Verlauf der bei dieser Simulation entsteht erscheint mir schon 
sinnvoll, allerdings passen die Verhältnisse absolut nicht. So startet 
der Phasengang bei 180° und der Amplitudengang bei -160dB? Erklären kann 
ich mir das nicht wirklich...

Habt ihr vielleicht einen guten Tipp für mich?

Würdet mir damit wirklich seeeehr weiterhelfen! Ich danke euch im 
Voraus!

Control:Eng

[Christian L. (cyan)]

Wie hast du den OPV genau beschaltet? Welche Amplitude hast du an den 
Eingang gelegt. Mach mal ein Screenshot der Simulation oder besser, 
hänge die Simulation mit an.

[ArnoR (Gast)]

Control:Eng schrieb:
> einfach ein kleines AC-Signal auf den
> invertierenden Eingang zu geben

> So startet
> der Phasengang bei 180° und der Amplitudengang bei -160dB? Erklären kann
> ich mir das nicht wirklich...

Wenn du das Eingangssignal auf den invertierenden Eingang gibst, dann 
kann man schon erwarten, dass das Ausgangssignal die Phase 180° hat.

Eine vernünftige Simulation bekommst du nur hin, wenn der OPV auch einen 
sinnvollen DC-Arbeitspunkt hat.

Du hast 2 Möglichkeiten:
Entweder du legst einen DC-Offset auf die Signalquelle (bei offener 
Rückkoppelschleife)
Oder du baust eine Gegenkopplung ein, die den OPV wenig belastet und die 
für Frequenzen unterhalb der ersten natürlichen Polfrequenz des OPV 
unwirksam ist.

[ArnoR (Gast)]

ArnoR schrieb:
> die
> für Frequenzen unterhalb der ersten natürlichen Polfrequenz des OPV
> unwirksam ist.

Blöd formuliert, ich meinte "ab unterhalb der ersten Polfrequenz 
aufwärts unwirksam ist"

[Control:Eng (Gast)]

So,

möchte nun noch die Screenshots nachreichen, ihr findet sie oben.

Wie man sieht, so kommt noch kein wirklich gutes Ergebnis zustande. 
Sogar ca. -301dB was linear Verstärkungsfaktor von 8,9125e-16 
entspricht...unrealistisch.

Ich habs auch mal mit dieser Variante probiert:

http://www.linear.com/solutions/4449

Aber ganz verstehe ich nicht warum die Quelle dort mit einem DC von 0V 
dort angeschlossen wird. Passt an sich nicht ganz zur Theorie.

Beste Grüße und Danke!

[Control:Eng (Gast)]

Ups, hier nun die Screenshots.

[ArnoR (Gast)]

R1 und R2 sind sinnlos. Der OPV hat eine Offsetspannung, die wird mit Vo 
verstärkt und treibt den an den Anschlag, daher kann der nicht 
verstärken.

Sieh dir den Gleichspannungspegel an "out" an und stell den mit einem 
sinnvollen DC-Offset von V3 auf nahe 0V ein, dann gehts auch.

[Christian L. (cyan)]

Wie Arno schon schrieb, musst du erst einmal dafür sorgen, dass der OPV 
mit seinem Arbeitspunkt aus der Begrenzung kommt.

Des Weiteren musst du dann auch nicht mit einer kleinen 
Eingangsamplitude simulieren. Du kannst die Amplitude in der AC 
Simulation auf 1 stellen. dann kriegst du direkt die Verstärkung 
angezeigt. Im Anhang habe ich das mal mit einem LM7171 gemacht.

[Control:Eng (Gast)]

Hallo,

klasse, nun passen die Daten super zum Datenblatt. Auch scheint das 
Modell bezüglich der Offsetspannung vorzüglich zum Datenblatt zu passen.

Endlich weiß ich jetzt wie man die Open-Loop Verstärkung bestimmt :)

Hättet ihr eventuell auch Lust mir näherzubringen, wie man die 
Schleifenverstärkung einer beliebigen OPV Schaltung richtig simulieren 
kann?

Auch dabei habe ich mich vollkommen auf die von LTSpice in:
http://www.linear.com/solutions/4449
vorgeschlagene Variante verlassen. Und nun weiß ich nicht ob das 
wirklich auch so passt...

Für die Schleifenverstärkung muss ich ja die Schleife aufbrechen und in 
den - Eingang ein AC-Signal einkoppeln. Reicht es wenn ich dann am + 
Eingang den nun bekannten Offset einkopple und dann das Verhältnis als 
Bode-Diagramm betrachte?

Nochmals: Vielen Dank für eure Hilfe! Solche Tipps sind Gold wert!

[Control:Eng (Gast)]

Hmm scheinbar funktioniert das wie im Post von mir vorher beschrieben 
noch nicht.

Eigentlich habe ich ja nun die Offsetspannung für den OPV bestimmt. 
Messen tue ich im Transient Modus aber wieder nur, dass der OPV in 
seiner positiven Begrenzung ist.

Im Bode-Diagramm zeigt sich mir eine Verstärkung von -180dB.

Anbei mal ein Screenshot der Schaltung die ich untersuchen möchte.

[Control:Eng (Gast)]

Habs:

Da es sich um einen invertierenden Verstärker handelt musste ich den 
Offsetabgleich, den ihr oben beschrieben habt für den anderen Eingang 
durchführen. Dabei hat ein reines Vorzeichen drehen bereits ausgereicht 
um nahe an die Null zu kommen.

Nun sind meine Ergebnisse praktisch absolut passend zu meinen Messungen 
bezüglich des Überschwingens und der Phasenreserve.

Vielen Dank an euch beide für eure Hilfe!