Operationsverstärker

[Rob (Gast)]

Hallo,

ich hätte da eine Frage bezüglich der Offsetspannung.
Wenn ich die Offsetspannung in meiner Rechnung mit einbeziehen will, ist 
die Formel bezogen auf die beigefügte Schaltung dann richtig?

Ua1=Ue1((R2/R1)+1)+Uoffset ; V1=(R2/R1)+1

Wenn ich jetzt eine zweite Schaltung (ebenfalls nichtinvertierender 
Verstärker) dazu schalten sollte, dann lautet die gesamte Spannung wie 
folgt:

Ua2=Ua1*V2+Uoffset         ;V2=(R4/R3)+1


VG

[M. K. (sylaina)]

Rob schrieb:
> ist
> die Formel bezogen auf die beigefügte Schaltung dann richtig?

Nein, in deinem Fall wird die Offsetspannung mit der gleichen 
Verstärkung wie Ue verstärkt, es müsste also lauten:

$$U_a = (U_e+U_{offset}) (1+\frac{R1}{R2})$$

PS: Deine Verstärkung ist übrigens auch falsch.

[Rob (Gast)]

Danke,

ich dachte die Offsetspannung liegt am Ausgang, wenn am Eingang keine 
Spannung anliegt.
d.h. die allgemeine Formel lautet:

Ua= (Ue+Uoffset)*V

Bei einem invertierenden Verstäker würde es so aussehen:

Ua=(Ue+Uoffset)*(R2/R1)

[Rob (Gast)]

> Bei einem invertierenden Verstäker würde es so aussehen:
>
> Ua=(Ue+Uoffset)*(R2/R1)

Stimmt die Formel dann für einen invertierenden Verstärker?

[M. K. (sylaina)]

Rob schrieb:
>> Bei einem invertierenden Verstäker würde es so aussehen:
>>
>> Ua=(Ue+Uoffset)*(R2/R1)
>
> Stimmt die Formel dann für einen invertierenden Verstärker?

Ja, dafür stimmt sie. Superpositionsprinzip ;)

[Rob (Gast)]

Nur noch eine Frage, wenn ich beispielsweise eine zweite invertierende 
Verstärker (Eingang:Ua1, Ausgang:Ua2) dazu schalte.

Bsp.:
ua1= -7mV ; Das negative Vorzeichen ergibt sich aus der vorgeschalteten 
invertierende schaltung

Uoffset= 10 mV

V=2

subtrahiere ich vom 10mV die 7mv:

Ua2=(10-7)mV*2=6mV


oder

Ua2=(10+7)mV*2=34mV

VG

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Rob schrieb:
> ich dachte die Offsetspannung liegt am Ausgang, wenn am Eingang keine
> Spannung anliegt.

Die Offsetspannung heißt meistens Eingangsoffsetspannung und bezieht 
sich immer auf den Eingang. Muß auch, denn die Spannung die sich auf 
Grund der Offsetspannnung am Ausgang des OPV einstellt, hängt ja von der 
Beschaltung des OPV ab.

[Rob (Gast)]

Wenn die Spannung am Eingang der invertierder Verstärker negativ ist, 
würde man die Offsetspannung von der Eingangsspannung abziehen?

Ua=(-Ue+Uoffset)*V

[Rob (Gast)]

ich glaube ich habe es jetzt verstanden, die Differenzspannung UD ist 
die Offsetspannung Uoffset.

UD=Uoffset

[M. K. (sylaina)]

Rob schrieb:
> ich glaube ich habe es jetzt verstanden, die Differenzspannung UD
> ist
> die Offsetspannung Uoffset.
>
> UD=Uoffset

Öhm, nein, die Differenzspannung Ud und die Offsetspannung Uoffset sind 
zwei völlig unterschiedliche Spannungen.

[Der Andere (Gast)]

Rob schrieb:
> ich glaube ich habe es jetzt verstanden, die Differenzspannung UD ist
> die Offsetspannung Uoffset.

Nicht ganz. Die Spannungen addieren sich am Eingang des OPs. Wenn dein 
OP eine Offsetspannung von sagen wir 5mV hat, dann musst du eine 
Differenzspannung von -5mV an den Eingang legen, damit die 
Ausgangsspannung tatsächlich 0V wird.

[Rob (Gast)]

Wie berechne ich dann bei einem invertierenden Verstärker, die 
offsetspannung dazu, wenn ich die Ausgangsspannung haben möchte?

Laut
 http://www.hems.de/uploads/media/opv_prof_gossner.pdf

s. 16 ist die offsetspannung die Differenzspannung,

da steht uA=-Ue(R2/R1)-Uoffset(1+R2/R1)  und diese Formel lässt sich 
herleiten wenn ich am Eingang und am Ausgang eine Masche anlege mit 
Ud=Uoffset,,,

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Michael K. schrieb:
> Rob schrieb:
>> ich glaube ich habe es jetzt verstanden, die Differenzspannung UD
>> ist
>> die Offsetspannung Uoffset.
>>
>> UD=Uoffset
>
> Öhm, nein, die Differenzspannung Ud und die Offsetspannung Uoffset sind
> zwei völlig unterschiedliche Spannungen.

Jetzt verwirr ihn nicht. Er hat schon recht. Die Offsetspannung wirkt 
genauso wie eine "echte" Eingangsdifferenzspannung.

Oder anders gesagt: ein realer OPV mit Offsetspannung != 0 verhält sich 
wie ein offsetfreier OPV dem eine zusätzliche Eingangsdifferenzspannung 
in Höhe der Offsetspannung zugeführt wird.

Und was die Berechnung einer OPV-Schaltung unter Berücksichtigung des 
Offsets angeht: normal rechnet man mit einem idealen OPV und setzt als 
Bedingung U_diff = 0 (der ideale OPV regelt über die Gegenkopplung seine 
Eingangsdifferenzspannung auf 0). Für einen idealen OPV mit Offset wird 
daraus U_diff = -U_offset. Und schon kann man rechnen.

[M. K. (sylaina)]

Rob schrieb:
> Wie berechne ich dann bei einem invertierenden Verstärker, die
> offsetspannung dazu, wenn ich die Ausgangsspannung haben möchte?
>
> Laut
>  http://www.hems.de/uploads/media/opv_prof_gossner.pdf
>
> s. 16 ist die offsetspannung die Differenzspannung

Nein, da steht, dass die Eingangsdifferenzspannung, die man anlegen muss 
um am Ausgang 0 V zu erhalten, die Offsetspannung ist. Das ist was 
anderes als zu sagen, dass die Eingangsdifferenzspannung die 
Offsetspannung ist.

Axel S. schrieb:
> Jetzt verwirr ihn nicht. Er hat schon recht. Die Offsetspannung wirkt
> genauso wie eine "echte" Eingangsdifferenzspannung.

Das hat er nicht gesagt, er hat gesagt, dass die 
Eingangsdifferenzspannung die Offsetspannung sei und das ist schlicht 
nicht richtig. Nur wenn man die Randbedingung Ua=0V mit beifügt stimmt 
diese Aussage ;)

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Axel S. schrieb:
> Und was die Berechnung einer OPV-Schaltung unter Berücksichtigung des
> Offsets angeht: normal rechnet man mit einem idealen OPV und setzt als
> Bedingung U_diff = 0 (der ideale OPV regelt über die Gegenkopplung seine
> Eingangsdifferenzspannung auf 0). Für einen idealen OPV mit Offset wird
> daraus U_diff = -U_offset. Und schon kann man rechnen.

Und erkennt, warum mehrstufige OPAMP Schaltungen mit "nur" wenigen mV 
Offset ganz schnell Probleme bekommen.
Und jetzt gibt es auch noch verschiedene Ursachen für den Offset, 
abhängig von der Beschaltung.
Als Nächstes empfiehlt jemand pauschal chopperstabilisierte OPAMPs ohne 
die Anwendung zu kennen, was zu ganz neuen spannenden Nebeneffekten 
führt.

Google "opamp ausgangsspannung durch offset"
http://dk4ek.de/elektronik/op_offs.pdf

Deutlich einfacher wird's, wenn nur AC gemessen wird. Dann kann man die 
einzelnen Verstärkerstufen gleichspannungsmäßig entkoppeln.
Oder man geht von unsymmetrisch/single-ended nach 
symmetrisch/differential.

(Nicht nur) Bei ADI gibt es viel spannende Literatur zu dem Thema.
Oder man schaut mal in den Tietze/Schenk.