Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Voltage Follower


von Nils (Gast)


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Vielleicht habt ihr ja eine Idee:

Ich brauche einen Voltage Follower der folgende Bedingungen erfüllt:

- Eingang ist entweder 0V, 1.8V oder 3V. Diese Spannung lege ich am 
Eingang an und möchte am Ausgang die gleiche Spannung sehen.
- Supply ist 5V.
- Last zieht 150mA peak, 80mA durchschnittlich gegen Ground.
- Der Follower darf kein Problem haben eine kapazitive Last von bis zu 
4.7µF zu treiben.
- Kurzschlussfester Ausgang währe toll, muss aber nicht.

Hätte ich die letzte Bedingung nicht, dann würde ich einfach einen 
Single-Supply OpAmp mit NPN als Currentbooster hinter dem Ausgang 
nehmen. Blöderweise funktioniert das aber in der Praxis nicht, weil die 
üblichen OpAmps keine kapazitiven Lasten treiben wollen.

Das ganze hätte ich natürlich gerne billig und klein, ist klar :-)

Irgendwelche Ideen?

von Nurso (Gast)


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Bei passender Eingangsquelle reicht ein Stück Draht.

von Uwe B. (uwe_beis)


Angehängte Dateien:

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Schau' dir mal den LT3082 an. Das ist ein witziger LDO, der sich über 
nur einen Widerstand einstellen lässt, bis 0 V herunter geht, aber auch 
als Spannungsfolger geeignet ist. Der will eine größere Lastkapazität. 
Im SOT23-Gehäuse für 200 mA - was willst du mehr? Billiger vielleicht?

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Nils schrieb:
> - Eingang ist entweder 0V, 1.8V oder 3V. Diese Spannung lege ich am
> Eingang an und möchte am Ausgang die gleiche Spannung sehen.

Wie gleich soll die Spannung denn sein?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Nils schrieb:
> Der Follower darf kein Problem haben eine kapazitive Last von bis zu
> 4.7µF zu treiben.
Bei welcher Frequenz?

> einen Single-Supply OpAmp mit NPN als Currentbooster hinter dem Ausgang
> nehmen. Blöderweise funktioniert das aber in der Praxis nicht, weil die
> üblichen OpAmps keine kapazitiven Lasten treiben wollen.
Dieser von dir "skizzierte" OP hat doch nur die Basis als Last. Und die 
ist nicht kapazitiv...

von Nils (Gast)


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Marian  . schrieb:
> Wie gleich soll die Spannung denn sein?

Mit so 0.1V Spannungsdifferenz am Ausgang komme ich prima klar. Harter 
Anschlag ist eine Differenz von 0.3V.

von Nils (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Nils schrieb:
>> Der Follower darf kein Problem haben eine kapazitive Last von bis zu
>> 4.7µF zu treiben.
> Bei welcher Frequenz?

0Hz.. :-)

Also, ich schalte am Eingang die Spannung zwischen 0, 1.8V und 3.0V hin 
und her, das so alle 2 Minuten mal. Ich bin völlig zufrieden wenn wir 
den Schaltvorgang so langsam machen das es 100ms dauert. Kein Problem.

> Dieser von dir "skizzierte" OP hat doch nur die Basis als Last. Und die
> ist nicht kapazitiv...

Prinzipiell hast Du recht, aber am Emitter liegt die kapazitive Last und 
diese ist mit dem invertierenden Eingang des opamp verbunden. Damit ist 
die kapazitive Last wieder Teil des negativen Feedback-Netzwerks und die 
Probleme sind die gleichen.

von voltwide (Gast)


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Das kann man schaltungstechnisch durchaus in den Griff bekommen. 
Verbinde den inv Eingang über einen Widerstand 1..10k mit dem Ausgang 
und schalte mehrere nF vom OPA-Ausgang zu dessen inv Eingang. Dann 
sollte es stabil laufen.

von asdfgjh (Gast)


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von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Nils schrieb:
> Marian  . schrieb:
>> Wie gleich soll die Spannung denn sein?
>
> Mit so 0.1V Spannungsdifferenz am Ausgang komme ich prima klar. Harter
> Anschlag ist eine Differenz von 0.3V.

PNP-Folger, der auf einen NPN-Folger arbeitet. Arbeitswiderstand vom PNP 
liefert den Basisstrom für den NPN, und muss entsprechend niederohmig 
sein. Bei 150 mA / 80 mA wird das Offset (durch unterschiedliche 
Transistoren und unterschiedliche Emitterströme) <100 mV sein.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Nils schrieb:
>> Dieser von dir "skizzierte" OP hat doch nur die Basis als Last. Und die
>> ist nicht kapazitiv...
>
> Prinzipiell hast Du recht, aber am Emitter liegt die kapazitive Last und
> diese ist mit dem invertierenden Eingang des opamp verbunden. Damit ist
> die kapazitive Last wieder Teil des negativen Feedback-Netzwerks und die
> Probleme sind die gleichen.

Nee, der Widerstand am Emitter ist sehr viel kleiner als der Widerstand 
am Op-Amp-Ausgang, anders ausgedrückt, der OPV hat vielleicht eine 
Ausgangsimpedanz (natürlich mit offener Schleife) von ein paar dutzend 
Ohm (aktuelle Audio OPV z.B.) bis hin zu hunderten Ohm (langsame OPV, 
stromsparende OPV, viele Präzisions-OPV).

Wenn du im Schnitt Ie = 80 mA hast, ist rBE ~0.33 Ω plus ein bisschen 
was, weil die Impedanz an der Basis nicht null ist (Am Emitter siehst du 
einmal die Steilheit, also Ut / Ie, in Serie zum effektiv wirksamen 
Quellwiderstand, was ungefähr Rs / hFE im AP ist). Also vielleicht 1-2 
Ω. Das ist schon viel viel besser als praktisch jeder OPV.

: Bearbeitet durch User
von Nils (Gast)


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Vielen Dank für eure Antworten, auf jeden einzelnd noch zu Antworten 
würde vermutlich zu weit führen, aber ihr habt mir viele gute Ideen und 
Links gegeben.

Da werde ich sicher was passendes finden.

Die Idee von Marian finde ich besonders nett, ich werde das mal 
zusammenpöppeln und messen wie es so performt. Währe sicherlich die 
günstigste aller Lösungen.

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