Hallo, angenommen, ich habe einen Operationsverstärker, der mit einer symmetrischen Spannung versorgt wird (also z.B. +24V GND -24V). Dann hat die Höhe dieser Versorgungsspannung prinzipiell keinen Einfluss auf die Spannung am Ausgang des OPV, da diese sich ja auf die gewählte Verstärkung bezieht. Also wenn ich den OPV z.B. so betreibe, dass er am Ausgang im Bereich +18V..-18V arbeitet, dann kann die Versorgungsspannung auch bei +20V GND -30V liegen, die Ausgangsspannugn wird sich deswegen trotzdem nicht in Richtung -18V verschieben. Wie sieht das jetzt in der Praxis mit einem realen OpAmp aus - kann ich davon ausgehen, dass das auch dort stabil so ist? Wenn nein: welcher Wert in der Spezifikation eines OPV sagt aus, in wie weit die Ausgangsspannung von der Versorgungsspannung beeinflusst wird? Danke!
Chris schrieb: > Wie sieht das jetzt in der Praxis mit einem realen OpAmp aus Der "Reale" OpAmp hat keinen "GND" Anschluss, sondern einen -Ub und einen +Ub. Wo dazwischen dein GND liegt, kriegt er allenfalls indirekt über seine externe Beschaltung mit.
Chris schrieb: > Wie sieht das jetzt in der Praxis mit einem realen OpAmp aus - kann > ich davon ausgehen, dass das auch dort stabil so ist? Ja. Ob bei 18V Ausgangsspannung die 20V an der Rail reichen, hängt vom Typ ab, manche möchten etwas mehr Abstand haben. Im Datenblatt ist sowohl der Input-Common-Mode-Bereich angegeben als auch wie weit das Ausgangssignal oben und unten an die Rails gehen kann. Der OPA selber weiß ja gar nichts über das Potential, auf das du die Spannungen bei symmetrischer Versorgung bezogen hast - er hat ja keinen GND-Anschluss! Geht man davon aus, dass dein OPA bis 2V an die Rails betreibbar ist, kann noch sein: bei ±24 hast du jeweils 6V Abstand, bei +30 / -18V auf der Unterseite nur 2V. Das heißt, dass die negative Halbwelle des Ausgangs deutlich näher an seiner Grenze betrieben wird und man deshalb beim Klirrfaktor bzw. THD mit schlechteren Werten rechnen muss. Das ist aber auch so, wenn du bis ±22V bei ±24V Versorgung aussteuern würdest; sogar noch schlechter, weil beide Halbwellen näher dran sind.
Im Datenblatt des jeweiligen OPV steht klar drin, wie weit er in Bezug auf V+ bzw. V- ausgesteuert werden kann. Bei R2R-OPVs kommt man etwa bis auf 100mV heran, ansonsten werden 1..3V benötigt.
Chris schrieb: > Also wenn ich den OPV z.B. so betreibe, dass er am Ausgang im Bereich > +18V..-18V arbeitet, dann kann die Versorgungsspannung auch bei +20V GND > -30V liegen Du musst die maximal erlaubten Spannung beachten. Die meisten klassischen OPs haben +-18V manche auch +-22V also maximal 36V oder 44V zwischen der negativen Versorgung und der positiven. Ob deine "Masse" jetzt symmetrisch oder unsymmetrisch ist ist erst mal egal solange deine Aussenbeschaltung des OPs und seine max. erlaubten Eingangs und Ausgangsspannungen dann nicht die im Datenblatt angegebenen Werte über bzw. (bei negativen Spannungen) unterschreiten. Achtung, je nach OP kann es sein, dass die erlaubten Eingangsspannungen um einige Volt oberhalb der negativen bzw. unterhalb der positiven Eingangsspannung bleiben müssen. Moderne RailToRail OPs haben oft einen deutlich niedrigeren max. Versorgungsspannungsbereich manche nur bis knapp über 5V Also IMMER das Datenblatt konsultieren. Chris schrieb: > Wenn nein: welcher > Wert in der Spezifikation eines OPV sagt aus, in wie weit die > Ausgangsspannung von der Versorgungsspannung beeinflusst wird? Das sagt dir der PSRR (Power supply rejection ratio)
Also, +/-24V Versorgung für einen OPV ist selten, das sind schon rechte Exoten, die das mitmachen, siehe z.B. https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa551.pdf Unsymmetrische Versorgung wie z.B. +15V/-5V findet man schon gelegentlich, wenn man hauptsächlich positive Signal hat, die Schaltung aber auch bei 0V ordentlich und verzerrungsfrei arbeiten soll.
Chris schrieb: > welcher > Wert in der Spezifikation eines OPV sagt aus, in wie weit die > Ausgangsspannung von der Versorgungsspannung beeinflusst wird? Der Parameter heißt Output Voltage Swing. Im Allgemeinen ist der von der Belastung des Ausgangs abhängig und meist für 2 Werte angegeben. Z.B. 10kΩ (praktisch Leerlauf) und 2kΩ. Außerdem muß man in die Meßbedingen schauen, für welche Betriebsspannung der Wert gilt. Dann kann man eine Rechnung machen und mit V(+) - V(out+,max) sowie V(-) - V(out-,max) ausrechnen, welche Spannung ungefähr an der Ausgangsstufe "hängen" bleibt. Die Werte sind (für bipolare OPV) typischerweise höher für positive Aussteuerung und bewegen sich ca. im Bereich 1.5 .. 3.5V.
Jörg B. schrieb: > Also, +/-24V Versorgung für einen OPV ist selten, Mag sein; ich hatte mich lediglich auf seine Beispielwerte bezogen ohne an einen realen OPA zu denken.
Bei einigen historischen OPAmps war eine asymmetrische Betriebsspannung durchaus üblich, siehe z.B. µA702. Arno
Arno H. schrieb: > Bei einigen historischen OPAmps war eine asymmetrische > Betriebsspannung > durchaus üblich, siehe z.B. µA702. Der 702 hat sogar einen GND Anschluss. War eben vor 60 Jahren der erste monolithische Opamp.
H. H. schrieb: > Der 702 hat sogar einen GND Anschluss. Nur dann ergibt das überhaupt Sinn! In allen andern Fällen weiß der OPA einfach davon nichts!
Klaus H. schrieb: >> Der 702 hat sogar einen GND Anschluss. > > Nur dann ergibt das überhaupt Sinn! > In allen andern Fällen weiß der OPA einfach davon nichts! OK, aber selbst wenn der OPV nichs vom GND weiß, so weiß es der Ausgang!? D.h. wenn der OPV auf Grund einer "schiefen" Spannungsversorgung seine Ausgangsspannung z.B. in Richtung + verschiebt, dann bleibt der Ausgangsspannungsbereich für den OPV zwar immer noch im gleichen relativen Bereich (z.B. 20V) , aber für den aus den Ausgang, der eben weiß, was GND ist, ist die Ausggangsspannung dann eben doch z.B. +12V..-8V? Oder habe ich hier gerade einen Denkfehler?
Chris schrieb: > Oder habe ich hier gerade einen Denkfehler? das "GND" ist nur eine Konvention. Das kannst du dir im Schaltplan eigentlich hinmalen, wo du willst. Je nachdem Läuft dann dein OpAmp mit "+20V -30V" oder eben "Single Supply" mit +50V oder sogar mit "-50V", alles relativ zum GND-Symbol auf deinem Schaltplan. Aber: An der realen Platine/Verkabelung ändert sich nichts. Der OpAmp kann keine Schaltpläne lesen, weiß nicht, wo du das GND-Symbol hingemalt hast.
Chris schrieb: > Oder habe ich hier gerade einen Denkfehler? Ganz offensichtlich, zurück zu den Grundlagen: Ein Verstärker, wie ein OPV, mit genügend hoher Leerlaufverstärkung ist lediglich von seiner externen Beschaltung abhängig. Wie man ihn versorgt ist für das Verstärkerverhalten völlig irrelevant. Und das ist auch gut so, sonst würden OPVs ja gar nicht so funktionieren, wie sie funktionieren.
Chris schrieb: > aber für den aus den Ausgang, der eben weiß, was GND ist, ist die > Ausggangsspannung dann eben doch z.B. +12V..-8V? Ja, das ist schon richtig, aber den Bezugspunkt hast du definiert und GND getauft, nicht der OPA. Der Ausgang weiß nichts von einem GND; er muss nur eine angeschlossene Last mit dem gwünschten Strom bedienen können und zu dem Zweck im spezifizierten Bereich für die Ausgangsspannung bleiben können. Diese Last, allgemein ein Widerstand, kann mit seiner anderen Seite an einem beliebigen Potential hängen: an 5V, an -VCC, an +VCC oder auch an 1000V - oder eben an irgend einem Potential, das du GND genannt hast!
von Chris schrieb: >Also wenn ich den OPV z.B. so betreibe, dass er am Ausgang im Bereich >+18V..-18V arbeitet, dann kann die Versorgungsspannung auch bei +20V GND >-30V liegen, Wenn im Datenblatt steht maximal +18V -18V zulässig = gesamt 36V, dann darfst du nicht +20V -30V anschließen, wäre dann gesamt = 50V, er geht dann kaputt. Wenn du -30V anschließt darfst du nur noch +6V anschließen = gesammt auch 36V. Er kann dann aber nicht mehr > +6V ausgeben. Wo GND liegt bestimmst du ja mit deinen Schaltungsaufbau. Du kannst auch -36V anschließen, dann darf die +Seite nur noch 0V sein, ist also dann GND. Er kann dann aber keine positiven Spannungen mehr ausgeben. >die Ausgangsspannugn wird sich deswegen trotzdem nicht in >Richtung -18V verschieben. Was ausgegeben wird, bestimmt die Gegenkopplungsformel (Verstärkung), kann aber nur innerhalb des Betriebsspannungsbereichs sein, sonst setzt Begrenzung ein.
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