Hallo zusammen,
ich habe Fragen zur Funktionsweise der Schaltung im Anhang. Dabei wird
ein Op um zwei Bipolartransistoren am Ausgang erweitert, um damit einen
höheren Strom treiben zu können.
Ich verstehe nicht ganz wie hier die Basis der Transistoren angesteurt
wird. Verstehe auch nicht warum diese an die Versorgungspins des OPAmp
angeschlossen ist. Ähnliche Schaltungen findet man unter dem Begriff
"OpAmp PushPull Amplifier", jedoch nie in dieser Anordnung. Da sind die
Basisanschlüsse immer zusammen an den OpAmp Ausgang geschaltet und man
steuert die Basis direkt an.
In der Schaltung im Anhang habe ich ja einen gemeinsamen Kollektorpunkt
der vom OpAmp angestuert wird. Dieser entspricht der Spannung V4 am
Eingang. D.h. doch dass ich immer nur die Vce Spannung ändere. Diese
schwingt für den pnp (oberen) um -6V und für npn (untere) um 6V.
Danke
Naja. Der obere Transistor ist ein PNP. Wenn man dessen Basis
runterzieht, sprich Strom in sie speisung des Opamp reinzieht, oeffnet
dieser PNP. Dann kommt hinten richtig Saft runter.
Desgleichen, der untere Transistor ist ein NPN, der laesst mehr Strom
durch wenn sich die Basis hebt. Sie hebt sich wenn der OpAmp Strom die
Versorgung runterlaesst. Der Ausgangsstrom des Opamps wird an dessen
Speisung gezogen. Wenn der OpAmp Strom in den GND liefern muss, kommt
der von der VCC. Der PNP macht dann linear zum Ausgangsstrom auf und
unterstuetzt den OpAp so. Dasselbe wenn der OpAmp strom aus GND nach
-Vcc ziehen muss, der NPN unterstuetzt.
Bei dieser Schaltung ist zu beachten, dass der OpAmp im Wesentlichen die
+-Vcc koennen muss.
Es existiert eine aehnliche Schaltung, bei der die unterstuetzenden
Transistoren die Spannung uebernehmen, man somit mit Vcc viel groesser
wie der OpAmp mag arbeiten kann. zB 200V, oder so.
Hallo,
das Schaltbild zeigt einen DC-Gekoppelten Verstärker mit Verstärkung =
1, da eingangsseitig sowie in der Gegenkopplung die Spannung halbiert
wird.
Am Ausgang befindet sich ein 330 Ohm Widerstand, der es dem OPV
ermöglicht, geringe Auslenkungen zu machen, ohne daß da zu viel Strom
fließt.
Lenkt nun der Ausgang in positiver Richtung aus, muß hierzu mehr Strom
von seiner positiven Spannungsversorgung fließen. Der nennenswert
erhöhte Stomfluß läßt am oberen 5kOhm Widerstand eine Spannung > 0,6 V
abfallen, so daß der obere Transistor immer mehr leitet. Somit stellt
sich am Ausgang die gewünschte Spannung ein. Der Transistor muß genügend
Stromverstärkung haben, damit dies gelingt.
Durch geeignete Wahl der 5kOhm Widerstände kann eine AB-Einstellung
angestrebt werden. Nachteilig ist die Anordnung mit den Kollektoren am
Ausgang, der bekanntlich nicht niederohmig ist. Für hohe Frequenzen ist
die Schaltung nachteilig. Dem OPV schadet die um 0,7 V schwankende
Versorgungsspannung nicht aufgrund seiner hohen Unterdrückung für
Betriebsspannungsschwankungen.
MFG
Im Prinzip könnte man den Ausgang des OP-Amp auch gegen GND
kurzschließen.
Die beiden Transistoren werden dann durch die Stromaufnahme des OP-Amp
gesteuert.
Vielleicht ist das Funktionsprinzip so verständlicher.
Gibbsches_Phaenomen schrieb:> Ich verstehe nicht ganz wie hier die Basis der Transistoren angesteurt> wird.
Über den Laststrom, der an den Versorgungspins des OP hineingeht und am
Ausgang herauskommt und über R22 nach GND fließt. Das bedingt natürlich,
dass der Eigenstromverbrauch des OP nicht allzu groß ist. Insofern
scheinen mir die 5k Widerstände fast schon ein wenig hochohmig...
Ach okay verstehe jetzt. Fand den Gedanken bisschen komisch, dass man
den Versorgungsspannugsstrom des OP nutzt, um den Basisstrom
einzustellen. Aber dieser hängt ja von der Ausgangsspannung ab und zieht
sich damit ja auch abwechselnd aus +V und -V den Strom.
Lothar M. schrieb:> Über den Laststrom, der an den Versorgungspins des OP hineingeht und am> Ausgang herauskommt und über R22 nach GND fließt. Das bedingt natürlich,> dass der Eigenstromverbrauch des OP nicht allzu groß ist. Insofern> scheinen mir die 5k Widerstände fast schon ein wenig hochohmig...
Von diesen Widerständen hängt es ja dann auch ab, in welchen
Arbeitspunkt ich den Transistor stelle oder? Würde ich in diesem
Beispiel 5k behalten, dann hätt ich ja durch beide Transistoren ständig
einen hohen Ruhestrom.
- Gibt es etwas was man bei dieser Schaltung hinsichtlich Stabilität zu
beachten hat?
- Welche minimale Versorgungsspannung kann ich an diese Schaltung
anlegen? Hängt diese vom OP und den Transistoren ab. Sagen wir mal ich
will am Ausgang maximal 3.5V peak to peak haben. Dann müsste ich ja
eigentlich nur die 0,7V Vce nach oben und unten vorhalten? In diesem
Fall hier klappt es aber wegen dem OP nicht, oder?
Ach roehrenvorheizer hat schon zu einer der Fragen was gesagt sry.
Trotzdem noch:
- Gibt es etwas was man bei dieser Schaltung hinsichtlich Stabilität zu
beachten hat?
- Welche minimale Versorgungsspannung kann ich an diese Schaltung
anlegen? Hängt diese vom OP und den Transistoren ab. Sagen wir mal ich
will am Ausgang maximal 3.5V peak to peak haben. Dann müsste ich ja
eigentlich nur die 0,7V Vce nach oben und unten vorhalten? In diesem
Fall hier klappt es aber wegen dem OP nicht, oder?
- Welche Vorteile die Schaltung auf der nachfolgenden Seite im Vergleich
zu der die ich gepostet habe:
http://www.linear.com/solutions/4493
Danke
Gibbsches_Phaenomen schrieb:> - Welche Vorteile die Schaltung auf der nachfolgenden Seite im Vergleich> zu der die ich gepostet habe:roehrenvorheizer schrieb:> Nachteilig ist die Anordnung mit den Kollektoren am> Ausgang, der bekanntlich nicht niederohmig ist. Für hohe Frequenzen ist> die Schaltung nachteilig.
Die Emitterschaltung der Transistoren bietet also den deutlich
niederohmigeren Ausgang. Verbunden mit 0.7V Spannungsverlust
an den Eckspannungen (Vollausschlag).
> Von diesen Widerständen hängt es ja dann auch ab, in welchen> Arbeitspunkt ich den Transistor stelle oder?
Im Ruhezustand sollen die Transistoren gar nicht leiten.
Beim Ruhestrom hast du sicher analoge Lautsprecherendstufen im Sinn. Das
macht man, um Übernahmeverzerrungen nahe dem Nullpunkt zu reduzieren.
Bie dieser OP-Amp Schaltung ist die Verzerrung allerdings schon gering,
da der Ausgang bei geringer Last direkt vom OP-Amp angetrieben wird.
Erst bei etwa höheren Strömen kommen die Transistoren helfend dazu.
Wenn durch die Transistoren ein ständiger Ruhestrom fließen würde,
müsste man den auch stabilisieren, damit sie sich nicht selbst zerstören
sobald sie sich erwärmen.
> Verbunden mit 0.7V Spannungsverlust> an den Eckspannungen (Vollausschlag).
Ich lese ziemlich häufig, dass an der C-E Strecke angeblich 0,7V
abfallen. Das stimmt nur ungefähr. Be geringen Strömen fällt fast keine
Spannung ab, und bei hohen Strömen kann es je nach Transistor durchaus
mehr als 1V werden. Das Datenblatt des jeweiligen Transistors sollte
dazu Auskunft geben.
> Welche minimale Versorgungsspannung kann ich an diese Schaltung anlegen?
Was immer der OP-Amp benötigt Plus 2x 0,7 Volt.
> Sagen wir mal ich will am Ausgang maximal 3.5V peak to peak haben.> Dann müsste ich ja eigentlich nur die ... Vce nach oben und unten> vorhalten?
Richtig, ob das jeweils 0,7V weiss ich nicht. Aber ungefähr kommt das
bestimmt hin.
Stefan U. schrieb:>> Von diesen Widerständen hängt es ja dann auch ab, in welchen>> Arbeitspunkt ich den Transistor stelle oder?>> Im Ruhezustand sollen die Transistoren gar nicht leiten.>> Beim Ruhestrom hast du sicher analoge Lautsprecherendstufen im Sinn. Das> macht man, um Übernahmeverzerrungen nahe dem Nullpunkt zu reduzieren.> Bie dieser OP-Amp Schaltung ist die Verzerrung allerdings schon gering,> da der Ausgang bei geringer Last direkt vom OP-Amp angetrieben wird.>> Erst bei etwa höheren Strömen kommen die Transistoren helfend dazu.>> Wenn durch die Transistoren ein ständiger Ruhestrom fließen würde,> müsste man den auch stabilisieren, damit sie sich nicht selbst zerstören> sobald sie sich erwärmen.
Ja ich war da in der Class A,B,AB-Denke, da ich mich über diese letzte
Zeit informiert hab. Hab das mit dem Ruhestrom erwähnt, weil wenn der 5k
Widerstand zu groß ist...was er ja jetzt tatsächlich ist, dann kriege
ich ja bei Sollwert 0 einen Strom durch die Transistoren. Ich habe mal
die Simulation beigefügt, den Widerstand aber auf 330Ohm
heruntergesetzt.
Stimmt das wirklich dass bei kleinem Strom der OP die Aufgabe übernimmt?
Du hast ja auch erwähnt dass ich den OP auch genauso an GND schließen
kann. Dabei würde ich ja das gleiche Ergebnis bekommen.
Gibbsches_Phaenomen schrieb:> Stimmt das wirklich dass bei kleinem Strom der OP die Aufgabe übernimmt?
Ja, zumindest nimmt er Dir die Übernahmeverzerrungen weg.
Ralf L. schrieb:> Gibbsches_Phaenomen schrieb:>> Stimmt das wirklich dass bei kleinem Strom der OP die Aufgabe übernimmt?>> Ja, zumindest nimmt er Dir die Übernahmeverzerrungen weg.
Aber nicht indem er den Strom in die Last liefert, sondern wegen seinem
hohen Gain und der Rückkopplung oder. Die Anstiegsgeschwindigkeit der
OP-Ausgangsspannung ist ja dann am Übernahmepunkt recht groß, ist es
das? Da merkt man, dass der OP die Übernahmeverzerrung reduziert.
Gibbsches_Phaenomen schrieb:> Stimmt das wirklich dass bei kleinem Strom der OP die Aufgabe übernimmt?
Ja. Wenn der Ausgangsstrom so klein ist, daß die Transistoren noch nicht
durchsteuern, dann treibt der OPV ganz allein die Last.
> Du hast ja auch erwähnt dass ich den OP auch genauso an GND schließen> kann.
Dann natürlich nicht. In der Praxis macht man das aber auch nicht.
Stefan U. schrieb:> Im Prinzip könnte man den Ausgang des OP-Amp auch gegen GND> kurzschließen.
Kann man machen, verschlechtert aber die Linearität des Verstärkers bei
kleinen Signalen und niedrigen Lasten (auch im Nulldurchgang des
Stromes, z.B.).
Siehe auch Beitrag "Re: Stromquelle 5A Out (+- 70V In)"
Marian . schrieb:> Siehe auch Beitrag "Re: Stromquelle 5A Out (+- 70V In)"
Ah da ist ja ein ähnlicher Aufbau. Der hat wohl auch den Vorteil, dass
man den OpAmp nicht an derselben Spannung hat wie die Transistoren.
Ich denke ich hab das Prinzip jetzt verstanden.
Danke euch allen
>> Das stimmt nur ungefähr.> Nein das ist bedingt durch die Emitterfolger-Schaltung.
Schau nochmal genau hin, es handelt sich NICHT um eine
Emitterfolger-Schaltung.
especia schrieb:> Gibbsches_Phaenomen schrieb:>> Stimmt das wirklich dass bei kleinem Strom der OP die Aufgabe übernimmt?> Im Prinzip ja. Für die Simulation solltest du aber prüfen, ob das> verwendete Opamp-Model den Ausgangsstrom auch über die Versorgung> erhält.>> Für den Test eines NE5532 hatte ich eimal eine Simulation> zusammengeklickt.> Beitrag "Re: 0-Node in fremden SPICE-Modell eliminieren">> p.s. AD Opamp Handbool ist umgezogen. Die Schaltung (mit ein paar> Erklärungen) befindet in Web_Ch6_final_I.pdf Seite 195.> http://www.analog.com/en/education/education-library/op-amp-applications-handbook.html
Okay danke, ich werde das mal überprüfen. Die Beispielschaltung habe ich
im AD Handbook gefunden.
Schöne Grüße
quest_OpAmp_addedBJT.png
(11 KB)
