Hi,
ich hätte mal eine prinzipielle Verständnisfrage zu
Operationsverstärkern.
Die Schaltung im Anhang zeigt einen DAC, welcher Ausgangsspannungen im
Bereich 0..5V ausgibt (an OUT).
Anschließend verstärken zwei Operationsverstärker diese Spannung auf
+-10V (an OUTY).
Dazu werden diese OPVs selbst mit +-12V versorgt.
So wie ich OPVs verstehe, ist deren Versorgungspannung doch eigentlich
eher egal, da die Verstärkung durch den Spannungsteiler am
invertierenden Eingang festgelegt wird.
Würde also heißen, dass diese Schaltung auch dann +-10V am Ausgang
liefern würde, wenn die OPVs statt mit +-12V mit +-18V versorgt werden
würden? Oder hängt die Genauigkeit der Verstärkung/Ausgangsspannung dann
doch wieder an der Versorgungspannung?
Und wie würde das aussehen, wenn die Versorgung (auf Grund irgendwelcher
blöder Toleranzen) nicht exakt symmetrisch wäre, also z.B. +12V und -14V
betragen würde - hätte das Auswirkungen auf die Verstärkung/Spannung am
Ausgang des OPV?
Danke!
Harstad schrieb:> So wie ich OPVs verstehe, ist deren Versorgungspannung doch eigentlich> eher egal, da die Verstärkung durch den Spannungsteiler am> invertierenden Eingang festgelegt wird.>> Würde also heißen, dass diese Schaltung auch dann +-10V am Ausgang> liefern würde, wenn die OPVs statt mit +-12V mit +-18V versorgt werden> würden?
Ja...genau so.
Harstad schrieb:> Würde also heißen, dass diese Schaltung auch dann +-10V am Ausgang> liefern würde, wenn die OPVs statt mit +-12V mit +-18V versorgt werden> würden? Oder hängt die Genauigkeit der Verstärkung/Ausgangsspannung dann> doch wieder an der Versorgungspannung?
Es geht genauso mit ±18V, allerdings ist das das Maximum für den
Baustein. An den Eigenschaften wird sich nichts merkliches verändern. Da
es ein R2R-OPA ist, musst du nur oberhalb von ±10V bleiben um 10V
Amplitude am Ausgang zu bekommen.
Harstad schrieb:> So wie ich OPVs verstehe, ist deren Versorgungspannung doch eigentlich> eher egal, da die Verstärkung durch den Spannungsteiler am> invertierenden Eingang festgelegt wird.
So isses.
Die Versorgungsspannung begrenzt aber den zulässigen Eingangs- und
Ausgangsspannungsbereich (siehe Datenblatt!) und muss deshalb eine
darauf abgestimmte Mindestgröße haben.
Harstad schrieb:> Und wie würde das aussehen, wenn die Versorgung [...] nicht exakt symmetrisch
wäre
Der OPV weiß gar nichts von "GND", also kann ihm aich eine asymmetrische
Versorgungsspannung des GND egal sein.
Harstad schrieb:> hätte das Auswirkungen auf die Verstärkung
Nein, höchstens auf die Slew-Rate (Datenblatt). Möglicherweise hilft Dir
https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker
hier weiter.
HTH,
(re)
Harstad schrieb:> ich hätte mal eine prinzipielle Verständnisfrage zu> Operationsverstärkern.
Hmm. Das gehört eigentlich nach "Analogtechnik"...
> So wie ich OPVs verstehe, ist deren Versorgungspannung> doch eigentlich eher egal,
Ja. ...naja, fast: Die Versorgungsspannung muss natürlich
höher sein als die höchste gewünschte Ausgangsspannung.
Um wieviel, das hängt vom konkreten Typ ab -- einige
Volt bis einige Millivolt.
> da die Verstärkung durch den Spannungsteiler am> invertierenden Eingang festgelegt wird.
Richtig.
> Würde also heißen, dass diese Schaltung auch dann +-10V> am Ausgang liefern würde, wenn die OPVs statt mit +-12V> mit +-18V versorgt werden würden?
Richtig.
> Oder hängt die Genauigkeit der Verstärkung/Ausgangsspannung> dann doch wieder an der Versorgungspannung?
Nein. Warum sollte sie?
Vorausgesetzt ist natürlich, dass man hübsch im linearen
Arbeitsbereich bleibt.
> Und wie würde das aussehen, wenn die Versorgung (auf Grund> irgendwelcher blöder Toleranzen) nicht exakt symmetrisch> wäre, also z.B. +12V und -14V betragen würde - hätte das> Auswirkungen auf die Verstärkung/Spannung am Ausgang des> OPV?
Völlig egal -- VORAUSGESETZT:
1. +Ub ist höher und -Ub niedriger als die höchste/niedrigste
gewünschte Ausgangsspannung,
2. keine Spannung überschreitet die "absolute maximum ratings",
3. es gibt eine gemeinsame Masse, auf die sich alle Signale
beziehen.
HTH
Sorry, übersehen:
Harstad schrieb:> Und wie würde das aussehen, wenn die Versorgung (auf Grund irgendwelcher> blöder Toleranzen) nicht exakt symmetrisch wäre, also z.B. +12V und -14V> betragen würde - hätte das Auswirkungen auf die Verstärkung/Spannung am> Ausgang des OPV?
Auch das hat keine Auswirkungen. Die Arbeitspunkte werden durch die
Beschaltung festgelegt, man sieht leider nicht, was an Pin 6 noch hängt
und was der DAC so liefert. Wenn es aber mit ±12V geht, dann auch mit
+12V und -14V.
Harstad schrieb:> Würde also heißen, dass diese Schaltung auch dann +-10V am Ausgang> liefern würde, wenn die OPVs statt mit +-12V mit +-18V versorgt werden> würden?
Ja, sofern der OP mit +- 18V betrieben werden kann.
> Oder hängt die Genauigkeit der Verstärkung/Ausgangsspannung dann> doch wieder an der Versorgungspannung?
nein, bei einem idealen OPV zählt nur die Beschaltung.
> Und wie würde das aussehen, wenn die Versorgung (auf Grund irgendwelcher> blöder Toleranzen) nicht exakt symmetrisch wäre, also z.B. +12V und -14V> betragen würde - hätte das Auswirkungen auf die Verstärkung/Spannung am> Ausgang des OPV?
Nein, sofern der OP mit +- 14V betrieben werden kann.
Generell ist die Aussteuerungsfähigkeit des OPVs zu beachten. Meist wird
am Ausgang nicht die Versorgungsspannung erreicht. Daher DB beachten!
Danke für die vielen hilfreichen Antworten!
Bei der Gelegenheit noch eine Anschlussfrage: aktuell funktionieren die
OPVs so, dass der Ausgang OUTY im Bereich -10..+10V arbeitet - gemessen
gegen GND.
Kann ich die Schaltung so abändern, dass die zweite Leitung nicht
einfach nur GND ist, sondern im Gegentakt zu OUTY im Bereich +10..-10V
arbeitet? Oder brauche ich dafür einen komplett anderen OPV?
Danke :-)
Harstad schrieb:> Würde also heißen, dass diese Schaltung auch dann +-10V am Ausgang> liefern würde, wenn die OPVs statt mit +-12V mit +-18V versorgt werden> würden
Ja.
Harstad schrieb:> also z.B. +12V und -14V betragen würde - hätte das Auswirkungen auf die> Verstärkung/Spannung am Ausgang des OPV?
Nein, geht auch.
Harstad schrieb:> Kann ich die Schaltung so abändern, dass die zweite Leitung nicht> einfach nur GND ist, sondern im Gegentakt zu OUTY im Bereich +10..-10V> arbeitet
Häh, zweite Leitung ?
Du kannst hinter den +/-10V Ausgang einen normalen (denselben) OpAmp mit
Widerständen schalten für invertierenden Betrieb, der dann -/+10V
liefert.
Harstad schrieb:> ich hätte mal eine prinzipielle Verständnisfrage zu> Operationsverstärkern.
Ich gebe dir mal eine prinzipielle Antwort. Deine Frage ist hier im
falschen Bereich und gehört zu Analogtechnik!
Rein wegen des Funktionsprinzips eines OPVs ist die Versorgung egal. Da
der OPV (mit negativer Rückkopplung) immer versucht genau die
Ausgangsspannung einzustellen, die die Differenz zwischen invertierendem
und nicht invertierendem Eingang zu Null werden lässt.
Für alles weitere hilft dann nur sorgfältiges Studium des Datenblatts.
An aller erster Stelle dürfen natürlich die "Absolute Maximum Ratings"
nicht verletzt werden. Zudem sind auch viele nicht-ideale Eigenschaften
von der Versorgungsspannung abhängig. Oft findet man in Datenblättern
auch verschiedene Parametertabellen die jeweils nur für eine bestimmte
Versorgungsspannung gelten.
Oder bei einem "Rail-to-Rail Input" OPV muss man damit rechnen, dass
sich dennoch die Eingangsoffsetspannung deutlich ändern kann, wenn man
mit der "Common-Mode Input Voltage" zu nahe an die positive Rail kommt.
Harstad schrieb:> So wie ich OPVs verstehe, ist deren Versorgungspannung doch eigentlich> eher egal
Um genau zu sein, egal ist sie nicht, sie muss schon gross genug sein.
Mit +-8V wird es nicht funktionieren.
Georg
Harstad schrieb:> So wie ich OPVs verstehe, ist deren Versorgungspannung doch eigentlich> eher egal, da die Verstärkung durch den Spannungsteiler am> invertierenden Eingang festgelegt wird.
Abgesehen vom bereits Genannten:
Wenn man es ganz genau betrachten will, und wir es mit einem realen,
nicht idealen Teil zu tun haben, hat die Betriebsspannung doch einen
zarten Einfluß auf die Ausgangsspannung, auch wenn wir uns in
empfohlenen Einsatzbedingungen bewegen. Die Fähigkeit, diesen Einfluß zu
unterdrücken, nennt sich Betriebsspanungsunterdrückung, bzw. in
Datenblättern einfach PSSR, und ist auch noch frequenz- und
arbeitspunktabhängig. Der Wert sollte möglichst hoch sein, wenn es eher
um Präzision geht.
opv.png
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