Verständnisfrage Operationsverstärker Differenzverstärker LM358AD

Der OPV funktioniert nur, wenn seine Eingangsspannung und Ausgangsspannung im spezifizierten Bereich liegen. In deiner Schaltung setzt du voraus, dass er unter 0V am Ausgang kann. Das geht nicht, er bräuchte dazu eine negative Versorgungsspannung.

R5 muss ans obere Ende vom Shunt und R4 ans untere Ende. Aktuell versucht der Opamp eine negative Spannung auszugeben. Kann er wegen der fehlenden negativen Versorgungsspannung aber natürlich nicht.

Jetzt habe ich die Widerstände getauscht, habe jetzt auch deutlich mehr Spannung am Ausgang... aber bisschen viel. Das müsste hier nicht die Verstärkung geringer sein?

Und warum änderst Du in Deiner Simulation nicht einen Widerstand nach dem anderen und schaust jedesmal was rauskommt?

Uwe schrieb:

Der OPV funktioniert nur, wenn seine Eingangsspannung und Ausgangsspannung im spezifizierten Bereich liegen. In deiner Schaltung setzt du voraus, dass er unter 0V am Ausgang kann.

Dieser(!) Verstärker kann aber mit der Eingangsspannung ein bischen (0,3V) unter die negative Versorgungsspannung gehen. Evtl kann man das bei dem unbekannten Verwendungszweck der Schaltung benutzen.

Mathias schrieb:

Jetzt habe ich die Widerstände getauscht, habe jetzt auch deutlich mehr Spannung am Ausgang... aber bisschen viel.

Jetzt hängt der Verstärker in der Sättigung. Ist das Simulationsmodell fehlerhaft?

Manchmal erwischt es einfach den op point falsch. Da hilft es manchmal, initial conditions zu setzen. Ist aber viel herum zu probieren. Ich vermeide daher seit längerem die spezifischeren op amp modelle und nutze die 1pole und 2 pole modelle.

Vielleicht beneötigt die Schaltung einen Massebezug? LT-Spice würde hier meckern.

Das OP-Modell kannst du prüfen, wenn du ihn durch einen idealen OP ersetzt. Ich weiß nicht was du für ein Programm nutzt aber in LTspice ist das leicht zu simulieren. Vermutlich bildet das Model aber bereits einige nicht-ideale Eigenschaften ab.

Gundsätzlich sollte die Schaltung so funktionieren, allerdings mit der Genauigkeit beim realen Aufbau kann es Probleme geben wegen der realen Eigenschaften den Bauelemente. Theoretisch fehlt noch eine Shunt-Korrektur, für ein exaktes Ergebnis, das wird bei deiner Dimensionierung aber nur einige µA ausmachen, da der Shunt im Vergleich zum Eingangswiderstand der Schaltung sehr klein ist.

Probleme wirst du eher mit der Toleranz der Widerstände und dem Offset des OP bekommen. (→ Widerstände 0,1%/TC25 oder besser!) Das lässt sich zum Teil auch abgleichen. Der LM358 passt zwar vom Eingangsspannungsbereich, aber der Ausgang kann nur bis auf einige 10mV bis an GND ran. Evtl. solltest du am Ausgang noch einen Pull-Down-Widerstand (z.B. 1k8) anschließen zu Untestützung.

Mit Fehlern im Bereich von einigen 10mA musst du rechnen.

R6 nicht gegen GND sondern parallel zu R5.

Johann K. schrieb:

Ist aber viel herum zu probieren.

Man bastelt also so lange an der Simulation herum, bis sie halbwegs zur Realität passt? Hört sich schräg an.

Martin schrieb:

LT-Spice würde hier meckern.

Nein, es simuliert Müll. Mit Masse gehts tadellos.

Mathias schrieb:

... aber bisschen viel.

Ja, der OPV hängt am Anschlag. Die Schaltung stimmt aber und sollte 2,3V liefern. Hast Du simuliert oder gemessen?

Bob S. schrieb:

R6 nicht gegen GND sondern parallel zu R5.

Was soll das bringen?

Lothar M. schrieb:

Martin schrieb:

LT-Spice würde hier meckern.

Nein, es simuliert Müll. Mit Masse gehts tadellos.

Klar, ich meinte auch nur LTSpice würde hier meckern, wenn GND fehlt.

Welches Tool ist das oben? braucht das keinen GND?

H. H. schrieb:

Man kann LTspice ohne N000 laufen lassen?

Oft geht das, weil einige Modelle (z.B. opamp.sub) implizit für die Verbindung zu GND sorgen. Liefert i.d.R aber Schrott. Häufig gibts aber die Fehlermeldung.

Mathias schrieb:

Ich habe möchte mit Hilfe eines Shunt Widerstandes den Strom messen und mit einem ADC Wandler später auslesen. Ich brauche also einen Differenzverstärker.

Wen Du derart gerine Spannungen messen willst, solltest Du nicht unbedingt ICs aus dem letzten Jahrtausend verwenden. Inzwischen gibt es ICs mit wesentlich kleineren Offsetspannungen. Einige passende wirst Du in den DSE-FAQ finden, auch wenn dort noch nicht die neuesten zu finden sind.

Harald W. schrieb:

Wen Du derart gerine Spannungen messen willst ...

Es geht hier um 440mV, nicht µV

Rainer W. schrieb:

Wen Du derart gerine Spannungen messen willst ...

Es geht hier um 440mV, nicht µV

... mit einer Auflösung von 440µV?

Harald W. schrieb:

Wen Du derart gerine Spannungen messen willst, solltest Du nicht unbedingt ICs aus dem letzten Jahrtausend verwenden.

Und das hilft jetzt inwiefern?

Danke für die guten Tipps und antworten! :)

Es war tatsächlich die fehlende GND Verbindung, die das Problem verursachte. Jetzt kommen auch plausible werte raus

Mathias schrieb:

Jetzt kommen auch plausible werte raus

In Deiner Spielerei am PC oder auch aus dem realen Aufbau?

Lothar M. schrieb:

Man bastelt also so lange an der Simulation herum, bis sie halbwegs zur Realität passt? Hört sich schräg an.

...und ist unwissenschaftlich.
Wenn die Simulation nicht zur Realität passt, dann muss man die Realität ändern, bis sie zur Simulation passt ;-)