Hallo, Ich versuche gerade einen Op als Impedanzwandler zu verschalten. Im prinzip ist das ja auch kein Problem, einfach den Ausgang des OP mit dem invertierenden Eingang verbinden und am nichtinvertierenden Eingang eine Spannung anlegen.... doch leider funktioniert bei mir die Theorie in der Praxis nicht. Ich benutze einen 4558C und ich messe am Ausgang leider immer nur etwa 4,4V obwohl der positive Eingang an masse liegt. Die Schalung ist wie beschrieben aufgebaut. Als Spannungsversorgung nutze ich eine unsemetrische Spannung von 5V. Kann es sein das dass Problem an der unsemetrischen Spannungsversorgung liegt? Mit einem OP vom Typ LF 357 hat ich das selbe Problem. Auch andere Schaltungen(Invertierende und Nichtinvertierende Grundschaltung) haben den selben effekt. Ich messe am Ausgang immer ungefähr die Betriebsspannung. Ich danke für die Hilfe Gruß Thommey
> Ich benutze einen 4558C und ich messe am Ausgang leider > immer nur etwa 4,4V obwohl der positive Eingang an masse liegt. Der Gleichtaktbereich vom 4558 geht nicht bis an -Ub. D.h. bei dir nicht bis GND, wenn -Ub = GND. Beim LF357 ist es noch schlimmer.... Mit einem LM324 könnte es besser klappen. Stichwort: Rail-To-Rail Input / R2R-Opamp > unsemetrische Spannung von 5V Eine unsymmetrische Spannung von 5V ist für den 4558 zu wenig. Das steht aber im Datenblatt....
Welche angabe im Datenblaat gibt den auskunft über die minimal erforderliche unsemetrische spannung? >Der Gleichtaktbereich vom 4558 geht nicht bis an -Ub. >D.h. bei dir nicht bis GND, wenn -Ub = GND. Mir ist klar das Ich bei einem normalen Op niemals Exact die Grenzen +-Ub erreichen kann. Dafür gibt es ja halt die Rail-to-Rail amps. Doch ich messe ja leider immer, egal wie der OP beschaltet wird, auch bei erhöhung der Betriebsspannung bis auf 15V, eine Ausgangsspannung in größenordnung der Betriebspannung +Ub(Nicht inverteirender Eingang liegt an masse also müsste ich ja in etwa eine Spannung von 0V Messen) Danke schön Gruß Thommey
Thommey, probier's doch mal mit einer symmetrischen Spannung von +-5V und nicht mit einer unsemetrischen Spannung! Servus, Helmut. btw: ich kenne nur metrische Maße, was unse-metrische Spannungen sind, entzieht sich leider meiner Kenntnis ;-)
Eine Symetrische Versorgung zu verwenden ist leider keine Lösung. Ich habe in meiner Applikation nur eine unsymetrische Spannungsversorgung. Ich sehe halt leider nicht wo daran der fehler liegt? Gibt es OPs die nur symetrisch laufen? Mit einem AD820an(rail to rail) funktioniert die schaltung super nur mit den low cost typen halt irgendwie nicht. Vieleicht hat ja noch einer nen guten tip. Gruß Thommey
Thommey, die Billig-OPs brauchen meist eine symmetrische Versorgungsspannung! Servus, Helmut.
> Mit einem AD820an (rail to rail) funktioniert... Ja, Gleichtaktbereich geht bis an die Versorgungsspannung und unter GND. Im DB: "Input voltage range extends below ground" > Mir ist klar das Ich bei einem normalen Op niemals Exact die Grenzen > +-Ub erreichen kann. Mir scheint, du verwechselt Ein- und Ausgänge?? Vollkommen klar, das bei 5V Vcc nur 4,xx rauskommen. Ich habe nur von den Eingängen gesprochen. Du darfst mit den Eingängen nicht zu nah an die Versorgungsspannung kommen. Das heißt im Datenblatt Gleichtaktbereich der Eingänge (common mode range). Und wenn du eine Versorgung mit GND und 12V hast, mußt du mit den Eingängen von GND und 12V wegbleiben. In der Realität und mit dem 4558 hiesst das: mit einer Versorgung von 12V und GND kannst du an den Eingängen eine Spannung von ca. 1,5 bis 10,5 V anlegen. Dann funktioniert er noch. > Welche angabe im Datenblaat gibt den auskunft über die minimal > erforderliche unsemetrische spannung? Differenz zwischen +Ubmin und -Ubmin. Beim 4558 sind das +5V - -5V = 10V. > unsymetrische gleich haben wirs, jetzt fehlt nur noch das zweite m: unsymmetrische ;-)
http://www.google.de/search?hl=de&q=unsemetrisch&btnG=Google-Suche&meta= Daraus zweiter Link: http://www.med1.de/Forum/Sexualanatomie/239470/ ::--))) sry ;-) Aber das Wort hatte ich vorher soo noch nie gesehen, ist aber nicht schlimm. vielen Dank;-) Axelr.
>ich messe ja leider immer, egal wie der OP beschaltet wird, auch bei >erhöhung der Betriebsspannung bis auf 15V, eine Ausgangsspannung in >größenordnung der Betriebspannung +Ub(Nicht inverteirender Eingang liegt >an masse also müsste ich ja in etwa eine Spannung von 0V Messen) also bei 15V sollte er schon gehen. Allerdings ist trotzdem undefiniert, was bei Ue=0V passiert. Könnte ja sein, daß der ein bißchen anfällig für solche Konditionen ist, und ins "Trudeln" gerät. Sprich intern interne pn-Übergänge (z.B. Collector-Basis), die sonst immer sperren, werden plötzlich leitend, und bewirken plötzlich das Gegenteil, wenn die Spannung in ein Extrem geht, d.h. aus Gegenkopplung wird plötzlich mitkopplung oder sonst was (ich glaube der 723 oder sowas war mal anfällig dafür, sicherlich auch noch einige andere). Deswegen hier die Devise:eine gültige Spannung mal anlegen, also irgendwo in der Mitte mit einem Spannungsteiler.
Wenn nur Stromversorgung 'Single Supply' vorhanden ist, muss der OpAmp auch dafür ausgelegt sein - wie bereits gesagt wurde. Also z.B. TS912 (2fach) oder TS914 (4fach) OpAmp Das sind Rail to Rail Typen und gelten noch als Low-Cost.
> also bei 15V sollte er schon gehen. Der OP-Amp wird mit +Vcc=15V und -Vcc=GND sehr gut funktionieren. Allerdings muss auch der Rest des Datenblatts beachtet werden. > Allerdings ist trotzdem undefiniert, was bei Ue=0V passiert. > Könnte ja sein, daß der ein bißchen anfällig für > solche Konditionen ist, und ins "Trudeln" gerät. Der könnte nicht nur ein wenig anfällig für solche Konditionen sein. Der ist anfällig für Konditionen, bei denen eine der Eingangsspannungen auch nur in die Nähe der Versorgungsspannungen kommt. Und genauso steht es im Datenblatt. > Wenn nur Stromversorgung 'Single Supply' vorhanden ist, > muss der OpAmp auch dafür ausgelegt sein - wie bereits gesagt wurde. Nein, wenn ich nur z.B. 9V habe, und ein Audio-Signal von 10mVss auf 2Vss verstärken will, dann geht das ohne Probleme. Das wird z.B. in den historischen Bodentretern für Gitarristen recht erfolgreich so gemacht. Wenn ich aber z.B. den Spannungsabfall über einen Strommesswiderstand, der an Masse hängt, verstärken will, dann geht das mit unipolarer Versorgung bei solchen Veteranen wie 741 oder 4558 schief.
Hallo, der LF357 ist nicht vollständig frequenzkompensiert. D.h. Bei der Verstärkung 1 (Ohne Gegenkoppung),hat er nicht 90 Grad Phasendrehung, sondern mehr. Also kann man nicht den oben beschriebenen Spannungsfolger realisieren. Lösungen: Vorher 1:10 abschwächen, dann mit Faktor 10 verstärken.
Hallo Thommey, > Eine Symetrische Versorgung zu verwenden ist leider keine Lösung. Ich > habe in meiner Applikation nur eine unsymetrische Spannungsversorgung. > Ich sehe halt leider nicht wo daran der fehler liegt? Gibt es OPs die > nur symetrisch laufen? Mit einem AD820an(rail to rail) funktioniert die > schaltung super nur mit den low cost typen halt irgendwie nicht. > Vieleicht hat ja noch einer nen guten tip. Gruß Thommey ich kenne das Sensorsignal nicht genau. Aber vielfach gibt es die Möglichkeit, die Ausgangsspannung des OPV mithilfe einer Addier- bzw. Subtrahierschaltung in den gewünschten Bereich anzuheben. Kannst Du dazu genauere Angaben machen (Spannungsversorgung OPV, Aussteuerbereich des Sensorsignals, gewünschter Eingangswiderstand der Verstärkerschaltung, Frequenzbereich)? Wenn Du auf die DC-Charakteristik verzichten kannst, gibt's evtl. ganz einfache Lösungen. Gruß, Michael
Also beim 4558 ist die Input Common Voltage Range bei Vcc 15 V mit 12 V angegeben. Daraus könnte man schließen, dass man mindestens 3 V weit weg sein muss von der Versorgungsspannung. Bei 5V wird es da ziemlich eng. Beim LF355 schaut es ähnlich aus, da darf Uein zwischen +Vcc und -Vcc+3 V liegen bei einer symmetrischen Versorgung von 30 Vss.
Auch bei diesem Posting schient einigen das Wissen über die generelle Funktionsweise eines OpAmps abhanden gekommen zu sein! - Fakt [1] ist, daß es OpAmps (bis auf einige wenige sehr seltene 'unrühmliche' Ausnahmen) egal ist, ob sie an unipolarer oder bipolarer Betriebsspannungs betrieben werden. Sobald an dem OpAmp nur zwei Versorgungsspannungsanschlüsse vorhanden sind (Vss und Vdd, oder wie auch immer sie im Datenblatt heißen mögen), gibt es somit nur einen Pin an dem ein positiveres (Versorgungsspannungs-)Potential gegenüber dem anderen Pin angelegt werden muß. Wo diese Werte absolut liegen ist dem OpAmp egal. Beim Anlegen von Spannungen an die Eingänge gilt es dann nur die Grenzwerte, laut Datenblatt, in Relation zu seinen Versorgungsspannungspotentialen einzuhalten. - Fakt [2] ist, daß auch Rail-to-Rail-Typen nicht exakt bis ihrer Versorgungsspannung aussteuern können, auch wenn Ihre Eingangsstufe voll Rail-to-Rail-Fähig wäre (was es ja durchaus gibt). Kommen wir nun dazu, warum die von "Thommey" 'publizierte' Schaltung vmtl. nicht funktioniert. Dazu bringe ich (immer wieder gerne) einen der Merksätze zu OpAmps zum Besten: Ein OpAmp versucht seinen Ausgang immer so zu steuern, daß die Differenzspannung zwischen dem (+)- und (-)-Eingang zu Null wird. Wenn, wie im vorliegenden Fall der OpAmp als nicht-invertierender Buffer beschaltet ist (Ausgang mit dem (-)-Eingang verbunden) und den (+)-Eingang auf GND legt, versucht der OpAmp den Ausgang so zu treiben, daß sich auch am (-)-Eingang 0V einstellen. Das dies nicht funktionieren wird, belegt schon Fakt [2]. Da Der Ausgang aber nicht in Richtung 0V schwingt, sondern wie von "Thommey" beobachtet auf etwa 4,4V liegt einfach an der Eigenheit des 4558, der sich erst ab einer Versorgungsspannung von +/-4V (also 8V) wohl fühlt - sowohl NEC als auch JRC geben dies im Datenblatt an. Darunter (bei unipoar 5V eben) ist die ordnungsgemäße Funktion nicht (immer) gegeben und er kann alles mögliche machen - und sich eben in Grenzfällen auch recht merkwürdig verhalten!!! Grund dafür ist z.B. das interne Stromquellen für die unterschiedlichen Stages nicht mehr den korrekten Strom liefern und der Arbeitspunkt der betroffenen Stufe damit völlig danebenliegt, usw.
Hallo, als Alternative könnte vllt. der CA3140 dienen. Der ist speziell für unsymmetrische Versorgung ausgelegt. Datenblatt: http://www.datasheetarchive.com/pdf-datasheets/Datasheets-5/DSA-80908.pdf Gruß Christian
@ Raimund Rabe (corvuscorax) > auch wenn Ihre Eingangsstufe voll > Rail-to-Rail-Fähig wäre (was es ja durchaus gibt) Es gibt sogar OP-Amps, deren Gleichtaktbereich bis (weit) über die Versorgungsspannungsgrenzen hinausgeht. Selbst nach einer > Erhöhung der Betriebsspannung bis auf 15V (lt. Thommey) geht es noch nicht, weil er den > positiven Eingang an Masse legt (lt. Thommey) Also hat er die Gleichtaktbereichsgrenzen verletzt, denn die Eingänge des OP-Amps (4558) müssen mindestens 3V von den Versorgungsspannungen weg bleiben. Und wenn die Versorgung 0V und 15V ist, dann dürfen sich die Eingänge nur zwischen 3V und 12V bewegen.
Hallo und sorry wenn ich mich hir einklinke.. Ich brauche für folgende Schaltung einen Ersatz-OP (den LM-107 gibt es nicht mehr) http://antiqueradios.com/gallery/d/78640-1/LM338.png Nun wollte ich einen 741 nehmen, aber angeblich soll das nicht funktionieren wegen der symetrischen Versorgungsspannung? Ich dachte (wie hier geschrieben) es ist dem OP-AMP egal ob +-, oder nur +? Was meint ihr? (Und welchen OP-Amp könnte ich nehmen?) Besten Dank ...
Korrektur-> Ich meinte: nicht funktionieren wegen der unsymetrischen Versorgungsspannung?
> Ich dachte es ist dem OP-AMP egal ob +-, oder nur +? Es kommt hier immer auf die Grenzbedingungen an. Wenn du schön in der Mitte zwischen den Versorgungsgrenzen bleibst (sowohl bei den Eingängen wie auch den Ausgängen) stimmt das schon. Wenn du aber an die Grenzen gehst, wie mit der Eingangsspannung in dieser Schaltung (die ist gleich Vcc am +Eingang), dann fällt der Opa 741 aus dem Rennen. Der "Input Voltage Range" für den 107 ist bei Vcc= 15V nämlich auch 15V. Der kann also Signalspannungen bis zum positiven Rail (=Versorgungsschiene) verarbeiten. Der 741 verträgt bei Vcc=15V nur knapp 13V an den Eingängen. Du brauchst für diese Schaltung also einen OpAmp mit R2R Eingängen, mindestens aber für die positive Eingangsspannung. Aber da ist die Luft erstaunlich dünn, d.h. du hast wenig Auswahl... http://www.mikrocontroller.net/articles/Standardbauelemente#Operationsverstärker Eine Möglichkeit wäre der LF356
Hallo Lothar, erstmal vielen Dank für deine Antwort ... (ich muss mich hier doch einmal richtig anmelden) Ich konnte es nicht abwarten (da mein Küchentisch seit 2 Tagen mit dieser Schaltung blockert ist), und habe mir einen CA3140 gekauft der laut Datenblatt auch für asymetrische Versorgungsspannungen ausgelegt ist. Ob der R2R ist, kann ich nicht sagen... Jedenfalls funktionierte meine Schaltung mit dem hier angepriesenen CA3149 leider gar nicht! :( :( (Der LM338 der mit seinem ADJ an dem OPA hing, sah sich lieder genötigt seinen Output auf VCC (28V) zu ziehen, wobei dann R1 etwas sehr warm wurde und fast verstorben wäre .. (R2 war auf 0 Ohm) Nach Kontrolle der Schaltung (es lag kein Verdrahtungsfehler vor) habe ich aus meiner Kleinteilekiste einen 741 eingesetzt .. und die Schaltung funktionierte damit :) Nur das das Regelverhalten der Schaltung nicht 100% zu sein scheint, da die Ausgangspannung um .2V -.4V abfällt wenn sie mit einigen Ampere belastet wird. Ich werde deshalb den von dir vorgeschlagenen Typ (LF356) testen .. Besten Dank und bis demnächst hier :)
bei dem ganzen symmetrische/asymmetrische spannungsversorgung drängt sich ein gedankenspiel auf: wenn z.b. ein impedanzwandler asymmetrisch versorgt wird (also z.b. -3v und +12v), woher soll der opamp wissen, dass er asymmetrisch versorgt wird? die versorgungsspannung ist doch nur wichtig, wenn die eingangsspannung so nahe an die versorgungsspannung kommt, dass der opamp nicht mehr verstärken kann und dementsprechend der ausgang begrenzt wird.
> CA3140 > Ob der R2R ist, kann ich nicht sagen... Isser nicht. Lediglich der Eingangsbereich geht sogar unter die negative Versorgungsspannung:
1 | VSUPPLY = ±15V |
2 | Common Mode Input Voltage Range VICR -15.5 to +12.5 V |
Und die Ausgangsspannung geht auch nur bis fast an die negative Schiene:
1 | VSUPPLY = ±15V |
2 | Max Output Voltage VOM+ +13 V VOM- -14.4 V |
Am oberen Ende (positives Rail), das du in deiner Schaltung brauchst, ist der CA3140 absolut untauglich. > einen 741 eingesetzt .. und die Schaltung funktionierte damit :) Glück gehabt :-D Der Laie staunt und der Fachmann wundert sich. Denn eigentlich sollte der am "Common Mode Input Voltage Range" von ±12V bei Vsupply=±15V scheitern...
So ... ich habe jetzt noch einmal den LF356 eingesetzt. Die Schaltung arbeitet damit genauso, wie mit meinem treuen 741 aus der Kleinteilekiste. :) Der 741 macht laut Datenblatt am Ausgang bis +- 14V Der LF356 dagegen nur +- 13V Tja .... :)
>woher soll der opamp wissen, >dass er asymmetrisch versorgt wird? Das weiß er auch nicht und es ist ihm auch völlig egal - solange Eingang und Ausgang mindestens soweit von den Versorgungsgrenzen weg sind, wie es im DB spezifiziert ist.
Hab mit Interesse eure Beiträge gelesen. Versuche mich gerade mit einer Photodiode(Ir Led) an einem AD548. Man hat ja mal gelernt, dass eine Led im dritten Quadranten betrieben, durchaus als Spannungsqelle betrieben werden kann. ( Muss ja mit very low cost auskommen. ) Der Op macht aber gar nicht das was er soll. Meine Spannungsversorgung ist unsymetrisch. Raimund schrieb: "Dazu bringe ich (immer wieder gerne) einen der Merksätze zu OpAmps zum Besten: Ein OpAmp versucht seinen Ausgang immer so zu steuern, daß die Differenzspannung zwischen dem (+)- und (-)-Eingang zu Null wird. Daraus folgt nach einigem Überlegen.. Bei unsymetrischer Ub strebt der Ausgang nicht etwa gegen 0 Volt sondern nach 1/2 Ub bei einer Differenzspannung von 0 Volt zwischen dem Plus und Minus Eingang. Gruss, Thomas Schmitz.
> Bei unsymetrischer Ub strebt der Ausgang nicht etwa gegen 0 Volt sondern > nach 1/2 Ub bei einer Differenzspannung von 0 Volt zwischen dem Plus und > Minus Eingang. Nein, der Ausgang strebt (solange der OpAmp regelt) genau dorthin, wo er hinmuß, damit zwischen den Eingängen eine Spannungsdifferenz von 0V ist. Und diese Spannung hat nur selten was mit Ub/2 zu tun... :-/
Dieses unausrottbare Missverständnis ist wahrscheinlich für 90% des Umsatzes mit DC/DC-Wandlern und Ladungspumpen-ICs im privaten Bereich verantwortlich.
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