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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LTSpice - OP-Amp Berechnung weicht von Messung ab


Autor: Harald S. (harri)
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Hallo zusammen,

ich hab mir mit LTSpice eine kleine Schaltung simuliert und erhalte bei 
der Berechnung des DC Arbeitspunktes eine deutliche Abweichung von der 
Messung an einem Testaufbau.

Berechnete Ausgangsspannung des OP sind 1,89V, messen kann ich 2,49V. 
Somit kommt meine Messung näher an einen idealen OP mit unendlichen 
Eingangswiederstand ran.

Es ist mir klar, dass dieser OP keinen FET-Eingang hat und den recht 
hochohmigen Spannungsteiler etwas belastet.
Aber warum verhält sich mein OP in der Realität "idealer" als in der 
Berechnung?

Das Modell des LM6172 hab ich von der National-Webseite gezogen und ins 
LTSpice eingebunden (Model als Spice-Directive in den Plan gepackt und 
Value meines OP-Amp auf den Wert hinter SUBCKT gesetzt).

mfg
Harri

Autor: Tilo (Gast)
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Bei einem Idealen OP kommen die 2,49V gut hin, allerdings kenne ich mich 
so gut mit LTSpice nicht aus. Was sagt das Datenblatt, welche Spannung 
ausgegeben werden müsste? Hast du an den OP mal eine Last von sagen wir 
mal 10k angeschlossen? Ändert sich die Ausgangsspannung der Simulation?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Die Eingangsruheströme sind sehr groß beim LM6172, und die verursachen 
einen Spannungsabfall an den hochohmigen Widerständen.

Kai Klaas

Autor: Harald S. (harri)
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Kai Klaas schrieb:
> Die Eingangsruheströme sind sehr groß beim LM6172, und die verursachen
> einen Spannungsabfall an den hochohmigen Widerständen.

Stimmt. Die Simulation berücksichtigt den Spannungsabfall durch den 
Eingansgstrom. Aber der OP auf meinem Testboard kommt wohl ohne großen 
Eingangsstrom aus.

Warum macht National seine Spice-Modelle schlechter als die echte 
Hardware?

Ich mach mal einen Test über den vollen Temperaturbereich um evtl. einen 
höheren Strom zu provozieren.

Ein Widerstand von 1k am Ausgang ändert nichts an der Simulation.

mfg
Harri

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Harald,

>Warum macht National seine Spice-Modelle schlechter als die echte
>Hardware?

Nun ja, diesen sehr schnellen OPamp so hochohmig zu beschalten, ist ja 
auch nicht im Sinne des Erfinders. Vielleicht schwingt ja schon dein 
Aufbau und du mißt nicht nur den Spanungsabfall des Eingangsruhestroms?

Hänge mal 100nF parallel zu R2 und miß nochmal.

Kai Klaas

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Warum macht National seine Spice-Modelle schlechter als die echte
> Hardware?
Du hast nicht alle OpAmps dieses Typs in deiner Schaltung gemessen.
Evtl. hast du einen erwischt, der zwar einen niedrigen Ruhestrom, dafür 
aber eine schlechte GBW hat. Und genau die bewertest du hier nicht. Die 
Angaben in Datenblätter sind Worst-Case-Angaben, der typische OpAmp ist 
besser.

Autor: yalu (Gast)
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Der Eingangsruhestrom des LM6172 beträgt laut Datenblatt typisch 1,2µA.
Der Spannungsteiler aus R1 und R2 liefert 2,5V mit einem Innenwiderstand
von 10MΩ/2. Das ergibt einen Spannungsabfall von 0,6V, was ziemlich
genau dem Simulationsergebnis entspricht.

Der LM6172 ist weitgehend symmetrisch aufgebaut, was bedeutet, dass der
Eingangsruhestrom sowohl positiv als auch negativ sein kann und der über
viele Exemplare gemittelt bei etwa 0 liegt. Dein Exemplar ist eben eins
aus der Mitte, also nichts ungewöhnliches.

Die angegebenen 1,2µA sind wahrscheinlich als mittlerer betragsmäßiger
Strom oder als die Wurzel des mittleren quadratischen Stroms zu sehen.

Autor: Harald S. (harri)
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yalu schrieb:
> Der LM6172 ist weitgehend symmetrisch aufgebaut, was bedeutet, dass der
> Eingangsruhestrom sowohl positiv als auch negativ sein kann und der über
> viele Exemplare gemittelt bei etwa 0 liegt. Dein Exemplar ist eben eins
> aus der Mitte, also nichts ungewöhnliches.

Ales klar, der symmetrische Aufbau der Eingangsstufe war mir nicht 
bekannt.

Eine Gegenprobe mit einem EL2044 (lag grade rum) hat gemessen 3,8V und 
berechnet 4,47V ergeben. Das passt sehr gut zur vereinfachten Schaltung 
dieses OPs im Datenblatt.

mfg
Harri

Autor: TrippleX (Gast)
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Die Schaltung ist da völliger quatsch, sowas würde doch niemand
so in der Praxi machen die Widerstände sind doch mit 1MOhm riesig
groß, bei speziel darauf optimierten OpAmps würde das gehen.
In Datenblättern sieht man öfters solche Schaltung aber da hängt
noch ein kleiner Kondensator und ein Widerstand am Ausgang.

Bei 1M spielt die Temperatur eine große Rolle.

Autor: Amöbe (Gast)
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Bravo TrippleX! Es ging allerdings ums Prinzip. Jetzt wissen wenigstens 
alle, dass Du Ahnung hast.

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