mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Formel für Präzisionsverstärkung


Autor: Christian Hamann (spooker)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo, ich brauche ein wenig Hilfe,
für einen nichtinvertierten Verstärker habe ich die vereinfachte Formel 
für die Verstärkung V=1+(R2/R1) (ideal) um die Widerstände zu berechnen. 
Der Verstärker soll aber als Präzisionsverstärker aufgebaut werden mit 
E96-Widerständen. Nun weiß ich nicht was ich für eine genauere 
Berechnung der Widerstände für den realen OPV noch beachten muss. Welche 
Einflüsse müssen noch in die Formel einfließen damit man den realen OPV 
(AD8957) mit geänderten Widerständen bekommt. Bitte helft mir. Danke 
schon mal...

Gruß
sp

Autor: karadur (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

das ist auch bei einem realen OP so. Du mußt aber z.B. den 
Innenwiderstand der Quelle mit einrechnen. Desweiteren hängt es vom OP 
ab, ob du noch eine Offsetkompenstaion bzw Biasstromkompensation 
brauchst.

Autor: TrippleX (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielleicht wären noch einmal zu sagen das die Linerität des OpAmp
( auch nicht Ideal ) und der Temperaturdrift zu beachten wäre.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe jetzt keine Fehlerbetrachtung gemacht, aber wenn deine 
gewünschte Verstärkung (mit Gegenkopplung) höchstens im Bereich 10 ... 
50 liegt, so dürfte der Einfluss längst gegenüber den 1%-Fehlern der 
Widerstände vernachlässigbar sein. Ebenso die schon genannten 
Offsetfehler und Innenwiderstände.

Trotzdem, wenn ich richtig gerechnet habe, so lautet die vollständige 
Formel:
Ua = Ue * Vo * (R1 + R2) / ( Vo * R1 + R1 + R2)

Typische Werte für Vo liegen so bei 90 ... 120 dB, also bei ca. 10^5 ... 
10^6

Von der Formel wird bei der Herleitung ausgegangen und der Grenzübergang 
für Vo gegen Unendlich gemacht. Dann ergibt sich deine allseits bekannte 
Formel.
Du kannst ja hier mal reale Werte für Vo einsetzten und sehen, welchen 
Einfluss dies in deiner Anwendung hat.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Christian,

>für einen nichtinvertierten Verstärker habe ich die vereinfachte Formel
>für die Verstärkung V=1+(R2/R1) (ideal) um die Widerstände zu berechnen.
>Der Verstärker soll aber als Präzisionsverstärker aufgebaut werden mit
>E96-Widerständen. Nun weiß ich nicht was ich für eine genauere
>Berechnung der Widerstände für den realen OPV noch beachten muss. Welche
>Einflüsse müssen noch in die Formel einfließen damit man den realen OPV
>(AD8957) mit geänderten Widerständen bekommt.

Die Stabilität einer OPamp-Schaltung hängt ganz entscheidend von der 
internen Verstärkungsreserve, der Loop Gain A/G ab. Die Closed Loop Gain 
Stabilität dG/G ist

dG/G = dA/A x [1/(1 + A/G)]

wobei dA/A hier die Open Loop Gain Stabilität ist, mit ca. dA/A = 1%/°C.

Ein Beispiel, da ich deinen AD8057 nicht kenne, für einen TL052:

Der TL052 hat bei 1kHz eine Open Loop Gain von A = 3 x 10^3. Er soll das 
Signal um den Faktor 10 verstärken, also G = 10. Dann ist die Closed 
Loop Gain Stabilität dG/G = 3 x 10^-3 %/°C. Bei einem Temperaturbereich 
von beispielsweise 20K ändert sich also G um 0,07%. Bei 100kHz sind es 
dagegen 5%.


Die Closed Loop Unlinearität berechnet sich gemäß:

Lcl = Lol / (1 + A/G)

wobei Lol der Open Loop Linearitätsfehler ist, der gewöhnlich kleiner 
als 5% ist.

Auch hier wieder ein Beispiel. Bei obiger Situation erhält man bei 1kHz 
ein Lcl = 0,02% und bei 100kHz Lcl = 1,3%.


Der reale Ausgangswiderstand des OPamp berechnet sich übrigens gemäß:

Zcl = Zol / (1 + A/G)

Also beim obigen Beispiel Zcl = 0,8 Ohm bei 1kHz und Zcl = 63 Ohm bei 
100kHz (Zol = 250 Ohm).


Diese Formeln sind natürlich nur Näherungsformeln. Sie sollen dir ein 
Gefühl dafür vermitteln, was du zu erwarten hast.

Kai Klaas

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.