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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Nullspannungsoffset am OP automatisch einstellen


Autor: Norbert (Gast)
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Hat jemand eine Idee, wie ich einen OP (konkret µa741), mit +/- 15V 
versorgt automatisch abgleichen kann? Habe einen stinknormalen inv. 
Verstärker aufgebaut. nicht inv. Eingäng liegt auf Masse. Im moment habe 
ich zwischen die Offset-klemmen ein 10K Poti gehängt, mit dem ich den 
Offset der Ausgangsspannung auf 0V kompensiere. Kann mir aber nicht 
vorstellen das das wirklich praxistauglich ist. Wenn ich mehrere OP's 
verbaue, müsste ich schließlich jeden einzelnen abgleichen. Gibt es eine 
Möglichkeit den OP so zu beschalten, dass ich nict händisch einstellen 
muss? Oder muss ich dafür nen anderen OP wählen?

Norbert

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Der 741 ist veraltet, den verwendet man schon seit Jahrzehnten nicht 
mehr. Neuere OpAmps muss man nicht mehr abgleichen. Vorausgesetzt man 
nimmt den Passenden.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Nebliger Tag schrieb:
> Der 741 ist veraltet, den verwendet man schon seit Jahrzehnten nicht
> mehr. Neuere OpAmps muss man nicht mehr abgleichen. Vorausgesetzt man
> nimmt den Passenden.

Der 741 ist auch nicht ungenauer als viele anderen Opamps.
Allerdings benutzt den Offsetabgleich heute niemand mehr außer Bastler 
und Studenten, denn bei denen spielt Zeit keine Rolex und länger als 
drei Monate muss es nicht zuverlässig spielen.

Wenn man weniger Offset braucht, dann nimmt man einen genaueren Opamp 
oder falls möglich löst man das Offsetproblem im Digitalbereich.

Autor: Norbert (Gast)
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Hm, ok hab mir eben die List hier mit dem verlgleich der gängigen OPV's 
angeschaut. Täuscht das oder sind das alls SSOP's? Würde zum LM358/ bzw 
LM324 tendieren. Wenn die mit nem Vcc von 30V spezifiziert sind, kann 
ich dann +/-15V dranhängen, was diesem betrag je entspricht, und dann 
ein Sigal im mV um Gnd herum einfach so verstärken oder muss ich da 
irgendwas beachten? Sry. stelle mich glaube ich gerade ziemlich dämlich 
an.

Autor: TrippleX (Gast)
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Schau doch einfach mal im Datenblatt was zum Thema
Single Supply und Dual Supply Versorgung so drin steht ;)

Klar kann man ein Signal in den mV Bereich Verstärken wenn
man das aber mit 100x Verstärkt und das Offset schon 3mV
beträgt dann geht das Signal ein wenig Unter.

Endweder du gleich das Offset extern ab oder du nimmst einen genaueren
OP mit weniger Offsetspannung ( OP227 zum Beispiel ).
Kommt ganz auf den Zweck an.
Auch eine Rumpelgurke wie der 741 kann für einen bestimmten Zweck
genügen wenn man diesen immer noch auf Lager hat.

Genauso wie der unsterbliche 2N3055 Transistor..


---
Was möchtest du genau machen?

Autor: Norbert (Gast)
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ok zugegeben
> - Wide power supply range:
>     Single supply  3V to 32V
>     or dual supplies  ±1.5V to ±16V
sollte eindeutig genug sein.
Ich kriege von einem Sensor ein Spannungssignal in der Größenordnung +/- 
100mV und muss dass auf 10V verstärken. Frequenz ist unkritisch. Weit 
untem nem Khz. Das Signal selbst ist aus Masse bezogen und ich denke 
mein Problem im Moment mit dem 741ern ist, dass meine 
Spannunsgversorgung eben nicht ganz symetrisch ist. Sprich Es gibt eine 
differenz von 300mV. und die übertragen sich ohne Kompensation voll auf 
den Ausgang. Die Notwendigkeit des Abgleichs würde ich mir gerne sparen. 
Wäre das mit dem LM358 drinnen?

Autor: TrippleX (Gast)
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Ich verstehe nicht was du mit der Differenz von 300mV meinst.

Den OpAmp ist es egal ob er nun mit +10V -8V oder +6V - 15V betrieben 
wird.
Hauptsache das Eingangsignal liegt im "Input Common Mode Voltage Range" 
und
die zu erwartene Spannung am Ausgang liegt im "Output Voltage Swing" bei
der zu erwartenen Belastung.


Natürlich brauch dein Signal einen festen Bezug.
Dazu schließt du die Masse der Quelle auf der Masse der Versorung
des OPs und das Signal selbst schließt du an den passenden Op
Eingang.

Die 100mV auf 10V zu verstärken braucht eine Verstärkung von 100.
Mit einen typischen Offset von 2mV siehst du schon am Ausgang
200mV ohne das ein Signal anliegt.
Ob das für deinen Zweck reicht kann ich dir nicht sagen da ich nicht
weiß was du genau erreichen möchtest.



Wenn dir die Freqeunz bzw. die Bandbreite niedrig ist würde
ich dir den OP07 empfehlen.
Dieser ist auch nicht der neuste und schnellste, ist aber super
billig und hat gradmal ein Offset von mehreren 10µV ( je nach Version )

Autor: Jens G. (jensig)
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einfach mal mit "zero offset opamp" in google suchen, und schon findest 
Du was passendes. Ist zwar nicht wirklich zero, aber im unteren 
µV-Bereich gibt's da genug ....

Autor: TrippleX (Gast)
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Dann kommt gleich der nächste und fängt mit Chopper OpAmps an.
Ist doch mit einer Flak auf Spatzen schießen.

Man brauch keine 1µV Offset bei einen Signal von +-100mV
Zumal diese getauften Zero Drift Zero Offset OPs meistens sehr
teuer sind.

Autor: Jens G. (jensig)
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also wenn hier einer fragt, wie der Offset möglichst einfach und 
automatisch gegen 0 gedrückt werden soll, und das noch mehrfach, dann 
kommen eigentlich nur solche Dinger in Frage (von mir aus auch Chopper). 
Ok, er hat nicht gesagt, wie weit er den Offset drücken will, aber man 
kann ihn ja damit schonmal in eine Richtung weisen, damit er sieht, was 
heut so "in" ist dafür.
Allerding - was er mit 300mV, die voll von der Betriebsspannung 
durchschlagen, wirklich meint, wäre noch zu klären. Bei mäßiger 
Verstärkung (größenordnungsmäßig <100) gibt's eigentlich nicht so viel 
Durchschlag. Ich vermute mal, seine Schaltung ist irgendwie an 
irgendwelchen Grenzen (Output voll auf Anschlag oder sowas). Wenns 
wirklich nur daran liegt, braucht der keinen besseren.

Autor: Norbert (Gast)
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Hm ok. Ich habe mich wohl etwas unklar ausgedrückt. Was ich mit den 
300mV meinte war, dass ich den OP mit -14.9 und + 14.6 versorge. Wenn 
ich nun am inv. Verstärker beide Eingänge direkt auf Maße ziehe (RK noch 
in Schaltung), dann habe ich am Ausgang +300mV anstehen. Ich bin davon 
asugegangen dass die 300mV was mit der Unsymetrischen 
Spannungsversorgung zu tun hat.
Wenn ich einen gewünschten maximalen Asugangspegel von 10V habe ist das 
ein Fehler von 3%. Lieber wäre mir ein Fehler in der Größenordnung 
<10mV, also 0.1%. Diese Angaben beziehen sich auf den Ausgang, nach 
einer Verstärkung von 100. folglich sollte wohl die Input Offset Voltage 
< 100µV sein. Richtig?
Die Masse der Quelle kann ich nicht auf die Masse des OP legen. Die 
Stromkreise verfügen bereits über eine gemeinsame Masse.
Ich hoffe meine Anforderungen sind nun besser ersichtlich. Danke mal an 
dieser Stelle für eure Hilfsbereitschaft :)

Autor: MaWin (Gast)
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> Verstärker beide Eingänge direkt auf Maße ziehe (RK noch
> in Schaltung), dann habe ich am Ausgang +300mV anstehen.

Nein.

Ich sehe, dein Problem rührt vom Verständnis eines Operationsverstärkers 
her.

Ein Operationsverstärker WIRD NIE ohne Gegenkopplung betrieben. es sind 
NIE beide Eingänge "auf Masse" (oder an sonstigen Spannungen) ohne dass 
Änderungen der Ausgangsspannung wieder auf einen Eingang zurückwirken.

Ein Operationsverstärker, der ohne Gegenkopplung verwenet wird, ist eher 
ein Komparator, den betrachten wir also nicht weiter.

Der Merksatz lautet ungefähr so:

Ein Operationsverstärker bewegt seinen Ausgang so weit, bis beide 
Eingänge die gleiche Spannung haben. Es liegt AN DIR, dafür zu sorgen, 
dass der Ausgang auch an den Eingängen entsprechend ziehen kann. 
Normalerweise mit einem Widerstand vom Ausgang zum invertierenden 
Eingang.

Wenn dieser Widerstand die Spannung voll an den Eingang liefert, 
betreibt man den Operationsverstärker als Spannungsfolger mit der 
Verstärkung 1 (also gar nicht) er verstärkt nur die Bealstbarkeit des 
Signales.

Wenn der Ausgang die Spannung am invertierenden Eingang aber nur zu 
1/10tel beeinflusst, verstärkrt der OpAmp um den Faktor 10 als 
Spannungsverstärker.

Mit weiteren Verschaltungen bekommt man Differenzverstärker, 
Transimpedanzverstärker, Summierverstärker und was du noch alles auf der 
Seite findest:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Operations...

Daher braucht der Rest der Welt keine Offset-Einstellungen. Mit denen 
würde man nur korrigieren, wie genau der OpAmp regelt, bis er glaubt, 
seine beiden Eingänge wären 'gleich'.


Die Leerlaufverstärkung eines OpAmp ist so hoch, daß Betrachtungen ohne 
Rückkopplung Unfug sind, er schlägt immer an einer Versorgungsspannung 
an. Allerdings sollte dir nicht egal sein, wie schnell ein OpAmp 
Änderungen der Eingangsspannungen folgen kann, da lohnt dichaus ein 
Blick ins Datenblatt, denn dein uA741 oder der LM324 verformt schon ein 
Signal im 10kHz Bereich erkennbar, weil er nicht schnell genug ist.

Autor: Norbert (Gast)
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> Ich sehe, dein Problem rührt vom Verständnis eines Operationsverstärkers
> her.
möchte ich mal pauschal an dieser Stelle nicht ausschließen.
> Ein Operationsverstärker WIRD NIE ohne Gegenkopplung betrieben.
Is mir soweit klar. Sonst wärs nen reiner Komparator. Ich hatte einfach 
nur zum Test beide Eingäneg auf Masse runtergezogen und die Rückkopplung 
drinne gelassen. Nach meinem Verständniss müsste der OPV sich dann 
autoamtisch auf 0V regeln. Naja. Er lag 0.3V daneben. Daher dachte ich: 
"Das kommt vielleicht von der Spannungsversorgung". Eben weil diese um 
0.3V unsymetrisch ist.
> Daher braucht der Rest der Welt keine Offset-Einstellungen. Mit denen
> würde man nur korrigieren, wie genau der OpAmp regelt, bis er glaubt,
> seine beiden Eingänge wären 'gleich'.
Eben das befürchte ich, ist mein Problem.
> Allerdings sollte dir nicht egal sein, wie schnell ein OpAmp
> Änderungen der Eingangsspannungen folgen kann, da lohnt dichaus ein
> Blick ins Datenblatt, denn dein uA741 oder der LM324 verformt schon ein
> Signal im 10kHz Bereich erkennbar, weil er nicht schnell genug ist.
Egal ist es mir nicht. Aber das Signal bewegt sich wie gesagt weit unt 
1Khz. Das ist denke ich von jedem OP ohne Einschränkung zu schaffen.

Autor: Andreas R. (rebirama)
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Norbert schrieb:
> Nach meinem Verständniss müsste der OPV sich dann
> autoamtisch auf 0V regeln. Naja. Er lag 0.3V daneben. Daher dachte ich:
> "Das kommt vielleicht von der Spannungsversorgung". Eben weil diese um
> 0.3V unsymetrisch ist.

Nein er kann gar nix regeln. Wie will der Op den Einfuss auf seinen 
Negativen Eingang haben, wenn du den mit Gewalt auf GND legst.

Wenn du nur den pos Eingang auf GND legst, dann kann der Op regeln.
Wobei ich gerade nicht weiß ob der 741 in dem Fall stabil ist...

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