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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Verhalten von OPAMP in Simulation - ich verstehe es nicht.


Autor: Hannibal (Gast)
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Hallo!

Ich simuliere gerade eine Schaltung in Tina von TI.

Es geht eigentlich nur um einen simplen Spannungsfolger, aber der folgt 
der Spannung nicht.

Versorgung ist 3,3V
Am (+)-Eingang liegen 1.5V an
Am Ausgang sind aber nur 335,12mV

Wenn ich die Widerstände erhöhe, dann folgt er der Spannung...aber der 
Strom ist doch so gering - da bricht mir doch nicht die Spannung ein???

Woran liegt das?

Autor: John Drake (drake)
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Schau' ins Datenblatt! Findest du es nicht höchst ungewöhnlich, dass 
schon auf dem ersten Blatt ein Diagramm abgebildet ist? Ist dir dieses 
tatsächlich nicht aufgefallen?

Autor: Hannibal (Gast)
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Oh je...also kann das Ding nur so wenig Strom?

Autor: Nachtaktiver (Gast)
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Mit welcher Spannung wird der OPV versorgt?

Autor: Hannibal (Gast)
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Nachtaktiver schrieb:
> Mit welcher Spannung wird der OPV versorgt?

Hannibal schrieb:
> Versorgung ist 3,3V

Autor: Nachtaktiver (Gast)
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@Hannibal:
Das ist ja auch ein "Very Low Power Operational Amplifier". Dieser Typ
ist nicht dafür gemacht einen "großen" Strom am Ausgang zu liefern.

Autor: Hannibal (Gast)
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Ja, ist Low-Power.

OK, das Diagramm habe ich mir wirklich nicht direkt angeguckt! SORRY!

Jetzt sehe ich es auch - aber ich wunderte mich nur gerade. Der Aufgang 
geht auf nen ADC - dessen Eingang ist ja eh hochohmig.

Jetzt kämpfe ich nurnoch mit ein paar Offset-Problemen...ich würde mich 
freuen, wenn mir da vielleicht auch noch jemand mal was erklären könnte.

Autor: John Drake (drake)
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Ja, er ist für Low-Power-Anwendungen gedacht. Aber das macht ja nichts, 
eine Suche bei Digikey ergibt z.B. >4000 Treffer in der Kategorie 
"Linear - Verstärker - Messtechnik, OpAmps, Pufferverstärker" mit 
VCCmin<3.3V, Iout>=1mA und dem Strichwort "Rail-to-Rail".

Je nach deinen weiteren Anforderungen und deinem favorisierten 
Bauteillieferanten wirst du sicher einen passenderen OpAmp finden.

Autor: Anselm 68 (anselm68)
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Wenn du dein Offsetproblem beschreibst, kann dir sicher jamend helfen.

Autor: Yalu X. (yalu) (Moderator)
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Hannibal schrieb:
> Der Aufgang geht auf nen ADC - dessen Eingang ist ja eh hochohmig.

Brauchst du dann den Spannungsfolger überhaupt? Er hat ja nur dann einen
Sinn, wenn die Signalquelle eine ungewöhnlich hohe Ausgangsimpedanz hat.

Autor: Hannibal (Gast)
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John Drake schrieb:
> Ja, er ist für Low-Power-Anwendungen gedacht

Nee nee, das ist schon gut so. Ich brauche Low-Power. Das ist voll in 
Ordnung.

Also zu dem Offset:

Ich habe hier mal ein paar Bilder (also zusammengefasst in eins) mit 
verschiedenen Eingangsspannungen angehängt.

Man sieht ja deutlich, wie der OP bei 0V am Eingang einen Fehler von ca. 
50mV am Ausgang produziert.

Mit steigender Eingangsspannung sinkt dieser - die Spannung geht sogar 
unter die Eingangsspannung.

Es ist kein Rail-2-Rail Input OP - liegt es daran, oder ist es ein 
reines Offset-Problem (der Offset ist ja mit 850uV angegeben)

Autor: Hannibal (Gast)
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Wenn ich den Eingang auf 3,1V lege, dann geht der Ausgang auf 
3,21V...wie kann denn das sein?

Autor: Hannibal (Gast)
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Da ist irgendwie garkein richtiger Zusammenhang zwischen Eingang und 
Ausgang.

Bei 3,2 ist der Ausgang auf 3,25 - also wieder 50uV daneben, wobei er 
bei 3,1V um 110uV daneben lag.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Anstatt hier alle 5 Minuten zu posten, setz dich halt mal 5 Minuten 
konzentriert vors Datenblatt...

Autor: Hannibal (Gast)
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Da sitz ich schon was länger vor...

Autor: Michael H. (michael_h45)
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lies nochmal und finde das "konzentriert".

Autor: Hannibal (Gast)
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Ja tut mir leid wenn euch das nervt.

Ich komm hier halt nicht weiter grad. Wenn ich es simuliere, dann steht 
da ~50mV Out bei 0V In, wenn ich es hier aufbaue und messe, dann habe 
ich 47uV Out bei 0V In.


Das widerspricht sich halt alles irgendwie

Autor: daniel(root) (Gast)
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ich bin jetzt kein experte für analogtechnik, aber ...
bei offsetspannung spielen die input bias ströme wichtige rolle.
wie gross sind diese bei dir? teilweise werden die inputs symmetrisiert,
so wird beispielsweise beim invertiertenden verstärker vor +eingang
ein R gesetzt. die konfiguration als spannungsfolger ist im grunde
nicht-invertierender verstärker mit R_unten = unendlich (weil nicht da).
in die rückkopplungsschleife kann man also einen R reinsetzten, der
auf den biasstrom einfluss hat.

Autor: Anselm 68 (anselm68)
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Wenn du auf 0V herunter musst, sollte doch klar sein dass E/A -> R/R 
sein muss....

Autor: Hannibal (Gast)
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Anselm 68 schrieb:
> Wenn du auf 0V herunter musst, sollte doch klar sein dass E/A -> R/R
> sein muss....

Sorry, aber das versteh ich grad garnicht.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Hannibal schrieb:
> Anselm 68 schrieb:
>> Wenn du auf 0V herunter musst, sollte doch klar sein dass E/A -> R/R
>> sein muss....
>
> Sorry, aber das versteh ich grad garnicht.

Da hast du dir den schwächlichsten Opamp ausgesucht.
Der taugt nur mit einem Lastwiderstand von 40kOhm oder mehr bei 3,3V 
Versorgung. Wozu man allerdings einen Opamp, der nur mit 40kOhm oder 
höherer Last zurecht kommt, brauchen kann erschließt sich mir nicht.
Such dir einen anderen Opamp.

Habe mal deine Schaltung mit LTspice simuliert.
Eingangg von 0 bis 3,3V und Lastwiderstand 50kOhm
-> Ausgangsspannung 34mV bis 3,266V.

Sieht also schon mal fast gut aus. Das einzige was man bemängeln kann 
ist, dass die Ausgangsspannung bei Last nach GND nicht auf 0mV 
heruntergeht.
Allerdings wirst du auch beim realen Opamp zumindest die Offsetspannung 
als toten Bereich haben.
Die Ausgangsspannung in der Simulation war übrigens immer kleiner der 
Eingangsspannung abgesehen von dem Bereich Uein < 34mV. Ich kann nicht 
nachvollziehen warum das bei dir nicht der Fall war.

Autor: Anselm 68 (anselm68)
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Eingang & Ausgang -> Rail to Rail ;)

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