Hallo Leutz,
ich bin seit kurzen dabei auf der uni ein bisschen meine
schaltungstechnik grundkenntnisse in die praxis umzusetzen. Also mit
praxis meine ich, Simulationsprogramm mit bauteilen aus der 350nm
library.
Nuuun meine frage, wieso braucht man eigentlich wenn man einen
integrierer baut, ganz einfacher OP mit R und C in der Rückkopplung
parallel zum C noch einen ca. 10MOhm großen Widerstand damit das ding
einigermaßen korrekt arbeitet???
Der Laboringenieur meinte fragen sie einfach ihren prof. Es ist aber
semesterferien, der ist im urlaub. Aaalso seit ihr für heute meine
profs =)
Danke und sorry wegen der Groß-und kleinschreibung
Schaltplan?
Vermutung. Es gibt in der Schaltung kein explizites Setzen der
Anfangsbedingung sprich ein definiertes Laden des Integrator C auf eine
Anfangsspannung (oder Kurzschliessen um als Anfangsbedingung immer 0V zu
haben)
Mit dem 10M Widerstand sorgst du dafür daß sich der C nicht auf
irgendwelche Spannungen auflädt und nach einiger Zeit der Nichtbenutzung
sicher wieder auf 0V ist.
>Nuuun meine frage, wieso braucht man eigentlich wenn man einen>integrierer baut, ganz einfacher OP mit R und C in der Rückkopplung>parallel zum C noch einen ca. 10MOhm großen Widerstand damit das ding>einigermaßen korrekt arbeitet???
Ganz einfach, weil du den unvermeidlichen Eingangsruheströmen des OPamp
einen Pfad zum Abfließen anbieten mußt. Wenn du 10M verwendest, dann ist
dein Integrator wohl mit einem FET-OPamp aufgebaut??
Da braucht man keinen Widerstand parallel.
So ein Integrierer steht ja nicht dumm in der Landschaft herum. Der ist
z. B. Teil einer Regelschaltung oder wenn es eine Messchaltung ist, dann
wird der C am Anfang mit mittels Schalter entladen.
Es gibt nur wenige Schaltungen wo es tatsächlich Sinn macht einen
Widerstand parallel zu schalten.
Du musst schon genauer sagen was dein Integrator machen soll, wenn du
einen brauchbaren Rat erwartest.
>Da braucht man keinen Widerstand parallel.
Rechne mal die DC-Verstärkung einer solchen Schaltung aus, wenn dieser
hochohmige Parallelwiderstand fehlt...
>Rechne mal die DC-Verstärkung einer solchen Schaltung aus, wenn dieser>hochohmige Parallelwiderstand fehlt...
geht theoretisch gegen "unendlich".
Aber genau das will man bei einem Integrierer ja.
Damit ist bleibt die Frage immer noch unbeantwortet. Ich selbst hab noch
keinen Sinn gefunden.
Aber nicht alles, was gemacht wird hat auch einen Sinn.
Ina schrieb:>>Da braucht man keinen Widerstand parallel.>> Rechne mal die DC-Verstärkung einer solchen Schaltung aus, wenn dieser> hochohmige Parallelwiderstand fehlt...
Die DC-Verstärkung ist gleich der Lerlaufverstärkung, z. B. 100000.
Genau das will man ja haben.
>geht theoretisch gegen "unendlich".>Aber genau das will man bei einem Integrierer ja.
Wenn du für eine Rogowski-Spule einen Integrierer mit einem TL052A bauen
willst, und du läßt diesen Widerstand weg, dann hast du am Ausgang des
OPamp eine Offsetspannung von bis zu 0,8mV x 100000 = 800V...
Der analoge Integrierer kann nur dann richtig funktionieren, wenn das
Eingangssignal den Mittelwert (Gleichspannungsanteil) 0 hat, da sonst
das Integral nicht beschränkt ist und früher oder später den Ausgangs-
spannungsbereich des Opamps verlässt.
Aber auch wenn man dies sicherstellt, kommt trotzdem ein Gleichanteil in
Form der Offsetspannung zur Eingangsspannung hinzu, der das Ausgangs-
signal in die eine oder andere Richtung (je nach Polarität der Offset-
spannung) weglaufen lässt.
Dieses Weglaufen wird durch den dem Kondensator parallelgeschalteten
großen Widerstand begrenzt.
Ist der Integrierer Bestandteil eines PI- oder PID-Reglers, braucht man
(s. Kommentar von Helmut S.) den Widerstand nicht, da die Regelung die
Eingangsspannung des Integrierers so beeinflusst, dass sich die Aus-
gangsspannung immer nur in begrenztem Maße vom Nullpunkt wegbewegt.
Ina schrieb:>>geht theoretisch gegen "unendlich".>>Aber genau das will man bei einem Integrierer ja.>> Wenn du für eine Rogowski-Spule einen Integrierer mit einem TL052A bauen> willst, und du läßt diesen Widerstand weg, dann hast du am Ausgang des> OPamp eine Offsetspannung von bis zu 0,8mV x 100000 = 800V...
Aber den zusätzlichen Widerstand kannst du auch nicht so niedrig wählen
weil er begrenzt ja die maxiamle Ausgangsspannung.
>Aber den zusätzlichen Widerstand kannst du auch nicht so niedrig wählen>weil er begrenzt ja die maxiamle Ausgangsspannung.
Im Anhang ist eine Integrator-Schaltung für eine Rogowski-Spule zu
sehen. R und C der Gegenkopplung bilden eine Zeitkonstante mit einer
Grenzfrequenz. Natürlich funktioniert die Schaltung als Integrator nur
für Frequenzen oberhalb dieser Grenzfrequenz...
Ina schrieb:> Im Anhang ist eine Integrator-Schaltung für eine Rogowski-Spule zu> sehen. R und C der Gegenkopplung bilden eine Zeitkonstante mit einer> Grenzfrequenz. Natürlich funktioniert die Schaltung als Integrator nur> für Frequenzen oberhalb dieser Grenzfrequenz...
Ja, aber der R parallel zum C bringt in hinsicht auf die Offsetspannung
nichts sondern nur für den Eingangsruhestrom des inv. Eingangs wie du
oben schon geschrieben hast.
Für den Offset hast du ja die Beschaltung am nicht inv. Eingang.
Wobei das mit den Eingangsstrom ists auch nicht wirklich der fließt ja
in den OPV hinein.
Also ich sehe keinen Grund für den Widerstand außer das sich die
Schaltung beim Ausschalten schneller entlädt.
>Für den Offset hast du ja die Beschaltung am nicht inv. Eingang.
Leider gibt es immer eine gewisse Rest-Drift bei der Offsetspannung.
Beträgt diese +/-1mV, dann hast du immer noch +/-470mV am Ausgang des
OPamp, trotz des 4M7 Widerstands!
Simon G. schrieb:> Nuuun meine frage, wieso braucht man eigentlich wenn man einen> integrierer baut, ganz einfacher OP mit R und C in der Rückkopplung> parallel zum C noch einen ca. 10MOhm großen Widerstand damit das ding> einigermaßen korrekt arbeitet???
Weil die Welt real ist und es keine idealen OPs gibt. Schon gar nicht
gehören die einfachen dazu, z.B. machen dir sowohl Offsetspannung und
Biasstrom schnell ein
ya schrieb:> Wobei das mit den Eingangsstrom ists auch nicht wirklich der fließt ja> in den OPV hinein.
Da der Strom aber nicht aus einem Schwarzen Loch auftaucht, sondern
irgendwo herkommen muß, würden sich ohne Widerstand entsprechen Ladungen
auf dem C sammeln und was das für die Ausgangsspannung als Funktion der
Zeit bedeutet, kann man ja leicht ausrechnen.
Ich nehme an, dass man hier nur Wechselspannung integreieren muss.
Stimmt die Annahme, dann könnte man, statt Offsetabgleich und
Parallelwiderstand, mit einem zweiten Opamp eine permanente automatische
Offset-Korrektur machen.
>Wo gibts denn OP-Pärchen mit akkurat gleichen>Offsetspannungen und Biasströmen (günstig!)>zu kaufen?
Helmut meint wohl den DC-Servo. -> Figure 39 von
http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets_obsolete/1134125OP176.pdf
Der von mir gezeigte Integrator verwendet aus einem bestimmten Grund,
den ich hier nicht weiter erläutern möchte, einen TL051 mit einem
zusätzlichen Offset-Abgleich. In einer normalen Anwendung verwendet man
natürlich einen besseren OPamp und erspart sich den ganzen
Offset-Abgleich. Außerdem folgt auf den Integrator sowieso ein Hochpaß,
der Offsetspannungen herausfiltert.
