Unverständnis bei OP-Schaltung - Offset durch externe Beschaltung

[Ferdinand (Gast)]

Hallo zusammen!

Ich möchte gerne einen Offset bei angehängter Schaltung vorgeben, also 
habe ich Widerstände gegen Versorgung positiv und negativ anstatt auf 
Massepotential gelegt. Das Bild zeigt es ja.

Die Frage ist jetzt - ist das so überhaupt linear? Mir scheint es in der 
Simulation nicht so zu sein. Wie macht man es, wenn nicht so? Muss ich 
die Offsetspannung ebenfalls mit einem OP puffern?

Gruß

[Uwe (Gast)]

> Muss ich die Offsetspannung ebenfalls mit einem OP puffern?
Kann man machen wenns wirklich genau sein muß (Impedanz der 
Ofsetspannung wichtig). Wenn du jedoch die Widerstände der Rückkopplung 
um ein bis zwei Größenordnungen größer als den Spannungteiler machst 
bzw. den Spnnungsteiler niederohmiger und die Rückkopplung hochohmiger 
reicht das zumeißt auch aus.

[Ferdinand (Gast)]

OK, sorry, hätte es auch einfach mal zu Ende simulieren können - es ist 
schon linear, nur etwas komplizierter mit der Vorhersage der 
Ausgangsspannung.

[Ferdinand (Gast)]

Uwe schrieb:
> Kann man machen wenns wirklich genau sein muß (Impedanz der
> Ofsetspannung wichtig).

Also doch nicht linear? Jetzt bin ich ein wenig verwirrt :-\

Angehängt mal die Ausgangsspannung

[Jens G. (jensig)]

So eine reine R-Rückkopplung beeinflußt doch nicht die Linearität der 
Schaltung. Und Dein Graph zeigt doch eine linear ansteigende Linie, bis 
die oben irgendwo anstößt. Was also meinst Du mit "Linear"?
Auserdem helfen komplette Schaltpläne enorm - ich vermisse da z.B. die 
Versorgungsspanungswerte.

Btw: wenn Du wirklich genau gleich große R's gegen + und - schaltest, 
dann ist das daselbe, als würdest Du beide gegen Masse schalten.

[spontan (Gast)]

>Btw: wenn Du wirklich genau gleich große R's gegen + und - schaltest,
>dann ist das daselbe, als würdest Du beide gegen Masse schalten.

Nicht ganz, niederohmig gegenüber dem Rest der Schaltung sollten sie 
sein. Deine Worte.

[Jens G. (jensig)]

ich verstehe noch nicht, was ihr mit der Niederohmigkeit dieses 
Spannungsteilers bezwecken wollt ...

Ansonsten: wenn es nicht nur um die OPV-spezifische Offset-Spannung 
geht, sondern auch um die durch die Eingangsströme verursachten 
Spannungsabfälle über dieses R-Netzwerk, dann kann man diesn Anteil 
minimieren, indem man den nicht-invertierenden mit einem Serien-R 
belegt, der genau so groß ist wie der Gesamt-R des 
Rückkopplungsnetzwerkes, welches der OPV an seinem inv. Eingang sieht 
(also R2||(R1+R3||R4))
Damit kompesieren sich diese Spannungsversätze an beiden Eingängen.

[... (Gast)]

Zur Niederohmigkeit:
Du erzeugst eine virutelle Masse mir 2x 5kWiderständen.

Überleg mal was passiert, wenn man nun noch einen Widerstand in die 
Mitte des Spannungsteilers anschliet und ihn z.B an eine beliebige 
Spannung (also z.B. auch V-) hängst. Richtig!! Der 3. Widerstand ist 
dann einfach zu einer seite des Spannungsteilers parallel! Was passiert 
mit deiner virtuellen Masse, wenn auf der einen seite der 
Originalwiderstand, auf der anderen Seite die Parallelschaltung hängt?
Nochmal richtig! Deine virtuelle Masse bekommt einen Offset!
Nun schau mal deine Schaltung an. Dein Rückkoppelnetzwerk ist mit 10K an 
an der Mitte des Spannungsteilers angeschlossen!
Was wenn nun der OPV eine andere Spannung als "Masse" ausspuckt? 
Richtig!! Deine virtuelle Masse verschiebt sich! Brauchst di ja bloß mal 
anzeigen lassen, was sich zwischen den 5K-Widerständen abspielt :)

Je niederohmiger die 5K wären, desto weniger macht dann die 
parallelschaltung der 10K etwas aus... verstehst du jetzt?

[Kai K. (klaas)]

Natürlich ist die Schaltung linear, hat aber eine Verstärkung von 1,8, 
weswegen der Ausgang irgendwann in die Begrenzung geht.

Für die Verstärkung nimmst du an, daß die Rails für die Signalspannungen 
Innenwiderstände von 0R haben, also liegen R3 und R4 parallel und in 
Reihe zu R1. Zusammen mit R2 ergibt das eine Verstärkung von 1,8.

Schreib doch mal, was du überhaupt vor hast.

[Detlef _. (detlef_a)]

Man braucht da garnicht zu spekulieren, einfach rechnen reicht.

let math tell the tale
Cheers
Detlef

[Ferdinand (Gast)]

Danke schonmal für die ganzen Rückmeldungen!

Ich habe am Eingang einen Spannungsteiler, mit dem ich eine Spannung 
messen möchte. Damit die Offsetspannung, welche ja ggf. auch negativ 
sein kann, nicht das Ergebnis verfälscht, möchte ich diese irgendwie 
kompensieren, also abgleichen können. Sodass bei 0V am Eingang auch 
wirklich 0V am Ausgang rauskommen.

Der OP hat kein Anschluss zur Kompensation, ist ein vierfach-OP.

[Kai K. (klaas)]

Dann mach doch am "+" Eingang einen passiven Spannungsteiler hin. Den 
Ausgang des Spannungsteilers ziehst du dann über einen zusätzlichen 
Widerstand, der mit einer positiven Refenzspannungquelle verbunden ist, 
hoch. Auf diese Weise brauchst du eventuell nicht mal einen OPamp, 
sondern kannst direkt auf einen ADC, falls das deine Absicht ist.

[Dieter G. (dieter_g)]

Hmmm,

also Die beiden 5K-Widerstaende bilden zusammen einen Spannungsteiler 
zwischen V+ und V-. Einen solchen kann man behandeln wie : eine 
Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand von R3||R4, wobei die gedachte 
Spannungsquelle dieselbe Spannung hat wie der (unbelastete) 
Spannungsteiler.

Und somit "sieht" man vom Inv.Eingang des Opamp aus nur eine 
Spannungsquelle mit 0V und 2.5K Innenwiderstand, wobei davor ja noch so 
ein 10K Klotz haengt (R1) womit sich dann 12.5K ergeben. In Verbindung 
mit R2 mueszte die Verstaerkung dann 1.8 sein, wie Kai Klaas ja schon 
geschrieben hat.

Also alles linear.

Sieht man ja auch an deiner Kennlinie. Nur die Beschriftung ist wirr, 
weil da die vordersten Ziffern bei der Y-Achse fehlen..

[Dieter G. (dieter_g)]

Achso die Verstaerkung aendert sich halt etwas beim Abgleich der 
Offsetspannung. Denke mal du wirst da einen Poti zwischen die 5K's 
machen ?
10 Ohm reichen schon fuer ~48mV Abgleichbereich wenn ich richtig 
gerechnet hab :D

[Dieter G. (dieter_g)]

Mist; 10 Ohm gibt 24mV Abgleichbereich

[Jens G. (jensig)]

@... (Gast)

>Zur Niederohmigkeit:
>Du erzeugst eine virutelle Masse mir 2x 5kWiderständen.

ist aber sehr schwankend ...

>Überleg mal was passiert, wenn man nun noch einen Widerstand in die
>Mitte des Spannungsteilers anschliet und ihn z.B an eine beliebige
>Spannung (also z.B. auch V-) hängst. Richtig!! Der 3. Widerstand ist

vom 3. R war wohl keine Rede - oder?

>dann einfach zu einer seite des Spannungsteilers parallel! Was passiert

Nein -zu beiden Seiten inkl. Rückkopplungs-R's ...

>mit deiner virtuellen Masse, wenn auf der einen seite der
>Originalwiderstand, auf der anderen Seite die Parallelschaltung hängt?
>Nochmal richtig! Deine virtuelle Masse bekommt einen Offset!

Das hast Du gut erkannt.

@Dieter G. (dieter_g)

>Hmmm,

>also Die beiden 5K-Widerstaende bilden zusammen einen Spannungsteiler
>zwischen V+ und V-. Einen solchen kann man behandeln wie : eine
>Spannungsquelle mit einem Innenwiderstand von R3||R4, wobei die gedachte
>Spannungsquelle dieselbe Spannung hat wie der (unbelastete)
>Spannungsteiler.

>Und somit "sieht" man vom Inv.Eingang des Opamp aus nur eine
>Spannungsquelle mit 0V und 2.5K Innenwiderstand, wobei davor ja noch so
>ein 10K Klotz haengt (R1) womit sich dann 12.5K ergeben. In Verbindung
>mit R2 mueszte die Verstaerkung dann 1.8 sein, wie Kai Klaas ja schon
>geschrieben hat.

Genau. Das sollte sich ... (Gast) mal durchlesen, dann versteht er, 
warum ich den Sinn der Niederohmigkeit der Spannnungsteiler anzweifle 
(der geht einfach in die Rückkopplung mit ein, und erzeugt so oder so 
einen Offeset, wenn unsymmetrisch).
Auserdem erhöht solch ein niederohmiger Spannungsteile dann kräftig die 
Stromaufnahme, wenn man es übertreibt.