Hallo,
kurze Frage:
Gibt es eine Obergrenze bei Transimpedanzwandlern, was die maximale
Verstärkung betrifft.
Ich verwende einen TI TL072D, aus dem Datenblatt kann ich einiges
ablesen, aber meine real aufgebaute Schaltung lässt anderes vermuten,
bzw. ich weiss eben nicht genau ob es eine Obergrenze gibt.
Zur Zeit verstärke ich in der ersten Stufe mit 1Mohm, also 10^6 und die
zweite Stufe mit 35.
Kurze Anmerkung zum OpAmp:
DIFFERENTIAL VOLTAGE AMPLIFICATION Diagramm, dort beträgt die maximale
Verstärkung 10^5 - 10^6 ist das dann als Maximum anzusehen?
Vielen Dank und viele Grüße
Die Leerlaufverstärkung ( also die Verstärkung im nicht gegengekoppelten
Zustand ) ist im Datenblatt eines jeden OPs angegeben. Sie dürfte die
Grenze sein.
Ralph Berres
horch ma schrieb:> Zur Zeit verstärke ich in der ersten Stufe mit 1Mohm, also 10^6
Wie? Zu einen OP mit Verstärkung ungleich 1 gehören immer 2 Widerstände.
Hast du da mal einen Schaltplan?
Large-signal
differential voltage
50 (min)
200 (typ)
V/mV
ist das damit gemeint?
also 50 V / 1 mV = 50 000, was eigentlich nicht hinkommt, weil ich ja
schon weiss dass ich mehr verstärken kann, ich bin ein wenig verwirrt.
Das eigentliche Problem kam daher, dass ich dieselbe Schaltung schon
voll funktionsfähig mit kleinerer Verstärkung verwende, was kein Problem
ist, schöne Ausgangssignalspannung.
Jetzt benutze ich die Schaltung mit höherer Verstärkung und habe eine
ganz merkwürdige Signalform, spg bricht ein alle 40 µs, vielleicht
schwingen die OpAmps, ich verstehs nicht so wirklich.
Dankeschön.
Bis ca 20 Hz hat er eine Verstärkung von ca 200000. Ab dann fäät die
Verstärkung mit 20db/dekade ab.
Bei 25KHz hat er nur noch eine Verstärkung von va 200
Ralph Berres
@lothar: er sagt doch Tranzimpedanzverstärker, also reicht ein
widerstand um I nach U zu wandeln...Verstärkungsfaktor ist halt nicht
einheitslos sondern ohm
> Zur Zeit verstärke ich in der ersten Stufe mit 1Mohm, also 10^6> also 50 V / 1 mV = 50 000, was eigentlich nicht hinkommt, weil ich ja> schon weiss dass ich mehr verstärken kann, ich bin ein wenig verwirrt.
Du bringst die Begriffe Spannungsverstärkung (Ua/Uediff) und
Tranzimpedanzverstärkung (Ua/Ie) durcheinander. Bei OPVs mit Fet-Eingang
kann durchaus sehr Große Rückkoppelwiderstände und damit
Transimpedanzverstärkungen von 10M oder 100M erreichen, aber dabei
bleibt die Spannungsverstärkung natürlich im durch der OPV vorgegebenen
Rahmen (Leerlaufspannungsverstärkung)
also der TL072 hat 2 OpAmps und wir setzen gerade beide ein, bei der
funktionierenden alten Schaltung ist die erste Stufe als
Transimpedanzwandler beschalten mit einer Verstärkung von 680kOhm ( dazu
parallel noch 1 pF) und dahinter ein invertierender Verstärker mit je
1kOhm ( was eine Verstärkung von 1 ergibt).
Die Verstärkung funktioniert auch mit den 680kOhm (bzw. ich weiss dass
Sie da immer noch steigt, da ich selber vorher kleiner
Rückkoppelwiderstände eingelötet hatte, die eben ein zu geringes
Spannungsausgangssignal gebracht haben), laut Datenblatt aber sollte ja
die Verstärkung nur bis 2x 10^5 gehen richtig?
Ich betrachte eine LED, die mit Konstantstrom betrieben wird, also keine
PWM etc, daher liegt mein Signal vereinfacht im DC Bereich.
Der TL072 besitzt einen JFET Eingang.
Ja und stimmt das mit dem Transimpedanzverstärkung und
Spannungsverstärkung ist mir nicht so klar, gibt es dann dafür auch 2
verschiedene Angaben im Datenblatt? wieso sind die beiden Verstärkungen
dann unterschiedlich, es handelt sich ja immer um denselben OpAmp nur in
verschiedenen externen Beschaltungen.
Der OP hat eine begrenzte Spannungsverstärkung, mehr geht nicht. Bein
TL072 so wie es aussieht wohl Typisch 200000, als einheitenlose Zahl.
Beim Transimpedanzverstärker hat man als "Verstärkung" das Verhältnis
aus Spannung zu Strom. Die Werte kann man also nicht direkt mit der
Spannungsverstärkung gleichsetzen. Die Verstärkung des TIA hat
entsprechend auch die Einheit Ohm. Das prinzipielle Limit ist irgendwo
beim Eingangswiderstand mal der Spannungsverstärkung. Da ein OP mit JFET
Eingang selber einen sehr hohen Eingangswiderstand (weit über 1 MOhm)
hat, sind da auch sehr große Werte möglich. Praktisch ist das eher eine
Frage wie große Widerstände man bekommt und wie gut die Isolierung wird,
bzw. wie langsam der TIA dann wird.
Bevor man mit beliebig hohen verstaerkungen arbeitet, sollte ma soch
ueberlegen was man ueberhaupt macht. Bei DC Betrieb ist die
Offsetspannung meist das Limitierende. Allenfalls ist der Biasstom auch
zu hoch. Als Transipedanz verstaerker betrieben, treten andere Probleme
auf. Da wuerd ich mal den Biasstron anschauen. Der macht eine
Ausgangsspannung, ohne Eingangsstrom. Der ist uebrigens
temperaturabhaengig. Die Quelle sollte auch frei von Leckstroemen sein.
Im AC betrieb bekommt man wegen limitierter Slewrate auch eine
reduzierte Bandbreite. Fuer eine Verstaerkung von 10^6 wuerde ich mit
mindestens 3 OpAmps die alle faktor 100 machen arbeiten
i-Troll schrieb:> Fuer eine Verstaerkung von 10^6 wuerde ich mit> mindestens 3 OpAmps die alle faktor 100 machen arbeiten
Die realen Fehler der Schaltung begrenzen die Verstärkung lange vor dem
theoretischen Maximum. Wenn etwa die Offsetspannung mal Verstärkung den
Ausgangsspannungsbereich überschreitet, findet überhaupt keine
Signalverstärkung mehr statt (unbrauchbar wird die Schaltung schon
deutlich vorher), ebenso gilt das für Offsetströme und das Rauschen. Und
daran ändert sich überhaupt nichts, wenn man statt 1 Mio in einer Stufe
mit 3 x 100 verstärkt.
Gruss Reinhard
i-Troll schrieb:> Fuer eine Verstaerkung von 10^6 wuerde ich mit> mindestens 3 OpAmps die alle faktor 100 machen arbeiten
1MΩ in der Gegenkopplung ist nun wirklich noch nicht die Welt.
Ein paar Angaben zu Aussteuerbereich und max. Signalfrequenz wären noch
ganz hilfreich. Als Datenblattparameter käme damit die Slew-Rate ins
Spiel.
>ebenso gilt das für Offsetströme und das Rauschen. Und daran ändert sich
überhaupt nichts, wenn man statt 1 Mio in einer Stufe mit 3 x 100 verstärkt.
Eine so hohe Verstaerkung macht eh nur bei AC und kleiner Bandbreite
einen Sinn. Das hoechste, was ich mal verstaerken musste war 20'000.
also wenn man geringe Lichtströme ausmessen will mit entsprechenden
Photodioden kommt man ganz schnell in Bereiche von 10^4 ... 10^9 .
Sorry fürs ausgraben, habe vergessen, dass ich den Thread noch hatte :)
Wenn ichs recht gelesen habe dann bricht alle 40 us die Spannung ein,
daher vermute ich mal, dass die Schaltung schwing. Möglicherweise wird
sich wegen mangelnder Abschirmung was unangenehmes einkoppel...
tip schrieb:> Sorry fürs ausgraben, habe vergessen, dass ich den Thread noch hatte :)
?? hast du ihn beim Saubermachen unter dem Beifahrersitz wiedergefunden,
oder was?
Gruss Reinhard
