OP-Verstärker asymmetrisch versorgen

[Peder (Gast)]

Hallo,

ich weiß, dass es zu diesem Thema viel (zu viel) im Internet gibt und 
doch wird entweder meine spezielle Situation nicht angesprochen oder ich 
versteh die Erklärungen einfach nicht.

Ich habe auf meiner Platine ausschließlich positive Spannungen und 
möchte nun über einen OP-Verstärker ein Signal (kommend aus einem µC mit 
anschließendem DAC) verstärken. Ich weiß schon mal, dass man ein OPV 
möglichst symmetrisch versorgen soll. So steht es auch im Datenblatt. 
Allerdings -- so denke ich -- interessiert ihn da ja nur der 
Potentialunterschied zwischen den Versorgungs-Pins und dass die 
Potentiale an den Signal-Eingangs-Pins nicht diese Grenzen 
überschreiten.

Da an meinem µC-Pin nur Spannungen zwischen 0V und 5V anliegen, sollte 
auch der DAC nur positive Spannungen liefern. Kann ich dann nicht 
bedenkenlos den OPV zwischen GND und V+ (24V) schalten, also der 
Board-Versorgungs-Spannung, wenn das Eingangssignal am OPV auch immer 
zwischen 0V und V+ liegt?


Grüße und Danke

Peder

[Detlev T. (detlevt)]

Es gibt OpAmps, die speziell für asymmetrische Versorgung ausgelegt 
sind, z.B. LM358, LM324.

Die Antwort auf den zweiten Absatz ist: Ja.

[MaWin (Gast)]

> Kann ich dann nicht bedenkenlos den OPV zwischen GND und V+ (24V)
> schalten

Wenn du einen speziellen "single supply" OpAmp (wie LM324 je nach 
Genauigkeit LT1013) verwendest, und überprüfst ob dessen Ausgang für 
dich nahe genug an 0V herankommt (meist braucht er einen Widerstand nach 
Masse um bis auf wenige dutzend Millivolt an Masse heranzukommen) und 
dessen Eingang an und unter Masse messen kann.

Rail-To-Rail OpAmps wie LMC6484 oder TS912 oder AD824 halten meist keine 
24V aus, könnten als mit 0V und 5V versorgter OpAmp aber eine 
Alternative sein.

[spontan (Gast)]

>Ich weiß schon mal, dass man ein OPV
>möglichst symmetrisch versorgen soll. So steht es auch im Datenblatt.

Nicht unbedingt. Es gibt OPs für single-supply. Einfach mal suchen bei 
den Herstellern oder hier im Tutorial.

[Autoelektriker (Gast)]

Viele vor allem ältere Ops haben Beschränkungen bzgl der Ein und vor 
allem Ausgangsspannungen in Bezug auf die Versorgungsspannungen.
Mit einer Versorgung von 0 und 24V kannst du z.B. bei einem 
"Verbraucher", der vom OP Ausgang gegen 24V hängt nicht mehr ganz auf 0V 
(am Ausgang) kommen, da der OP immer einen Ausgangswiderstand hat. 
Deshalb wird deine Regelung/Rückkopplung dann bei diesen Grenzfällen 
fehlerhaft.
Bei einigen OPs können die minimalen Ein und/oder Ausgangsspannungen zum 
Teil 3V über deiner negativen Versorgungsspannung liegen.

Auf jeden Fall benötigst du Ops die bis an die untere Reil kommen

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Peder schrieb:
> Da an meinem µC-Pin nur Spannungen zwischen 0V und 5V anliegen, sollte
> auch der DAC nur positive Spannungen liefern. Kann ich dann nicht
> bedenkenlos den OPV zwischen GND und V+ (24V) schalten, also der
> Board-Versorgungs-Spannung, wenn das Eingangssignal am OPV auch immer
> zwischen 0V und V+ liegt?

Eingangsseitig ist das kein Problem. Bei den meisten Single-Supply- oder 
Rail-To-Rail-Typen dürfen die Eingangsspannungen sogar bis ein paar 
Hundert Millivolt in den negativen Bereich hinabreichen.

Problematischer könnte der Ausgang sein: Auch bei Single-Supply- und 
Rail-To-Rail-Typen liegt die untere Ausgangsspannunggrenze immer etwas 
über 0V. Wieviel genau, hängt zum einen vom Opamp-Typ und sehr stark von 
der Belastung durch nachfolgende Schaltungsteile ab.

Wenn die 0V am Ausgang auch unter leichter Belastung noch präzise sein 
sollen, kommst du um eine negative Versorgungsspannung nicht herum. Da 
diese i.Allg. nicht viel Strom liefern muss, kann man sich dafür oft mit 
einer einfachen Ladungspumpe (ICL7660 oder ein µC-Ausgang, 2 Dioden und 
2 Kondensatoren) behelfen.

[Peder (Gast)]

Die asymmetrischen OPs sind mir bei meiner Suche auch schon über den Weg 
gelaufen, allerdings habe ich aus irgendeinem Grund aufgeschnappt, dass 
die in der Versorgung nicht auf 0V runtergehen oder ich habe die 
Datenblätter falsch interpretiert.

Der LM324 macht einen sehr soliden Eindruck, lässt auch schön Spielraum 
nach oben, falls mir 24V nicht reichen.

Genauigkeit spielt für mich eher an der oberen Grenze eine Rolle, nicht 
an der unteren. Ich will im Endeffekt einen magnetischen Impuls mit 
einer bestimmten mathematischen Funktion erzeugen und das, was von dem 
Feld beeinflusst werden soll, merkt nahe null nichts mehr davon.


Also vielen Dank schon mal für eure Hilfe und die immer sehr 
nachsichtige Behandlung von Laien, die man so nicht in jedem Forum 
findet. ;)