Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Invertierender Verstärker ausgangswiderstand.


von Jan R. (Gast)


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Hallo,

wollt kurz wissen, wie groß der widerstand (Ausgang) des opv ist. Denn 
der OPV senkt ja die Spanung im dem die Transistoren als regelbare 
widerstände laufen.

wenn die eingangsspannung jetzt null ist, dann muss der 
ausgangswiderstand ja unendlich sein, (zumindest fast, denn 0V ist ja 
beider transistoren der komplemänter endstuffe sperren).

Wie groß ist jetzt der widerstand für die 5V Spannungsquelle am Ausgang? 
3,1K Ohm??

von Kevin Fabrizzo Raimund L. (Gast)


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Der OPV senkt, vorausgesetzt er ist mit einer negativen 
Versorgungsspannung verbunden, seine Ausgangsspannung solange bis 
Minus-Eingang = Plus-Eingang. Da somit ein Spannungsteiler aus 2k und 1k 
vorliegt, müssten am OPV-Ausgang -2,5V anliegen.

Nun liegen am 100-Öhmschen (5V--2,5V=) 7,5V an. Das ergibt einen Strom 
von (7,5V/100Ohm=) 75mA. Von der Spannungsquelle (rechts) aus gesehen 
ergibt das einen Widerstand von (5V/75mA=) 
66,666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666 
6666666666666666666666666666666666666...  Ohm.

Voala ...oder wie auch immer man das schreibt ;-)

von Jan R. (Gast)


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Kevin Fabrizzo Raimund L. schrieb:
> Der OPV senkt, vorausgesetzt er ist mit einer negativen
> Versorgungsspannung verbunden, seine Ausgangsspannung solange bis
> Minus-Eingang = Plus-Eingang. Da somit ein Spannungsteiler aus 2k und 1k
> vorliegt, müssten am OPV-Ausgang -2,5V anliegen.
>
> Nun liegen am 100-Öhmschen (5V--2,5V=) 7,5V an. Das ergibt einen Strom
> von (7,5V/100Ohm=) 75mA. Von der Spannungsquelle (rechts) aus gesehen
> ergibt das einen Widerstand von (5V/75mA=)
> 66,666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666666 
6666666666666666666666666666666666666...
> Ohm.
>
> Voala ...oder wie auch immer man das schreibt ;-)



das meine ich doch überhaupt nicht, ich meine den innenwiderstand vom 
opv selbst bei

0V Ausgangsspannung. Da müsste der widerstand doch dann bei 3,1 kohm 
liegen, da alle transistoren innerhalb sperren.

von Jan R. (Gast)


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von Kevin Fabrizzo Raimund L. (Gast)


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Jan R. schrieb:
> das meine ich doch überhaupt nicht, ich meine den innenwiderstand vom
> opv selbst bei
>
> 0V Ausgangsspannung.

Ich denke, solange ein OPV-Ausgang inerhalb der Spezifikation betrieben 
wird, beträgt der Innenwiederstand letzterem 0 Ohm. Bei einer höheren 
Belastung wird ja sofort nachgeregelt.

...wenn ich denke, denke ich meist richtig, bin mir in diesem Fall aber 
nicht ganz sicher.

von Kevin Fabrizzo Raimund L. (Gast)


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Jan R. schrieb:
> das meine ich doch überhaupt nicht, ich meine den innenwiderstand vom
> opv selbst bei

Jetzt glaube ich hab ich den Sinn dieser Frage verstanden. Also der 
Widerstand des OPV's (< mit Depperlappostroph), der seine 
Versorgungsspannung belastet? Sags doch gleich!

Also wenn wirklich nur 5V anliegen und keine negative Versorgunsspannung 
(so wie du schriebst), so muss der Ausgang 0V treiben (Offsetspannung 
nicht berücksichtigt). Somit haben wir eine Parallelschaltung aus 
(2k+1k=) 3k und 100 Ohm. Das bedeutet einen Strom von (Rersatz = 
96,77419355Ohm, somit I=U/R=5V/96,77419355Ohm=) 
51,66666666666666666666...mA, der in den OPV "hineinfließt". Da das aber 
die Versorgungsspannungsquelle des OPVs nicht beeinflusst kann er 
weggelassen werden. Somit hat der OPV nur den Eigenstromverbrauch, was 
einen Innenwiderstand im kOhmbereich gleich kommt. Dieser steht, wie so 
vieles, im Datenblatt.

Ich hoffe ich konnte helfen.

von Jan R. (Gast)


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Natürlich mit symmetrischer Betriebsspannung.

Wenn nullvolt an den Eingängen liegen. Dann müsste ja eigentlich beide 
Transistoren in der Endstufe sperren. Sprich kein Strom kann in den OPV 
reinfliegen. Dass heißt dann ja, des der 100er der 1kler und der 2kler 
in Reihe liegen. Also sieht die 5V spannungsquelle  doch 4,1 komm..

von Kevin Fabrizzo Raimund L. (Gast)


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Jan R. schrieb:
> Natürlich mit symmetrischer Betriebsspannung.
>
> Wenn nullvolt an den Eingängen liegen. Dann müsste ja eigentlich beide
> Transistoren in der Endstufe sperren. Sprich kein Strom kann in den OPV
> reinfliegen. Dass heißt dann ja, des der 100er der 1kler und der 2kler
> in Reihe liegen. Also sieht die 5V spannungsquelle  doch 4,1 komm..

Bei symmetrischer Spannung müsste sich (wenn ich richtig gerechnet habe) 
der Ausgang auf -2,5V einpendeln. Das bedeutet, dass auch hier wieder 
ein Ausgleichsstrom von OPV-Ausgang zum Minuspol fließt. Dazu muss der 
NPN Transistor im Schaltschema natürlich (passend) angesteuert sein. Der 
Innenwiderstand des OPV ist aber immernoch im k-Ohmbereich da sich ja 
der Betriebsstrom kaum verändert. Der Gesamtwiderstand der Schaltung 
lässt sich ja berechnen.

von Helmut S. (helmuts)


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Der Ausgangswiderstand eines Verstärkers ist

Rout = Leerlaufinnenwiderstand/(Leerlaufverstärkung/eingstellte 
Verstärkung)

Der Leerlaufinnenwiderstand war bei älteren Opamps mit AB-Ausgangsstufe 
im Bereich einger zehn bis 100Ohm.
Die neuen Rail-Rail Verstärker haben einen wesentlich größeren 
Leerlaufinnenwiderstand. Das kann bis in die kOhm gehen.

Beispiel:
Leerlaufverstärkung 20000

Leerlaufinnenwiderstand 100 Ohm
Eingestellte Verstärkung durch äußere Beschaltung: 10

Rout = 100/(20000/10) = 0,05Ohm

Leider sinkt die Leerlaufverstärkung proportional zur Frequenz. Deshalb 
steigt Rout mit steigender Frequenz.

von Kevin Fabrizzo Raimund L. (Gast)


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Nachtrag:

Jan R. schrieb:
> Natürlich mit symmetrischer Betriebsspannung.
>
> Wenn nullvolt an den Eingängen liegen.

Bei symmetrischer Betribsspannung liegen dann eben nicht 0V an. Außerdem 
ist diese "Schaltung" des OPVs (aus dem Link) nur ein vereinfachtes 
Schema.

von Michael W. (Gast)


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Jan R. schrieb:

> Wenn nullvolt an den Eingängen liegen. Dann müsste ja eigentlich beide
> Transistoren in der Endstufe sperren. Sprich kein Strom kann in den OPV
> reinfliegen.

Wie kommst du auf das? Der OP regelt ja seinen Ausgang wegen der 
Gegenkopplung auf Ua=0V, und das kann bei der Beschaltung nur 
funktionieren, wenn Strom I=5V/100 Ohm = 50mA von der rechten 
Spannungsquelle durch den "unteren" Endstufentransistor nach "-" 
fließen. Da ist nix gesperrt, nur weil 0V am Ausgang liegen...

Ob der OP 50mA überhaupt tragen kann, ist wieder was anderes...

von Jan R. (Gast)


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Michael W. schrieb:
> Jan R. schrieb:
>
>> Wenn nullvolt an den Eingängen liegen. Dann müsste ja eigentlich beide
>> Transistoren in der Endstufe sperren. Sprich kein Strom kann in den OPV
>> reinfliegen.
>
> Wie kommst du auf das? Der OP regelt ja seinen Ausgang wegen der
> Gegenkopplung auf Ua=0V, und das kann bei der Beschaltung nur
> funktionieren, wenn Strom I=5V/100 Ohm = 50mA von der rechten
> Spannungsquelle durch den "unteren" Endstufentransistor nach "-"
> fließen. Da ist nix gesperrt, nur weil 0V am Ausgang liegen...
>
> Ob der OP 50mA überhaupt tragen kann, ist wieder was anderes...

der muss doch dann bei einer Betriebsspannung von +- 15V dann muss am 
oberen transistor und am unteren transistor 15V Abfällen. Dann hast du 
an beiden Seiten das gleiche Potential und 0V an rlast

von Christian L. (cyan)


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Wieso gehst du immer von Ua = 0V aus? Es stellt sich eine Spannung von 
Ua = -2,5V ein.

LG Christian

von Michael W. (Gast)


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Christian L. schrieb:
> Wieso gehst du immer von Ua = 0V aus? Es stellt sich eine Spannung von
> Ua = -2,5V ein.
>
> LG Christian

Er meint den Fall, dass die linke Quelle statt, wie eingezeichnet 5V, 0V 
hat:

Jan R. schrieb:
> wenn die eingangsspannung jetzt null ist

Dann hat man Ua=0V.

von U. B. (Gast)


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Die Gegentakt-Endstufe eines OP hat z.B. 50 Ohm in Serie mit einem 
Transistor (nach + bzw. -), siehe

http://www.ne555.at/images/stories/analog/OP/741_intern.gif

Durch die Rückkoppelung in der realen Aussenbeschaltung verringert sich 
dieser Widerstand, gleichstrommässig "sieht" man dann Milliohm.

(Bei Wechselspannung gilt das nicht; je nach Frequenz wird die 
Leerlaufverstärkung kleiner und die Innenimpedanz grösser.)

Siehe Seite 3 von:

http://e3.physik.uni-dortmund.de/~suter/Vorlesung/Elektronik_SS10/Skript/08_Operationsverstaerker.pdf

von Christian L. (cyan)


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Michael W. schrieb:
> Er meint den Fall, dass die linke Quelle statt, wie eingezeichnet 5V, 0V
> hat:

Ah, ok. Da hab ich mich wohl zu stark auf seinen Schaltplan versteift. 
Mein Fehler.

LG Christian

von Jan R. (Gast)


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Ja aber die Transistoren haben doch auch einen widerstand.. Dann sind 
das ja die 50 Ohm in Reihe + R Kollektor - Emitter

von NeinNeinNein (Gast)


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Da geht der Hut hoch...

Einfach die Beiträge von helmuts und pasewalker lesen, da steht alles!

Wer es nicht versteht kann es im Netz oder in einem Buch oder sonstwo 
nachlesen.

von Michael W. (Gast)


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Jan R. schrieb:
> Ja aber die Transistoren haben doch auch einen widerstand.. Dann sind
> das ja die 50 Ohm in Reihe + R Kollektor - Emitter

Wenn du von Ausgangs-Widerstand sprichst, musst du auch wissen, was du 
damit konkret meinst. Nur weil da irgendwo ein 50 Ohm Widerstand 
eingebaut sein mag, heißt das nicht, dass du diesen so direkt "siehst". 
Ausgangswiderstand bedeutet, dass Ua bei Stromentnahme sinkt; wie das 
konkret aussieht kann man nicht einfach so zwischen Tür und Angel 
"hinkotzen". Ein Emitterfolger hat auch einen Emitterwiderstand von 
einigen 100 Ohm, trotzdem ist der Ausgangswiderstand nicht 100 Ohm 
sondern wesentlich kleiner, vielleicht 5 Ohm...

Du ignorierst wiederholt völlig die Tatsache, dass der OP In 
Gegenkopplung betrieben wird. Der Ideale OP reduziert in Gegenkopplung 
den Ausgangswiderstand auf Null - du solltest erst mal diese 
Idealisierung verstehen, bevor du verstehen möchtest, wie ein OP konkret 
funktioniert. Bei Ua=0 fließen bei dir 50mA in den Ausgang hinein, ob du 
willst oder nicht, und da muss man definitiv nicht genau wissen, ob die 
Gegentakt Endstufe einen 50-Ohm oder 10-Ohm Widerstand drin hat!!!

Was ist denn überhaupt das Ziel deiner Überlegungen?

von Jan R. (Gast)


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Wenn die Gegentaktendstufe einen Widerstand hat, dann können da doch 
nicht einfach 50 mah reinfließen oder senkt der die spannung dan sowit 
ins negative, dass da dann halt 50mah reinließen. das ist das einzige, 
was isch mir vorstellen kann.

von Michael W. (Gast)


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Simuliere mal das. Dann solltest du sehen, dass der untere Transistor 
der Endstufe einfach aufmacht - und zwar so weit, bis 0V am Ausgang 
liegen.
Dazu musst du V4, wie bei dir auf 5V erhöhen (jetzt ist sie 0V).

von Wolfgang (Gast)


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Jan R. schrieb:
> das ist das einzige, was isch mir vorstellen kann.
Was du dir vorstellen kannst, interessiert den OP überhaupt nicht.

Der macht das so, wie er es gelernt hat, d.h. wenn an seinem Ausgang 
irgend ein Strom kommt, versucht er - so gut er kann - dagegen zu 
halten, so dass die Differenz der Eingangsspannungen 0 bleibt.

von Jan R. (Gast)


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Michael W. schrieb:
> Simuliere mal das. Dann solltest du sehen, dass der untere Transistor
> der Endstufe einfach aufmacht - und zwar so weit, bis 0V am Ausgang
> liegen.
> Dazu musst du V4, wie bei dir auf 5V erhöhen (jetzt ist sie 0V).

Ein Transistor leitet, wenn 0V an ihm liegen???!!!!????

wie kann das sein, dachte immer die leiten erst ab 0,7V......?????

der andere leitet bei 20mV häää

wie kann das sein??

wenn ich eine negative spannug dranmache leitet er auch was geht jetzt 
ab??

von Jan R. (Gast)


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??

von Ayk N. (ayk-ohm)


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Zeige uns doch mal deinen ganzen Schaltplan.

Transistoren leiten, wenn ein Basistrom fließen kann. Dabei fallen an 
der Basis-Emitterstrecke 0,6 - 0,8 V ab.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Jan R. schrieb:
> Michael W. schrieb:

>> Simuliere mal das. Dann solltest du sehen, dass der untere Transistor
>> der Endstufe einfach aufmacht - und zwar so weit, bis 0V am Ausgang
>> liegen.
>
> Ein Transistor leitet, wenn 0V an ihm liegen???!!!!????

Falls du - wie ich vermute - ein Troll bist: Gratulation! Reife 
Leistung. Falls du wirklich so dämlich sein solltest wie du dich 
stellst: mein Beileid!

von Jan R. (Gast)



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Axel Schwenke schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> Michael W. schrieb:
>
>>> Simuliere mal das. Dann solltest du sehen, dass der untere Transistor
>>> der Endstufe einfach aufmacht - und zwar so weit, bis 0V am Ausgang
>>> liegen.
>>
>> Ein Transistor leitet, wenn 0V an ihm liegen???!!!!????
>
> Falls du - wie ich vermute - ein Troll bist: Gratulation! Reife
> Leistung. Falls du wirklich so dämlich sein solltest wie du dich
> stellst: mein Beileid!

Wenn jemand ein troll ist, bist du dass, denn in bisjetzt keinem Beitrag 
hast du irgendetwas sinnvolles zur sache beigetragen sondern nur leute 
beleidigt usw. dass soll nicht troll sein?Kompetenz sieht anders aus?

Ich spreche nicht wie du oben sagst von der Endstufe sonder von der 
Eingangsstufe.

Habe dazu auch noch bilder falls du noch nicht kappiert hast, was ich 
meine...

 Rotes Oszillogramm:
Transistor Q1

Grünes der PN transistor unterhalb gemessen am unteren ende.

Frage 1 : Warum fließt ein Strom, durch den Transistor dabei er an null 
Volt hängt,
wie überhalb Axelst äuserst sinnvollen Beitrag schon gesagt und von mir 
auch bestätigt leitet ein transistor ja erst bei einem delta von 0,6 V 
am zwischen Basis und emittier.
ist dass ein fehlstrom?

Frage 2 :

Warum ist das Potential unterhalb des PN Transistors höher als überhalb, 
kommt dieser zusätzliche strom von der Basis??
Das wäre ja die einzige logische Erklärung.

Also dann schonmal Danke. (Wünsche keine beleidigungen von Axel! Vielen 
Dank)

von ArnoR (Gast)


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@Jan R.
Ich hoffe sehr, dass Deutsch nicht deine Muttersprache ist. Anderenfalls 
wäre das ein schlimmes Zeichen.

> Warum fließt ein Strom, durch den Transistor dabei er an null
> Volt hängt,...
> leitet ein transistor ja erst bei einem delta von 0,6 V
> am zwischen Basis und emittier.
> ist dass ein fehlstrom?

Und mit der Elektronik hast du`s wohl auch nicht so richtig. Natürlich 
kann ein npn-Transitor mit Ub=0V leiten, es muss nur der Emitter um ca. 
0,6V negativer sein, so wie in der Schaltung des 741.

von Jan R. (Gast)


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ArnoR schrieb:
> @Jan R.
> Ich hoffe sehr, dass Deutsch nicht deine Muttersprache ist. Anderenfalls
> wäre das ein schlimmes Zeichen.
>
>> Warum fließt ein Strom, durch den Transistor dabei er an null
>> Volt hängt,...
>> leitet ein transistor ja erst bei einem delta von 0,6 V
>> am zwischen Basis und emittier.
>> ist dass ein fehlstrom?
>
> Und mit der Elektronik hast du`s wohl auch nicht so richtig. Natürlich
> kann ein npn-Transitor mit Ub=0V leiten, es muss nur der Emitter um ca.
> 0,6V negativer sein, so wie in der Schaltung des 741.

Ja natürlich, wenn man 0,6V tiefer könnte aber wie du vielleicht gesehen 
hast ist die zweite betriebsspanung 0V und nicht -x Volt.
So blöd bin ich nicht.

habe aber gerade gesehen, dass der OPV mit dieser unsymetrischen 
spannung garnicht läuft
falsche Ausgangsspannung (5,5V statt 2,5)

Hat jemand eine  OPV sim-datei, der mit +x 0 Volt läuft?
Oder ist es wirklich so, dass der 741 nicht mit 0V an der negativen 
versorgung läuft?

von Helmut S. (helmuts)


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> Hat jemand eine  OPV sim-datei, der mit +x 0 Volt läuft?
Oder ist es wirklich so, dass der 741 nicht mit 0V an der negativen
Versorgung läuft?

Der Opamp läuft auch mit Masse an V-. Nur muss halt die Eingangsspannung 
im Bereich 3V über der negativen Versorgungsspannung(hier dann Masse) 
und 3V unterhalb der positiven Versorgungsspannung sein. Die 3V stehen 
übrigens im Datenblatt. Also mit nur +5V Versorgung und Masse braucht 
man bei dem Opamp gar nicht anfangen.

von Jan R. (Gast)


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Helmut S. schrieb:
>> Hat jemand eine  OPV sim-datei, der mit +x 0 Volt läuft?
> Oder ist es wirklich so, dass der 741 nicht mit 0V an der negativen
> Versorgung läuft?
>
> Der Opamp läuft auch mit Masse an V-. Nur muss halt die Eingangsspannung
> im Bereich 3V über der negativen Versorgungsspannung(hier dann Masse)
> und 3V unterhalb der positiven Versorgungsspannung sein. Die 3V stehen
> übrigens im Datenblatt. Also mit nur +5V Versorgung und Masse braucht
> man bei dem Opamp gar nicht anfangen.

Wer spricht denn von  5V 15 V  ok dann geht wohl kein invertierender 
Verstärker ..

von Helmut S. (helmuts)


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Hier ein Beispiel.

von Jan R. (Gast)


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Ja mit züsätzlichem Aufwand isses klar.

Ich sprach ja vom ganz einfachen Inv. Verstärker.. Ohne zusätzliche 
Quelle :-)

Aber dennoch danke.

von Helmut S. (helmuts)


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@Jan,
Ich dachte wir reden über Operationsverstärker. Meine Schaltung ist die 
klassische invertierende Verstärkerschaltung. Ohne Quelle ist so ein 
Verstärker doch sinnlos oder soll das Teil nur das Board wärmen damit es 
nicht betaut.

von Jan R. (Gast)


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Helmut S. schrieb:
> @Jan,
> Ich dachte wir reden über Operationsverstärker. Meine Schaltung ist die
> klassische invertierende Verstärkerschaltung. Ohne Quelle ist so ein
> Verstärker doch sinnlos oder soll das Teil nur das Board wärmen damit es
> nicht betaut.

Ja natürlich,

Ich meinte nur dass die absolute grundschaltung mit nich Inv Eingang auf 
Masse so nicht möglich ist, weil wie du schon sagtest die 3V höher als 
masse sein muss. Da haben wir aneinander vorbeigeredet, natürlich ist es 
richtig dass Potential dann dementsprechend höher zu legen. Am nicht 
Inv.

Mich würde noch interessieren, gibt es einen OPV bei dem die 
eingangsspannung gleich der unteren oder oberen Betriebsspannung sein 
darf.?

von Ayk N. (ayk-ohm)


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Ein invertierender Verstärker kann nicht arbeiten, wenn der +-Eingang 
auf der negativen Versorgungsspannung liegt, da der Ausgang nicht unter 
diese gehen kann.

von Helmut S. (helmuts)


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> Mich würde noch interessieren, gibt es einen OPV bei dem die
eingangsspannung gleich der unteren oder oberen Betriebsspannung sein
darf.?

Alle Opamps die als Single Supply angeboten werden können am Eingang bis 
zur negativen Versorgung. Manche dieser Opamps können auch am Ausgang 
fast bis zur negativen Versorgung (Rail-to-rail Ausgang Opamps). Die 
normalen dann eher nur 1V bis 2V über der negativen Versorgung,

von Jan R. (Gast)


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Hast du einen Schaltplan eines solchen Single supplly

von Helmut S. (helmuts)


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Die Schaltung geht natürlich nur mit negativen Eingangsspannungen, wenn 
der +Eingang des Opamps auf Masse liegt. Außerdem muss die so negativ 
sein, dass die Ausgangsspannung den Mindestabstand zur negativen 
Versorgung erreicht.

Das Modell des LM358 ist viel zu optimistisch. Eigentlich schafft der 
LM358 höchstens 0,6V bei 1mA Sinkstrom. Was lernen wir daraus? Wer 
Modell jenseits der Spezifikation betreibt sollte davon ausgehen, dass 
die Simulation dann nicht stimmt da Modelle dieses Grenzverhalten 
eventuell gar nicht abbilden.

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