Hei, OPs haben ja bekanntlich einen sehr kleinen Ausgangswiderstand. Typische Werte liegen bei 20R wobei gleichzeitig dem Ausgang ein maximaler Strom von 20mA entnommen werden kann. Ich frage mich nun wie diese beiden Werte zusammenpassen. Der Ausgangswiderstand begrenzt doch den Strom den ich dem OP entnehmen kann. Bei 10V würde dies also einem Ausgangswiderstand von 500R entsprechen. Umgekehrt würde ich bei 20R Ausgangswiderstand einen max. Strom von 500mA erwarten. Hintergrund der Frage ist, dass ich mit einem Signal von max. 5V eine Schaltung mit 50R Eingangswiderstand treiben muss, brauche also 100mA. Die Spannung kommt aus einer hochohmigen Quelle, deswegen brauche ich einen OP als Impedanzwandler. Muss ich also einen speziellen OP verwenden der solche Ströme liefern kann? Grüße, Chris
Wenn Du 500 mA brauchst, brauchst Du einen anderen Operationsverstärker. Grob gesagt kannst Du Dir das so vorstellen. Der Innenwiderstand gibt an um wie viel die Spannung nachgibt, wenn Du Strom fließen lässt, und die 20mA geben an, wie viel Strom maximal fließen können, bis die Ausgangsspannung gegen eine der Versorgungsspannungen läuft.
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Im Ausgang des OPV sitzt ein Transistor, der nur einen gewissen Maximalstrom liefern kann ehe er kaputt geht. Verlangst du vom OPV mehr Strom, dann spricht entweder eine interne Strombegrenzung an, oder der Transistor geht kaputt und begrenzt so den Strom. Die "Kennlinie" des OPV-Ausgangs sieht also ganz anders aus als eine Widerstandskennlinie. Was den Ausgangswiderstand angeht, musst du zwei Fälle unterscheiden: - die 20Ohm, die du genannt hast, sind ein typischer Wert für den OPV ohne Rückkopplung. Dieser Wert ist z.B. wichtig um zu berechnen, ob der OPV bei kapazitiver Belastung stabil bleibt. In der praktischen Anwendung merkst du ansonsten nicht viel davon, weil der OPV immer mit Rückkopplung betrieben wird. - mit Rückkopplung wird der Ausgangswiderstand des OPVs sehr viel kleiner. Steigt der Ausgangsstrom, dann fällt zunächst mal mehr Spannung an der Ausgangsstufe ab. Aber durch die Rückkopplung "merkt" der OPV das und steuert die Ausgangsstufe stärker an, bis die Ausgangsspannung wieder passt. Ausgangswiderstand bedeutet dann also (wie schon von Christian beschrieben): du/di (Änderung der Ausgangsspannung pro Änderung des Ausgangsstroms), und der Wert liegt typisch unter einem Ohm. Über den Maximalstrom sagt er aber kaum etwas aus (siehe Erklärung oben). Für deine Anwendung nutzt man entweder Leistungs-OPVs (z.B. OPA547) oder "normale" OPVs mit nachgeschalteten Transistorstufen.
Christopher A. schrieb: > Typische Werte liegen bei 20R wobei gleichzeitig dem Ausgang > ein maximaler Strom von 20mA entnommen werden kann. Nun, eine typische 9V-Batterie hat vielleicht einen Innenwiderstand von 1 Ohm. Trotzdem kannst Du Da keine 9A rausziehen. :-) Gruss Harald
Christopher A. schrieb: > OPs haben ja bekanntlich einen sehr kleinen Ausgangswiderstand. Typische > Werte liegen bei 20R wobei gleichzeitig dem Ausgang ein maximaler Strom > von 20mA entnommen werden kann. Ich frage mich nun wie diese beiden > Werte zusammenpassen. Ganz einfach: die haben nichts miteinander zu tun. Der Ausgangswiderstand ist 1. ein differentieller Widerstand: r= dU/dI und 2. gilt der natürlich nur für den Bereich wo der OPV seinen Ausgangsstrom nicht begrenzt Die Formel von Herrn Ohm gilt eben nur für ohmsche Widerstände. Ein OPV-Ausgang ist das nicht. Genausowenig wie ein Labornetzteil. Sobald eine Begrenzung einsetzt (egal ob Spannung oder Strom) ist ein Knick in der Kennlinie und schon ist es kein ohmscher Widerstand mehr. XL
> Nun, eine typische 9V-Batterie hat vielleicht einen Innenwiderstand > von 1 Ohm. Trotzdem kannst Du Da keine 9A rausziehen. :-) Warum sollte das nicht gehen?
Hää? schrieb: >> Nun, eine typische 9V-Batterie hat vielleicht einen Innenwiderstand >> von 1 Ohm. Trotzdem kannst Du Da keine 9A rausziehen. :-) > > Warum sollte das nicht gehen? Probiers aus und berichte.
>> Warum sollte das nicht gehen? > > Probiers aus und berichte. Okay, du weißt also auch keine Antwort... Schade, sonst hätte ich noch was lernen können.
Hei Leute, danke für die Antworten. Meine bisherige Vorstellung war, dass z.B. ein Spannungsfolger eine ziemlich ideale Spannungsquelle ist, deren Ausgangsstrom nur durch den Innenwiderstand begrenzt ist (wie z.B. bei Wikipedia (https://de.wikipedia.org/wiki/Ausgangswiderstand) unter "Ermittlung des statischen Innenwiderstandes" beschrieben ist). Also um das nochmal zusammenzufassen: Habe ich eine Last am Ausgang des OP, fällt ein Spannung am Innenwiderstand des OPs ab. Der OP erhöht dann die "Quellenspannung" um die tatsächliche Ausgangsspannung konstant zu halten. Dies geht natürlich nur bis die "Quellenspannung" an der Spannungsversorgung des OP anschlägt was dann den Strom begrenzt. Mmn ist aber eine Batterie eine sehr ideale Spannungsquelle, weshalb man dort schon 9A ziehen könnte, nur halt nicht sehr lange... @Achim: Gibt es den OPA547 auch in einer 4x Variante? Oder kennt jemand einen entsprechenden Leistungs OP in 4x Ausführung. Wie würde denn eine "nachgeschaltete Transistorstufe" aussehen? Gruß, Chris
Christopher A. schrieb: > Mmn ist aber eine Batterie eine sehr ideale Spannungsquelle, weshalb man > dort schon 9A ziehen könnte, nur halt nicht sehr lange... Ich glaube, so ein typischer 9V_Block würde vorher verglühen. Und wenn Dein OPV keine Strombegrenzung hat (Manche haben, manche nicht) , würde er auch durchbrennen. Typische Innen- widerstände sind nicht konstant, sondern u.a. vom Strom abhängig. Gruss Harald
Christopher A. schrieb: > Also um das nochmal zusammenzufassen: Habe ich eine Last am Ausgang des > OP, fällt ein Spannung am Innenwiderstand des OPs ab. Der OP erhöht dann > die "Quellenspannung" um die tatsächliche Ausgangsspannung konstant zu > halten. Dies geht natürlich nur bis die "Quellenspannung" an der > Spannungsversorgung des OP anschlägt was dann den Strom begrenzt. Das ist nur die halbe Wahrheit. Die meisten OPV haben zusätzlich noch eine Strombegrenzung drin. Die begrenzt das Ausgangssignal u.U. lange bevor das Versorgungsspannungslimit erreicht wird. Tatsächlich existiert der Ausgangswiderstand eines OPV ausschließlich auf dem Papier. Nicht nur daß der Wert keinem Bauteil in der OPV-Innen- schaltung zugeordnet werden kann, man kann noch nichtmal den "internen" OPV-Ausgang (also den gedachten Punkt vor dem Innenwiderstand) auf einem konstanten Pegel halten, um den Innenwiderstand zu messen. Eine Messung dieses Parameters sieht immer so aus, daß man erst die Leerlaufspannungsverstärkung mißt und dann den effektiven Ausgangs- widerstand des OPV bei bekannter Gegenkopplung mißt. Den dann erhaltenen (sehr kleinen) Widerstand multipliziert man dann mit dem Wert der Schleifenverstärkung. XL
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