Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fehler in Datenblatt des LM358 von ST?


von Jan R. (Gast)


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Hallo,

mich verwundern gerade diese PNP Transistoren in der Eingangsstufe.

So würde doch bei einer Positiven spannungsquelle ein Winziger Strom in 
die zu verstärkende Quelle hineinfließen. Bei eingentlich allen 
Stromquellen ist dies ja nicht ohne weiteres Möglich. (Bei 
labornetzgeräten flißt nichts, batterien würden sich aufladen usw...)

Also habe ich die gesammte schaltung in LTspice als Nichtinvertierender 
verstärker aufgebaut, und über die zu verstärkende quelle eine diode 
gelegt, sodass ein kleiner Strom in den Verstärker hinein, allerdings 
nichts Hinausfließen kann. (Sozusagen um eine Asymetrische Quelle 
darzustellen.)

Und tatsächlich nichts hat mehr funktioniert. dem gleichen aufbau habe 
ich jetzt mit dem echten IC gemacht und da hat es funktioniert. was ist 
falsch?

MfG

von Helmut L. (helmi1)


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Jan R. schrieb:
> mich verwundern gerade diese PNP Transistoren in der Eingangsstufe.
>
> So würde doch bei einer Positiven spannungsquelle ein Winziger Strom in
> die zu verstärkende Quelle hineinfließen.

Dieser Strom nennt sich Biasstrom und ist im Datenblatt angegeben. Auch 
bei NPN Transistoren fliest der. Die PNPs braucht er um bis an das 
negative Rail ranzukommen.

von Jan R. (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> mich verwundern gerade diese PNP Transistoren in der Eingangsstufe.
>>
>> So würde doch bei einer Positiven spannungsquelle ein Winziger Strom in
>> die zu verstärkende Quelle hineinfließen.
>
> Dieser Strom nennt sich Biasstrom und ist im Datenblatt angegeben. Auch
> bei NPN Transistoren fliest der. Die PNPs braucht er um bis an das
> negative Rail ranzukommen.


Stimmt, die meisten Spannungsquellen, kommen ja aber garnicht,mit 
entgegengesetzten Strömen klar, da sie keine Leistungen aufnehmen können 
. Warum, geht das hier dennoch?

von Pink S. (pinkshell)


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Die "meisten" Quellen können Leistung aufnehmen. Die U-I-Kennlinie einer 
beliebigen Spannungsquelle (genauer gesagt eines aktiven Zweipols) gilt 
nicht nur bis I=0, sondern darüber hinaus auch für negative I, lineares 
verhalten vorausgesetzt.

Wenn du natürlich eine Diode in Reihe mit der Quelle hast, dann ist es 
nicht mehr linear.

von Jan R. (Gast)


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Pink Shell schrieb:
> Die "meisten" Quellen können Leistung aufnehmen. Die U-I-Kennlinie einer
> beliebigen Spannungsquelle (genauer gesagt eines aktiven Zweipols) gilt
> nicht nur bis I=0, sondern darüber hinaus auch für negative I, lineares
> verhalten vorausgesetzt.
>
> Wenn du natürlich eine Diode in Reihe mit der Quelle hast, dann ist es
> nicht mehr linear.

Und warum sind dann die meisten quellen, wie Schaltnetzgeräte, Trafo mit 
Gleichrichter nicht Symetrisch? Und bei negativen Strömen NIE linear??

von Helmut L. (helmi1)


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Jan R. schrieb:
> . Warum, geht das hier dennoch?

Wenn du an den Eingaengen eine Diode schalten wuerdes mit Anode an den 
OP Eingang wuerde der OP nicht mehr funktionieren.

Jan R. schrieb:
> Und warum sind dann die meisten quellen, wie Schaltnetzgeräte, Trafo mit
> Gleichrichter nicht Symetrisch? Und bei negativen Strömen NIE linear??

Warum sollten sie? Der Aufwand fuer ein 4 Quadrantennetzteil ist doch 
wesentlich groesser als wenn nur der erste Quadrant bedient wird.
Erst dann wenn das Netzteil Energie ins Netz zurueckspeissen muss wird 
das gemacht. z.B Eingangsgleichrichter fuer den FU einer E-Lok.

von S. K. (hauspapa)


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Nun reden wir da über 20nA. Operationsverstärker in Mess- und 
Filterschaltungen haben damit meist kein Problem da Sie eben mit 
Linearen Bauteilen beschaltet sind.

Wenn Du wirklich Dioden Charakteristik am Eingang hast, musst Du Dich 
Fragen, wie Du die paraistäre Eingangskapazität wieder entlädtst wenn 
der Eingangsstrom wiklich Null währe. Funktioniert also auch nicht.

Warum es selbst mit Diode trotzdem funktioniert? Vermutlich weil der 
Sperrstrom der getesteten Dioden grösser war. 1N4004, 1N4148 und 1N4448 
je nach Datenblatt 50nA...50uA

fröhliches basteln
Hauspapa

: Bearbeitet durch User
von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Die allermeisten praktisch genutzten Signalquellen können auch geringe
Ströme aufnehmen, und der Bias-Strom ist ja bei Weitem nicht so hoch,
dass er Leitungen zum Glühen bringen würde ;-)

Ein Labornetzgerät wird i.Allg. nicht als Signalquelle genutzt,
höchstens zu Demonstrationszwecken. Da die meisten Labornetzgeräte aber
bereits einen Widerstand als Grundlast integriert haben, ist auch das
kein Problem.

Dein Beispiel mit der in Reihe geschalteten Diode zur Verhinderung des
Stromrückflusses ist ziemlich gestellt. Aber selbst wenn dir tatsächlich
eine Signalquelle mit dieser Eigenschaft über den Weg laufen sollte,
schaltest du einfach einen 10kΩ-Widerstand vom Opamp-Eingang gegen die
negative Versorgungsspannung, über den der Bias-Strom abfließen kann.

So einen Widerstand brauchst du übrigens auch bei einem Piezowandler als
Signalquelle, da dieser einen sehr hohen DC-Innenwiderstand hat. Diesen
zusätzlichen Lastwiderstand brauchst du in diesem Fall auch dann, wenn
der Opamp einen positiven Bias-Strom hat, da der Piezowandler DC-Ströme
weder aufnehmen noch abgeben kann.

: Bearbeitet durch Moderator
von Helmut L. (helmi1)


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Den Widerstand braucht man eigentlich immer wenn man eine Kapazitive 
Kopplung macht. Irgendeinen DC-Pfad fuer die Biasstroeme braucht man.

von Jan R. (Gast)


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Yalu X. schrieb:

> Dein Beispiel mit der in Reihe geschalteten Diode zur Verhinderung des
> Stromrückflusses ist ziemlich gestellt. Aber selbst wenn dir tatsächlich
> eine Signalquelle mit dieser Eigenschaft über den Weg laufen sollte,
> schaltest du einfach einen 10kΩ-Widerstand vom Opamp-Eingang gegen die
> negative Versorgungsspannung, über den der Bias-Strom abfließen kann.

Ja natürlich, ist das gestellt.

Meinst du aber nicht, den widerstand gegen masse? gegen VCC- wäre doch 
nicht richtig oder?

von MCP (Gast)


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S. K. schrieb:
> Nun reden wir da über 20nA
Und wenn die das zu viel ist, nimm einen CMOS OPV wie z.B. den MCP606 
mit einem max Input Bias Strom von 80 pA @ +85°C

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Jan R. schrieb:
> Meinst du aber nicht, den widerstand gegen masse? gegen VCC- wäre doch
> nicht richtig oder?

Der Widerstand muss halt gegen ein Potential geschaltet werden, das
niedriger als die niedrigste Spannung der diodenbewehrten Signalquelle
ist. Mit VCC- ist man dabei auf der sicheren Seite.

von Jan R. (Gast)


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bei einem FET OPV mit 10^15 Ohm eingangswiderstand, ist der strom doch 
minimal?

von Helmut L. (helmi1)


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Jan R. schrieb:
> bei einem FET OPV mit 10^15 Ohm eingangswiderstand, ist der strom doch
> minimal?

Auch wenn der noch so minimal ist, irgendwann ist das Gate aufgeladen 
und läuft gegen die Betriebsspannung. Probier es aus.

von Jan R. (Gast)


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Ein DSO hat ja AD/Wandler, und damit auch Komparatoren, an einem 
solchen, kann ich aber das diodenkonstruckt anschließen, gibt es den 
Biasstrom da nicht?

von Max H. (hartl192)


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Ein Ozsi hat normal 1MOhm Eingangswiderstand gegen Massen. Bauteile ohne 
Biasstrom wurden noch nicht erfunden.

von Jan R. (Gast)


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Max H. schrieb:
> Ein Ozsi hat normal 1MOhm Eingangswiderstand gegen Massen. Bauteile ohne
> Biasstrom wurden noch nicht erfunden.

Muss ich mir diesen Widerstand einfache parallel zum Eingang des 
Eingangsverstärkers denken?

bzw. in reihe zum tastkopf.

von Max H. (hartl192)


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Zwischen Eingang oder Tastkopfspitze und Masse. Wenn du einen 1/10 
Tastkopf hast sind es 10MOhm

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Jan R. schrieb:
> Muss ich mir diesen Widerstand einfache parallel zum Eingang des
> Eingangsverstärkers denken?

Was heißt hier denken? Schau dir halt einfach mal die Schaltung eines 
beliebigen solchen Verstärkers an. Da wirst du keinen finden, der nicht 
auf die eine oder andere Weise einen Gleichspannungspfad von den 
OPV/Komparator-Eingängen nach GND hat.


XL

von Jan R. (Gast)


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Hat der AD Wandler der AVRs einen Gleichspannungspfad nach masse?

von Max H. (hartl192)


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Was musst du messen, wo die Richtung der Leckströme so wichtig ist?

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Jan R. schrieb:
> Hat der AD Wandler der AVRs einen Gleichspannungspfad nach masse?

Im IC nicht. Deswegen mußt du den ja extern vorsehen. Lies doch bitte 
einfach mal ein Datenblatt oder noch besser ein Buch und stelle erst 
danach Fragen (falls noch welche sein sollten).

Es ist ja nicht so, daß das alles #Neuland wäre. Der von mir zitierte 
"Gleichspannungspfad von jedem OPV-Eingang nach GND" findet sich so 
schon in einem 30 Jahre alten Buch.


XL

von Jan R. (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> Hat der AD Wandler der AVRs einen Gleichspannungspfad nach masse?
>
> Im IC nicht. Deswegen mußt du den ja extern vorsehen. Lies doch bitte
> einfach mal ein Datenblatt oder noch besser ein Buch und stelle erst
> danach Fragen (falls noch welche sein sollten).
>
> Es ist ja nicht so, daß das alles #Neuland wäre. Der von mir zitierte
> "Gleichspannungspfad von jedem OPV-Eingang nach GND" findet sich so
> schon in einem 30 Jahre alten Buch.
>
>
> XL

Ist schon klar, hatte die Thematik, eigentlich auch vor der Thread schon 
verstanden, mit diesem wollte ich mich halt nochmal vergewissern.
und Datenblatt ist relativ, bei so vielen verschiedenen.

Finde im Datenblatt, beispielsweise auch nicht, wie die Eingangsstufe 
der AD Wandler aufgebaut ist (NPN, PNP oder FET)

von innerand i. (innerand)


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Ja warum sollte in eine Spannungsquelle den kein Strom fließen (können)?

Ein Strom fließt grundsätzlich immer vom höherem Potential zum 
niedrigeren Potential, und zwar solange, bis die Potentialdifferenz 
ausgeglichen ist.

Und wenn es jetzt ein höheres Potential als das der Spannungsquelle 
gibt, dann fließt dort auch Strom rein.
Das führt dann etwa dazu, dass die Spannungsquelle das in Wärme umsetzt 
(da so eine Spannungsquelle immer einen Widerstand > 0 hat), oder etwa 
das Potential der Spannungsquelle erhöht wird (Kapazitäten).

Also ich sehe jetzt mal grundsätzlich keinen Grund, weshalb in eine 
Spannungsquelle kein Strom rein fließen können sollte. Wenn dann müsste 
man das aktiv verhindern, zum Beispiel durch eine Diode. Aber selbst 
dann fließt eben der Sperrstrom bzw. wirkt die Diode dann wie eine 
Kondensator und erhöht das Potential an der Spannungsquelle.

von Harald W. (wilhelms)


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Jan R. schrieb:

> Finde im Datenblatt, beispielsweise auch nicht, wie die Eingangsstufe
> der AD Wandler aufgebaut ist (NPN, PNP oder FET)

Ein AD-Wandler hat nicht unbedingt einen OPV am Eingang.

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


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Jan R. schrieb:
> hatte die Thematik, eigentlich auch vor der Thread schon
> verstanden, mit diesem wollte ich mich halt nochmal vergewissern.

Nimm es mir nicht übel, aber ich habe ernste Zweifel, was du verstanden 
hast. Allein schon die Wortwahl im Betreff.

Nahezu alle Eingänge von IC sind darauf angewiesen, daß die externe 
Beschaltung ihnen eine Möglichkeit bietet, Bias- bzw. Leckströme 
abzuführen. Es gibt einige wenige Ausnahmen, bspw. für IC die 
ausschließlich AC Signale verarbeiten und intern die komplette 
Bias-Erzeugung machen. Da wird dann das Signal über einen Kondensator 
eingekoppelt.

Eine andere populäre Ausnahme sind die XTAL-Anschlüsse von µC, an die 
auch nur Quarz und Kondensatoren angeschlossen werden müssen. Die haben 
dann intern einen Rückkopplungswiderstand, der Leckströme gleich mit 
aufnimmt.

OPV-Eingänge sind da keine Ausnahme, wobei die gegenüber digitalen IC 
noch den Vorteil haben, daß die Polarität des Bias-Stroms bekannt ist. 
CMOS-Eingänge sind oft nur mit +/- 1µA Leckstrom spezifiziert. Da weiß 
man also noch nicht mal die Polarität.


XL

von Harald W. (wilhelms)


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Axel Schwenke schrieb:

> Nimm es mir nicht übel, aber ich habe ernste Zweifel, was du verstanden
> hast. Allein schon die Wortwahl im Betreff.

Ja, im Zweifel haben immer die anderen Schuld. :-)
>
> Nahezu alle Eingänge von IC sind darauf angewiesen, daß die externe
> Beschaltung ihnen eine Möglichkeit bietet, Bias- bzw. Leckströme
> abzuführen.

Was u.a. daran liegt, das es recht schwierig ist, innerhalb
von ICs hochohmige Widerstände zu verwirklichen. Insbesondere,
wenn diese auch noch einen genauen Wert haben sollen.
Gruss
Harald

von lofft (Gast)


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>Jan R. schrieb:
>> Hat der AD Wandler der AVRs einen Gleichspannungspfad nach masse?

>Im IC nicht. Deswegen mußt du den ja extern vorsehen. Lies doch bitte
>einfach mal ein Datenblatt oder noch besser ein Buch und stelle erst
>danach Fragen (falls noch welche sein sollten).
so ne blöde Antwort .... -kopfschüttel- Mach dich erst schlau, bis Du 
Eurer Majestät eine Frage stellst.

Ein AD Wandler hat nicht direkt einen ohmschen Widerstand nach Masse. 
Aber er hat einen S&H Kondensator, der während der Messung teilweise 
entladen wird. Dadurch entnimmt der Eingang einer angeschlossenen Quelle 
also doch Ladung, es fließt ein Strom nach Masse. Und somit verhält sich 
der Eingang dann doch so, als ob es einen ohmschen Widerstand gäbe. Aber 
dieser Widerstandswert ist eben nicht konstant, sondern abhängig von der 
Messfrequenz und ich meine auch abhängig vom ADC Wert an sich. (da bin 
ich mir aber nicht mehr sicher).

von Harald W. (wilhelms)


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lofft schrieb:

> Ein AD Wandler hat nicht direkt einen ohmschen Widerstand nach Masse.
> Aber er hat einen S&H Kondensator, der während der Messung teilweise
> entladen wird. Dadurch entnimmt der Eingang einer angeschlossenen Quelle
> also doch Ladung, es fließt ein Strom nach Masse. Und somit verhält sich
> der Eingang dann doch so, als ob es einen ohmschen Widerstand gäbe.

Ja, aber ein Kondensator ist eindeutig kein ohmscher Widerstand.
Deshalb sind obige Betrachtungen ziemlich sinnlos.
Gruss
Harald

von Jan R. (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> hatte die Thematik, eigentlich auch vor der Thread schon
>> verstanden, mit diesem wollte ich mich halt nochmal vergewissern.
>
> Nimm es mir nicht übel, aber ich habe ernste Zweifel, was du verstanden
> hast. Allein schon die Wortwahl im Betreff.

Was soll das jetzt schon wieder heißen, du hast ernste Zweifel, was ich 
verstanden habe, das ist doch kein Deutsch!

Nimm du es mir bitte nicht übel, aber deine anschuldigen über die 
Kompetenzen anderer sind schon als frech....

von Helmut L. (helmi1)


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@Jan R.

Du bist aber auch bekannt das du mitunter sehr seltsame Gedankengänge 
hegst.

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