Schaltung verstehen - Operationsverstärker

[Mike R. (kyriel)]

Hallo Community,

die obige Schaltung ist für die Strommessung mittels eines 
Shunt-Widerstandes
konzipiert, welche ich nachbauen möchte.

Leider bin ich mir nicht ganz sicher bezüglich der Schaltung.

Gehe ich richtig in der Annahme, dass es beim rechten Teil der Schaltung 
um ein Subtrahierverstärker handelt und (3) sowie (4) Tiefpässe sind, 
die eine Verbesserung des Rauschen gewährleisten sollen?

Wenn nein, wozu ist (1) und (2) gut?



Die Schaltung könnt ihr auch hier finden:
http://www.avagotech.com/docs/AV02-2733EN


Vielen Dank schonmal.

[Stefan F. (Gast)]

R2 und R3 bestimmen den Verstärkungsfaktor des OP-Amps (Multiplikation 
mit 5). C5 reduziert die Verstärkung hoher Frequenzen.

R2 und R4 sind ein Spannungsteilerfür, er reduziert den 
Verstärkunsfaktor für diesen Eingang (Division durch 5). C6 reduziert 
die Empfindlichkeit dieses Eingangs für hohe Frequenzen.

Also ja, die Kondensatoren bilden zusammen mit den Widerständen zwei 
Tiefpässe mit einer Grenzfrequenz im Bereich einiger hundert kHz. Ich 
nehme an, dass damit die Schwingneigung der Rückkoppelung unterdrückt 
werden soll.

Insgesamt bewirkt die Beschaltung, dass der Verstärker die Diferenz der 
beiden Eingangsspannungen erfasst und um Faktor 5 verstärkt.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Mike Richter schrieb:
> Gehe ich richtig in der Annahme, dass es beim rechten Teil der Schaltung
> um ein Subtrahierverstärker handelt

Ja.

> und (3) sowie (4) Tiefpässe sind,

C5 soll die Stabilität des Verstärkers verbessern, also ungewollte
(Über-)Schwingungen vermeiden. Er führt damit auch zu einer
Tiefpassfilterung (τ=C5·R3), aber das ist sein eigentlicher Sinn,
sondern ein Nebeneffekt.

Damit das Frequenzverhalten für beide Eingänge gleich wird, wird
parallel zu R4 ebenfalls ein Kondensator (C6) geschaltet.

[Mike R. (kyriel)]

Ah vielen Dank für die hilfreichen Antworten.

[Kai K. (klaas)]

Die interne, endliche "open loop output impedance" von rund 250R von U3 
erzeugt mit einer kapazitiven Last an seinem Ausgang eine 
Phasenverzögerung ("phase lag") in der Gegenkopplung, die die 
Phasenreserve ("phase margin") des OPamp aufzehrt. C5 bewirkt eine 
"phase lead" Kompensation, die die "phase margin" teilweise wieder 
herstellt.

C5 alleine verschlechtert die Gleichtaktunterdrückung der Schaltung. C6 
symmetriert die Schaltung (in erster Näherung) und verbessert die 
Gleichtaktunterdrückung wieder.

Wenn kapazitive Lasten an den Ausgang eines TL032 angeschlossen werden 
sollen, empfiehlt sich immer ein kleiner Widerstand in Serie zum 
Ausgang. So rund 50R reichen schon.

[Mike R. (kyriel)]

Kai Klaas schrieb:
> Wenn kapazitive Lasten an den Ausgang eines TL032 angeschlossen werden
> sollen, empfiehlt sich immer ein kleiner Widerstand in Serie zum
> Ausgang. So rund 50R reichen schon.

Der Ausgang geht zum uC. Ist es aber nicht immer ratsam einen Tiefpass 
dahinter zu schalten, selbst wenn die Last nicht kapazitiv ist?