Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker, Bandbreite


von delta (Gast)


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Hallo und frohe Ostern,

ich habe eine Frage zu Operationsverstärkern.
Wie ist das, wenn das Eingangssignal hochfrequent seinen Spannungspegel 
ändert, aber nicht die Polarität, wie das bei analogen Videosgnalen der 
Fall ist.
Wenn man jetzt einen OPV als Spannungsfolger nutzen möchte um das Signal 
nicht zu verfälschen bei Belastung, muss die Bandbreite des OPVs der 
Frequenz des Eingangssignals entsprechen oder ist das hierbei nicht der 
Fall.

Wenn man nämlich Frequenzen von 150 MHz hat, sieht es dürftig aus beim 
OPV angebot.

Gruß

von Harald W. (wilhelms)


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delta schrieb:

> Wenn man nämlich Frequenzen von 150 MHz hat, sieht es dürftig aus beim
> OPV angebot.

Es gibt spezielle Videoverstärker, die dann auch für höhere Frequenzen
geeignet sind. Videosignale mit 150MHz sind allerdings nicht unbedingt
üblich.
Gruss
Harald

von delta (Gast)


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Also die 150MHz beziehen sich auf die Pixelrate, aber die stellt ja die 
maximal mögliche Frequenz für die Änderung des Spannungspegels dar, oder 
sehe ich das falsch?

von 0815 (Gast)


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Also wenn Du 150MHz mit nur halbwegs unverfälschtem Ausgang willst, 
suche einen OP mit 2.000MHz aufwärts! Wenigstens scheint es ja 
Kleinsignal zu sein (Spannungsfolger). Manchmal findet man Angaben zur 
Power-Bandbreite, die ist deutlich realitätsnaher, und liegt nicht 
weniger als 1/10 bis 1/20 unter der Verstärkungsbandbreite.

von Frank (Gast)


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Beides reicht nicht. Wenn Du ein Signal mit 150 MHz auf einen OPV 
geschaltet als Spannungsfolger gibst, dann bekommst Du immer ein 
verfälschtes Signal.

Das Verstärkungsbandbreitenprodukt des OPV muß deutlich größer sein, als 
der größte Frequenzanteil des Eingangssignals. Ganz abgesehen davon, daß 
die Schaltung auch ansonsten natürlich perfekt ausgelegt sein muß. Die 
Hersteller geben nämlich als Bandbreitenprodukt eine Bandbreite an, bei 
der das Signal schon längst nicht mehr richtig verstärkt wird, sondern 
selbst ein Sinussignal dieser Frequenz bereits einen ca. -30% Fehler 
aufweist.

Darüber hinaus muß der OPV auch noch zusätzlich über die notwendige 
Anstiegsrate verfügen.

OPVs bis in den Gigahertzbereich und mit Anstiegsraten von bis zu 10 
Gigavolt/s gibt es übrigens als Standardprodukte zu kaufen. Immer beide 
Aspekte betrachten: Ausreichende Bandbreite und ausreichende 
Anstiegszeit.

Wieviel Du tatsächlich brauchst, hängt auch ganz besonders von der 
Eingangsspannung ab. Also welche maximale Frequenz, welche Anstiegszeit.

Ob die Eingangsspannung durch Masse geht oder sonstwo im zulässigen 
Eingangsbereich des OPV liegt ist ebenfalls interessant, sie sollte so 
weit weg wie möglich vom zulässigen Eingangsspannungsbereich des OPV 
liegen. An diesen Grenzen reduziert sich die Leistungsfähigkeit des OPV 
und darüber hinaus sind sie nicht konstant (Alterungsdrift, 
Temperaturdrift, Bauteilstreuung), so daß es zu unerwünschten Kappungen 
kommen könnte, wenn man da zu knapp bemisst.

Du könntest Dir alternativ auch überlegen, was Du vom Eingangssignal 
wirklich genau brauchst und daraufhin optimieren. Da lassen sich teils 
drastische Vereinfachungen realisieren. Und zu guter letzt solltest Du 
auch nochmal überlegen ob ein Spannungsfolger hier Sinn macht. Ein so 
genau arbeitendes Bauelement wie ein OPV ist vielleicht ein bißchen 
Overkill, wenn Du nur ein Signal brauchst, daß identisch zum 
Eingangssignal ist. Ist eine Impedanzwandlung wirklich notwendig?

Oder ein Transistorverstärker. Je nachdem könnte er sogar bessere 
Leistungsdaten aufweisen, auf jeden Fall aber höhere Frequenzen (auch 
bis 200 GHz).

Ansonsten müsstest Du auf jeden Fall konkreter werden (z.B. für 
Vorschläge geeigneter Typen o.ä.).

von delta (Gast)


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Ob ich einen Spannungsfolger oder ähnliches brauche hängt von folgendem 
ab:

Ich möchte das VGA-Signal mit einer Integriererschaltung analysieren. 
Jetzt hab ich ab Eingang des Integrierers einen Widerstand von 
3-stelligen kOhm. Ich weiß nicht inweifern so eine Schaltung die Quelle 
belastet und damit das Signal dann verfälscht. Deshalb wollte ich mit 
dem Spannungswandler sichergehen. Aber der scheint dann ja ein größeres 
Problem zu verursachen. Wie sieht es aus würde die Videoquelle zu stark 
belastet werden oder nicht?

von someone (Gast)


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Was kommt eigentlich bei einem Opamp (Opampkaskade) raus, wenn man am 
Eingang eine gepulste Gleichspannung mit einer Frequenz die deutlich 
größer als die Grenzfrequenz des Opamps ist anlegt?
0V, Verstärker Effektivwert, random?

von короткое троль (Gast)


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Einen Impoedanzwandler, dh Verstaerkung gleich eins macht eine 
Kollektorstufe. Ein Emitterfolger. Ein Transistor genuegt. Mit einem 
passenden Transistor zB einem BFR 193, BFP 420 hat man Bandbreite satt.

von Udo S. (urschmitt)


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Ein weiterer Ambilight Thread.

: Bearbeitet durch User
von M. K. (sylaina)


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someone schrieb:
> Was kommt eigentlich bei einem Opamp (Opampkaskade) raus, wenn man am
> Eingang eine gepulste Gleichspannung mit einer Frequenz die deutlich
> größer als die Grenzfrequenz des Opamps ist anlegt?
> 0V, Verstärker Effektivwert, random?

Das kommt auf den OPV an und kann nicht pauschal beantwortet werden. Im 
Allgemeinen muss man sagen, dass das Verhalten des OPVs bei nicht 
Einhalten seiner Datenblattwerte nur schwer vorhergesagt werden kann.

von Дуссель дук (Gast)


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>Was kommt eigentlich bei einem Opamp (Opampkaskade) raus, wenn man am
> Eingang eine gepulste Gleichspannung mit einer Frequenz die deutlich
> größer als die Grenzfrequenz des Opamps ist anlegt?

Diesen Effekt kann man bei Frikelloesungen, zB auf Rasterplatten, ohne 
EMV Massnahmwen betrachtet werden. Mobilfunkfrequenzen fuehren zu 
temporaeren, variablen Offsetspannungen, da der OpAmp das Signal grad 
noch ein wenig Gleichrichten kann.

von Andreas D. (rackandboneman)


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Sehr breitbandige Verstärker-ICs sind eh sehr empfindlich was das Layout 
und die Entkopplung angeht ... Versuchsaufbauten mit einem NE592 können 
Engeln das Fluchen beibringen!

Es gibt auch optimierte Spannungsfolger-ICs für sowas...

von Andreas D. (rackandboneman)


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...oh, und die Bandbreite ist bei manchen Video-OPVs als -3dB angegeben 
(zB EL2044), dies suggeriert dass ein Betrieb etwas oberhalb der 
Unity-Gain-Bandbreite relativ folgenlos sein sollte :)

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