Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik den richtigen OpAmp finden?


von Gerald T. (geraldtrost)


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Hallo Leute!

Ich will den "optimalen" Opamp für meine Arduino-nano
Projekte kaufen, ich hab mich auch schlau gemacht und habe
viel gelesen und gesucht, aber ich fand keine gute Lösung!

Eigentlich wollte ich ja mit dem 555 Timer eine Ladepumpe für negative 
Spannungen bauen wie im letzen Bild auf der Seite
http://www.sprut.de/electronic/switch/minus.html

Dann wollte ich aber doch die CMOS-Version des 555 für die Ladepumpe 
verwenden weil die ja bekanntlich mit meiner USB Spannungsversorgung 
viel sparsamer umgeht, aber die CMOS Version kann am Ausgang viel 
weniger Strom liefern - wenn man das Ding "vergewaltigt" dann können am 
Ausgang max 50mA rausfließen (bei Ausgang HIGH) und max 100mA 
hineinfließen (bei Ausgang LOW).

Also wäre die CMOS Version ein Rückschritt, der bipolare 555 kann 
wenigstens zu 300mA "vergewaltigt" werden - der verbraucht aber
leider auch viel mehr Ruhestrom.

Das alles habe ich gelesen bei:
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/test555.htm
- übrigens sehr gut erklärt!

-----------------

zurück zum Problem:

Ich finde keinen 555 Timer der sich ordentlich verhält:
sehr kleine Betriebsspannung und sehr wenig Ruhestromverluste wie man es 
von CMOS gewohnt ist und der dabei auch hohe Ausgangsströme zuläßt.

-----------------

Okay, dachte ich mir, wenn ich die negative Ladungspumpe nicht mit einem
555 aufbauen kann, dann baue ich das eben mit einem OpAmp auf!

Einen OpAmp kann man doch sicher leicht zum multivibrieren bringen,
solche Schaltungen findet man ...

Ich begann zu suchen, unter anderem auch hier:
https://home.zhaw.ch/hrt/EK2/RealerOperationsverstaerker/OpAmp_Typen.pdf

Und - da fand ich etwas interessantes:
LM324 kann auch mit einer unsymmetrischen Spannungsversorgung betrieben 
werden, also beispielsweise mit USB Spannung!

------------------

Ich begann zu suchen, unter anderem bei
http://pdf.datasheetcatalog.net/datasheet/motorola/MC34181.pdf

Aber ich finde keinen Durchblick und ich finde keine Lösung.

------------------

Deshalb muss ich hier die Frage stellen, wer von euch den idealen
OpAmp kennt:

-- er muss auch mit einer unsymmetrischen Betriebsspannung auskommen.
-- er sollte wenigstens CMOS Eingänge haben oder komplett aus CMOS sein.
-- er muss bei HI und LO - Output viel Ausgangsstrom vertragen (>=300mA)
-- er sollte recht billig sein und im Quad-Package erhältlich sein.
-- er sollte auch mit +-1.5 Volt oder +-2 Volt arbeiten können.

mehr kann man sich nicht wünschen, oder ?

Wenn er noch dazu intern frequenzkompensiert ist
und 1 GHZ verkraftet, dann schadet das nicht,
das ist aber nicht auf meiner Wunschliste - solche lege ich
nicht auf Lager, den kaufe ich dann bei Bedarf.


------------------

Ich habe leider erkennen müssen, dass über den maximalen Ausgangsstrom
reltiv wenig in den Datenblättern zu finden ist und eine
Vergleichsliste, in der der Ausgangsstrom eines jeden OpAmp-Typs
eingetragen ist, habe ich leider auch nicht gefunden.

Deshalb bitte ich euch, mit euren Kenntnissen und Erfahrungen 
weiterzuhelfen.

Wer kennt das Ding das ich suche ?

Wer hat einen link zu einer guten Vergleichsliste ?

Danke und liebe Grüße
Gerald Trost

von Ein (Gast)


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Gerald Trost schrieb:
> mehr kann man sich nicht wünschen, oder ?
Doch, doch - da geht noch was:
<i>
 - GBP > 1 GHz
 - Slewrate > 40V/µs
 - Offset-Spannung < 10µV
 - Offset Drift < 0.1µV/°C
 - Bias Curren < 50pA
 - PSRR < 120dB
 - CMRR < 120dB
</i>
nur um irgendwelche Zahlen zu nennen ;-)

von ttl (Gast)


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Gibt es kein opamp-shield? Wäre besser für dich.

von Somebody123 (Gast)


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Gerald Trost schrieb:

> Wer hat einen link zu einer guten Vergleichsliste ?

Möglichkeit 1 : Versuch es bei den Distris:

http://at.farnell.com/jsp/search/browse.jsp?N=203333&No=0&getResults=true&appliedparametrics=true&locale=de_AT&divisionLocale=de_AT&catalogId=&skipManufacturer=false&skipParametricAttributeId=&prevNValues=203333&filtersHidden=false&appliedHidden=false&autoApply=false&originalQueryURL=%2Fjsp%2Fsearch%2Fbrowse.jsp%3FN%3D203333%26No%3D0%26getResults%3Dtrue%26appliedparametrics%3Dtrue%26locale%3Dde_AT%26divisionLocale%3Dde_AT%26catalogId%3D%26skipManufacturer%3Dfalse%26skipParametricAttributeId%3D%26prevNValues%3D203333
(alternativ : mouser, digikey, RS, Arrow...)


auf OPVs gehen, die gewünschten Parameter einstellen.

alternativ die Selektoren von namhaften Herstellern bemühen:
http://www.ti.com/lsds/ti/amplifiers-linear/operational-amplifier-op-amp-products.page
Welche Hersteller es gibt, findest du bei den Distris heraus.

Es gibt aber keinen optimalen OPV für alle Anwendungen. Es gibt "Wald 
und Wiesen"-OPV, die kann man bei vielen Standardsachen ohne besonderen 
Anspruch verwenden, aber keinen der für alles taugt.
Für Standardzeug nehme ich: OPA2340, MCP602 (wenns kein Rail2Rail 
braucht)

von San L. (zwillingsfreunde)


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Somebody123 schrieb:
> Für Standardzeug nehme ich: OPA2340, MCP602 (wenns kein Rail2Rail
> braucht)

Wird es wohl brauchen da:

Gerald Trost schrieb:
> -- er sollte auch mit +-1.5 Volt oder +-2 Volt arbeiten können.

Schon alleine das zu finden wird nicht ganz so einfach.

Kann da auch nur Empfehlen auf die Website diverser Anbieter zu gehen 
und deren Filterfunktion zu Nutzen um ein passendes Bauteil zu finden.

von Volker S. (sjv)


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Gerald Trost schrieb:
> Okay, dachte ich mir, wenn ich die negative Ladungspumpe nicht mit einem
> 555 aufbauen kann, dann baue ich das eben mit einem OpAmp auf!
>
> Einen OpAmp kann man doch sicher leicht zum multivibrieren bringen,
> solche Schaltungen findet man ...

Warum nimmst Du keinen Schaltregler für deine Spannungswandlung?
Mir fällt da auf die Schnelle ein ICL76?? ein, der ist speziell dafür 
gemacht, aus +5V -5V zu machen.

MfG

von mse2 (Gast)


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San Lue schrieb:

> Gerald Trost schrieb:
>> -- er sollte auch mit +-1.5 Volt oder +-2 Volt arbeiten können.
>
> Schon alleine das zu finden wird nicht ganz so einfach.
Sofern wirklich +/-1,5V gemeint sind nicht. Das sind 3V 
Betriebsspannung, Bauteile, die das können hat man in der 
Rail-to-Rail-Welt öfter...

von René K. (cyprius)


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Kauf dir einfach eine Tüte MC34063 und damit hat sich das Thema.

von Udo S. (urschmitt)


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Du solltest dich mit dem gedanken anfreunden, daß es den ultrgeilen 
allerbesten immer passenden Operationsverstärker NICHT gibt.
Sondern viele unterschiedliche aus denen man entsprechend den gerade 
aktuellen Anforderungen den passenden raussucht.
Oder hast du in deinem Werkzeugkasten auch nur ein 
RingGabelSchlitzKreuzHammerSchaufelSchlüsselKolben der für alles perfekt 
passt?

von MaWin (Gast)


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Gerald Trost schrieb:
> Wer kennt das Ding das ich suche ?

MAX634 oder vergleichbar.

"Ladungspumpen" zur Erzeugung einer negaiven Spannung sind ziemlicher 
Unsinn. Die Spannung ist unstabilisiert und verseucht mit Störungen und 
die beiden Dioden kosten 1.4 bis 2V, aus 3V rein werden also bloss -1V 
raus.

Ein NE555 schafft es mit seinen 300mA (250mA) höchstens 50mA zu erzeugen 
und verbrät 50% in Verlusten.

OpAmps sind noch schlechter.

Wenn man Spannungen transformieren will, verwendet man Schaltreler, in 
deinem Fall einen invertierenden Schaltregler. Der MC34063 ist in deinem 
Fall nicht ganz passend, der MAX634 wäre es sicherlich, aber du musst 
halt nehmen, was dein Händler hat, du musst ihn nach "invertierenden 
Schaltregler ab 3V Eingangsspannung bis deine Milliampere" fragen.

Ja, dafür muss man eine Spule kaufen.

Ob und wozu du dann abgeblich deine negative Spannung brauchst, ist auch 
noch offen, eventuell ein weiterer Irrtum.

von Udo S. (urschmitt)


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von Elektrobratze (Gast)


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Gerald Trost schrieb:

> Wer kennt das Ding das ich suche ?

Ach, du bist der von gestern mit der Ladungspumpe und 555. Ich mache 
eine primitive Ladungspumpe gerne mal mit einem Gatterbaustein, wie z.B. 
4049 oder 74HC14, die sechs Schmitt-Trigger-Inverter haben. Einen 
schaltet man zum AMV, und die anderen fünf parallel als Treiber. So 
bekommt man aus 5V immer stabile positive oder negative 3,3V, ganz bis 
an 5V kommt man nicht.

Es reicht oft für eine negative Spannungsversorgung eines OP, sah das 
auch schon in professionellen Schaltplänen und Literatur.

> Wer hat einen link zu einer guten Vergleichsliste ?

Eine ECA-Tabelle. Meine von 1991 hat mehrere Tausend Typen, aber wegen 
des Alters wiederum nur Uralt-Typen.

Jede Anwendung braucht irgend einen OP mit einer speziellen Eigenschaft, 
den einen Eierlegende-Wollmilchsau-OP gibt es glaube ich noch nicht.

Die alten Hasen können noch mit heute bespöttelten OPs umgehen, auch mit 
einem 741, 324, oder TL081, was auch immer.

von Stefan S. (mexakin)


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opamp muss man so wählen, dass sie auf die Aufgabe passen, ohne Ahnung 
zu haben einfach blind was zu wollen wird in der Praxis in gewissen 
Grenzen immer funktionieren, aber früher oder später kommt man eben and 
die Funktionsgrenzen bzw. Rauschen, Instabilität , etc.

Meiner Meinung nach gibt es nur ganz wenige OpAmps mit großen >50mA 
Ausgangsströmen, also lieber einen kleinen nehmen und dann einen 
Verstärker hintendran setzen.

von Stefan T. (Firma: TU Berlin) (stefantu)


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Ein BUF 634 eignet sich generell sehr gut einem Opamp etwas mehr 
Ausgangsstrom zu verpassen. Leider ist der Ruhestrom jedoch für deine 
Anwendung wahrscheinlich zu groß (1,5mA).
Ich habe mit Ladungspumpen bisher keine großen Probleme mit "Versauten 
Versorgungspannungen" gehabt. Meistens habe ich dahinter und davor bei 
kleinen Strömen noch ein RC Glied gesetzt, solange es der Platz auf dem 
Board zuließ.
Schaltregler schalten sich meistens sogar für eine Zeit aus, wenn die 
Ströme zu gering sind, das kann unter umständen auch einige Störungen 
verursachen.
Ich zumindest kann keinen generellen Vorteil von Schaltreglern in dieser 
Hinsicht erkennen.

Es hängt auch viel damit zusammen, wie Anfällig die gewählten 
Operationsverstärker gegenüber Strörungen der Versorgungspannung sind 
(PSRR).
Eine generell ungeregelte Versorgungspannung stört meistens auch den 
Operationsverstärker weniger, solange diese eben nicht stark wellig ist.

Gerald hat doch schon ziemlich gut definiert, was für einen Opamp er 
sucht. Das ist für mich noch von einer eierlegenden Vollmilchsau 
entfernt.

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Stefan Trampert schrieb:
> Das ist für mich noch von einer eierlegenden Vollmilchsau
> entfernt.

So für mich nicht:

Gerald Trost schrieb:
> -- er muss auch mit einer unsymmetrischen Betriebsspannung auskommen.
> -- er sollte wenigstens CMOS Eingänge haben oder komplett aus CMOS sein.
> -- er muss bei HI und LO - Output viel Ausgangsstrom vertragen (>=300mA)
> -- er sollte recht billig sein und im Quad-Package erhältlich sein.
> -- er sollte auch mit +-1.5 Volt oder +-2 Volt arbeiten können.

und wenn möglich:
Gerald Trost schrieb:
> Wenn er noch dazu intern frequenzkompensiert ist
> und 1 GHZ verkraftet, dann schadet das nicht

und
Gerald Trost schrieb:
> Ich will den "optimalen" Opamp für meine Arduino-nano
> Projekte

dann klingt das für mich exakt nach: "ich will die eine einzige 
eierlegende Wollmilchsau."

Davon abgesehen, daß man die negative Spannung wirklich besser mit einem 
Schaltregler erzeugt, vor allem wenn man wenig Verluste haben will, denn 
genau darüber mokiert sich der TO im ersten Post.
Und wenn man schon eine Ladungspumpe will, dann sollte man einen ICL7660 
oder Nachfolgemodelle nehmen aber nicht einen OP oder 555.

Da er aber auf der anderen Seite wieder viel Strom will (Forderung 
Ausgang >300mA) ist die Ladungspumpe -wie MaWin gesagt hat- ziemlicher 
Unsinn, also doch wieder Schaltregler.

von Gerald T. (geraldtrost)


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Udo Schmitt schrieb:
> Du solltest dich mit dem gedanken anfreunden, daß es den ultrgeilen
> allerbesten immer passenden Operationsverstärker NICHT gibt.
> Sondern viele unterschiedliche aus denen man entsprechend den gerade
> aktuellen Anforderungen den passenden raussucht.
> Oder hast du in deinem Werkzeugkasten auch nur ein
> RingGabelSchlitzKreuzHammerSchaufelSchlüsselKolben der für alles perfekt
> passt?

das ist schon  klar.
aber wie finde ich den, der meine 5 Anforderungen erfüllt ?
Ich will ja nicht 1GHz oder ultralow distortion oder ultralow noise oder 
100W Ausgangsleistung.
Ich suche nur ein guten der in sehr vielen Situationen optimal ist :-)

von Gerald T. (geraldtrost)


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Udo Schmitt schrieb:
> Eine kleine Liste von Ops:
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Standardba...

danke.
Das ist aber leider eine Liste ohne max. Ausgangsstrom.
komisch dass dieser nie in einer Vergleichstabelle aufscheint!

von Udo S. (urschmitt)


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Gerald Trost schrieb:
> komisch dass dieser nie in einer Vergleichstabelle aufscheint!

Weil das für 99% aller Einsatzzwecke ziemlich uninteressant ist.
Dann suche nach Leistungs-Operationsverstärker.

von stefanus (Gast)


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> Dann suche nach Leistungs-Operationsverstärker.

Die können aber (vermutlich) alle keine 1Ghz.

Spontan fällt mit der TDA2030 ein. Das ist zwar kein klassicher OP-Amp, 
aber er hat ganz ähnliche Eigenschaften, weswegen ich in ihn oft asl 
"stärkeren" Operationsverstärker missbrauche.

> er muss auch mit einer unsymmetrischen Betriebsspannung auskommen.
Ja, geht (12-36V).

> er sollte wenigstens CMOS Eingänge haben oder komplett aus CMOS sein.
Da bin ich nicht sicher. Der Eingaswiderstand ist ca. 5Mega Ohm.

> er muss bei HI und LO - Output viel Ausgangsstrom vertragen (>=300mA)
Kann er, bis 3,5A mitsamt Überlast und Übertemperatur-Schutz.

> er sollte recht billig sein
Ist billig, kostet unter einem Euro.

> und im Quad-Package erhältlich sein.
Mindestens 300mA und dann noch 4x in einem Gehäuse? Das muss aber ein 
großes Gehäuse werden. Sowas findest Du nichtmal in Hifi Anlagen, da 
kenne ich nur doppelte und dreifache Endstufen. Wobei die noch weiter 
vom klassischem OP-Amp entfernt sind, als der TDA2030.

> Er sollte auch mit +-1.5 Volt oder +-2 Volt arbeiten können.
Na kla. ein Op-Amp für 3 Volt bei 1Ghz und der soll dann auch noch 300mA 
Ausgänge haben. Träum ruhig weiter.

> Wenn er noch dazu intern Frequenzkompensiert ist und 1 GHZ verkraftet.
Das wiederspricht sich. Entweder mit Frequenzkompensation oder mit hoher 
Grenzfrequenz. Der TDA2030 geht bis etwa 140kHz. Du will 10.000 mal mehr 
- viel Erfolg bei der weiteren Suche!

von Jagt den Troll raus ! (Gast)


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Ein opAmp kostet nun ja nicht die Welt. Dann kauf eben zwei 
verschiedene.

von Gerald T. (geraldtrost)


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Leute - ich glaube da ist ein bischen Verwirrung entstanden!

- verschiedene OpAms kaufen macht doch keinen Sinn wenn keiner von denen 
300 mA liefern kann!

- TDA (Leistungs-OpAmp oder Audio-OpAmp) macht auch keinen Sinn, ich 
will ja nicht 5 - 100 Watt ziehen wenn die gesamte Schaltung per USB 
versorgt wird - 1/3A brauch ich am Ausgang, nicht 1A oder 2A!

Außerdem scheiden Leistungs-OpAmps schon deshalb aus weil sie bipolar 
aufgebaut sind und daher hohe Ruhestromverluste haben und hohe 
Verlustleistung haben (die werden heiß und sind eher ungeeignet als 
Schalter)

Vielleicht hätte ich ja die Frage besser formulieren sollen, in
einem Satz:

Welcher rail-to-rail MosFet-OpAmp schaftt 300mA Ausgangsstrom ?

(rail-to-rail impliziert ja dass er auch mit einer unsymmetrischen 
Betriebspannung auskommt und die +-2 Volt Betriebspannung kann ich ja 
aus meiner Wunschliste streichen, ist nicht so wichtig).

EUCH ALLEN VIELEN DANK FÜR DIE VIELEN ANTWORTEN!

Ich habe verstanden dass in der Klasse rail-to-rail MosFet-OpAmp
(oder anders gesagt: NICHT-AUDIO OPAMPS)
keiner 1/3 A am Ausgang verträgt.

Danke nochmal, es war sehr lehrreich!

Liebe Grüße
Gerald

PS:
Ich bin übrigens gar nicht der Meinung, dass der Ausgangsstrom (als 
Source oder als Sink) für 99% der Anwendungen unwichtig ist.
Der OpAmp hat ja am Ausgang eine Komplementärendstufe eingebaut
- DAMIT man höhere Ströme und Leistungen verarbeiten kann und
- DAMIT man nicht für alles und jedes eine Trieberstufe nachschalten 
muss! Also ist der maximale Ausgangsstrom bzw die maximale 
Ausgangsleitung
ein wichtiger Kennwert für jeden OpAmp
- und zwar nicht nur für Audio OpAmps und Leistungs-OpAms
- das sollte bei JEDEM OpAmp angegeben sein!

PPS:
Ich werde auf die Lösung "Ladepumpe mit OpAmp" verzichten und einen der 
vorgeschlagenen Schaltregler (DC-DC Wandler) kaufen.

von Elektrobratze (Gast)


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Jagt den Troll raus ! schrieb:

> Ein opAmp kostet nun ja nicht die Welt. Dann kauf eben zwei
> verschiedene.

So machte ich das früher auch mal. Ich wollte ein paar OP mit heraus 
ragenden Eigenschaften in meiner Bastelkiste haben. Welche mit guter 
Bandbreite, welche mit Rail-to-Rail, welche mit FET-Eingängen, oder 
welche, die nur mit 5V funktionieren.

Aber es stellte sich heraus, daß man immer eine gute Eigenschaft mit 
einer schlechten Eigenschaft erkauft. Bspw. hat der LF357 eine gute 
Bandbreite, aber der nimmt sich dann auch ordentlich Energie 
Stromaufnahme dafür. Oder: Der Low-Power-Typ spart Strom, und ist dann 
dafür auch saulahm. Ein Viererpack wie LM324 oder TL084 hat nicht genug 
Anschlußpins, um für jeden noch einen separaten Offsetabgleich zu 
machen. So hat jeder seine Eigenschaften, und die Vielfalt an 
verschiedenen Typen am Markt hat seine Berechtigung.

Warum sonst ist meine ECA-Tabelle nur über OP ein dicker Wälzer? Die 
Transistortabellen genau so.

Bei den Gatterbausteinen 7400 war es doch auch so: 74F und 74S schnell, 
mit hohem Energieverbrauch, 74L sparsam und langsam fast schon wie CMOS, 
ein 74AC00 war wiederum eine gute Abdeckung für einige. Aber nur fast. 
Ein 74S war statisch ein hoher Stromfresser, und wurde schon mit 
Gleichstrom ordentlich warm. Dynamisch über Joule pro bit und Zeit ist 
er wiederum besser als manche CMOS-Typen, und wurde für schnelle Busse 
im PC eingesetzt.

In meinem alten PC 486DX2 waren keine 74HC drin, zu lahm, aber einige 
74F. Z.B. Bustransceiver und Bustreiber.

von helmut2 (Gast)


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von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Ich werfe auch nochmal den ICL7611 oder ICL7621 in die Menge. 
Preiswerter OpAmp mit niedriger Versorgungsspannung und nahezu R2R. 
Allerdings kann er natürlich auch keine 300mA liefern.

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