Hallo zusammen.
Ich bin Student der Elektrotechnik und gerade dabei, eine etwas
komplexere Schaltung mit einem Mikrocontroller aufzubauen.
Dabei bin ich auf folgendes Problem gestossen.
Ich möchte eine Operationsverstärker als Addierer mit zwei
hintereinander geschalteten Umkehraddierern betreiben. Da die
Ausgangsspannung insgesamt für mich recht komische, unerwartete Werte
annimmt, habe ich den ersten OPV einzeln betrachtet.
Aufbau wie im Anhang, die Eingangsspannung ist mit 5V relativ genau und
konstant. Die Versorgungsspannung des OPV beträgt +-12V. Der Verstärker
ist jetzt mit V=-1 aufgebaut und somit erwarte ich am Ausgang eine
Spannung von -5V.
Ich bekomme alerdings einen Wert von 6,9V am Ausgang und kann mir das
nicht erklären.
Wo liegt das Problem?
Gruß,
WindyBoy.
Wenn der Eingang auf Masse gelegt ist, sollte der Ausgang 0,000 V
ausgeben. in Wirklichkeit wird er den Offsetfehler von wenigen mV
ausgeben.
Den zu beheben wäre dann Aufgabe eines Offsetabgleichs, mit
entsprechender Beschaltung.
Die krasse Abweichung auf -6,8V ist sicher auf einen Fehler beim Aufbau
der Schaltung zurückzuführen.
( Opamp defekt, Widerstände falsch, Schwingen wegen fehlender
Stützkondensatoren oder zu langer Zuleitungen, Masse der Signalquelle
nicht mit Masse der Versorgungsspannungen verbunden, ...)
Der OPamp verlangt lt. Datenblatt Frequenzgangkompensation. Ohne diese
wird er in einer Schaltung mit v = 1 sicher schwingen.
Da gibts andre Opamps, die bei V = 1 nicht schwingen (mit interner
Kompensation)
Also die Schaltung ist schon wie im Anhang aufgebaut.
Verwendte sind Präzisionswiderstände mit 1% Toleranz, die Widerstände
haben laut Multimeter auch die angegebenen Werte.
Die OPVs waren noch lagernd, daher wurden sie verwendet.
Lege ich als Eingangsspannung 0V an, habe ich immer noch ca. -2V am
Ausgang, das ist genau der Offset.
Aber warum ist der Offset so groß?
Die Versorgungsspannung direkt am OPV gemessen ist Us+=12,01V und
Us-=-11,96V.
Gruß,
Michael Hohmann schrieb:> Lege ich als Eingangsspannung 0V an, habe ich immer noch ca. -2V am> Ausgang, das ist genau der Offset.> Aber warum ist der Offset so groß?
Schalte mal dein DMM auf AC und miss dann nochmal.
Michael Hohmann schrieb:> Lege ich als Eingangsspannung 0V an, habe ich immer noch ca. -2V am> Ausgang, das ist genau der Offset.> Aber warum ist der Offset so groß?
-2V wären glaubhaft, wenn die Beschaltung einen Verstärkungsfaktor von
1000 herstellen würde.
> das ist genau der Offset.
sicher nicht, der streut exemplarabhängig. Es werden nur die Grenzen des
Streubereichs angegeben.
vermutlich schwingt der Opamp und "richtet gleich" sodass eine
Gleichspannungskomponente am Ausgang entsteht.
Da die zu erstellende Platine nachher sehr klein sein sollte, möchte ich
aus Platzgründen am liebsten einen OPV ohne externe Beschaltung zur
Korrektur einsetzen.
Welcher eignet sich da eurer Meinung am besten?
Michael Hohmann schrieb:> Welcher eignet sich da eurer Meinung am besten?
Siehe Datenblatt, Opamp mit sehr kleiner Offsetspannung, z.B. OP07, OP27
...
und interner Kompensation.
Michael Hohmann schrieb:> Es soll eine reiche Gleichspannung verstärkt werden, daher sollte eine> Frequenzgangkorrektur ja überflüssig sein.
Die Kompensation ist keine Frequenzgangkorrektur, sondern eine
Bandbegrenzung, die für kleine Verstärkungen (und die hast du hier)
notwendig ist, um Schwingen zu vermeiden / verhindern.
Gerade wenn man nur DC verstärken will, ist es sinnvoll, die
Kompensation großzügig zu wählen.
Der große Fortschritt beim LM741 (Anfang der 70er) war, dass dieser
Kondensator bereits auf dem Chip integriert wurde. Ein Großteil der
Chipfläche war dafür nötig, sparte aber den externen Kondensator.
Im Datenblatt oben steht schon auf der Titelseite "30pF" und "unity gain
compensation"
Okay, das habe ich in der Tat überlesen.
Denn nochmal zurück zur Ausgangsfragestellung:
Warum habe ich bei Ue=0V ein Ua=-2V am Ausgang?
Die -2V sind dabei eine reine Gleichspannung, kein überlagerter
Wechselanteil.
Helmut S. schrieb:> Hast du mal ein Oszilloskop angeschlossen um zu schauen ob der Opamp> schwingt?
Er braucht nur mal sein DMM auf ACV zu stellen und am Ausgang zu messen.
Aber das ist wohl zu viel verlangt. Lieber stellt man immer wieder die
gleiche Frage. Einer der üblichen Trottel-Threads hier im Forum.
Helmut S. schrieb:> Falls es mit 1MHz schwingt, dann ist es fraglich ob das AC-Voltmeter das> anzeigen kann.
Das weiß man wenn man's ausprobiert hat. Es ist ein 741 und kein
High-Speed Teil.
programming schrieb:> Helmut S. schrieb:>> Hast du mal ein Oszilloskop angeschlossen um zu schauen ob der Opamp>> schwingt?>> Er braucht nur mal sein DMM auf ACV zu stellen und am Ausgang zu messen.> Aber das ist wohl zu viel verlangt. Lieber stellt man immer wieder die> gleiche Frage. Einer der üblichen Trottel-Threads hier im Forum.
Also bitte, "Trottel-Thread"!
Ich habs doch geschrieben, vielleicht aber etwas undeutlich formuliert.
Die Ausgangsspannung ist eine reine Gleichspannung, kein Schwingen, nix.
Das zeigt das Oszilloskop und das Multimeter auf AC zeigt 0,002V.
Die 2mV ist der Wert, der auf dem Multimeter bei AC angezeigt wird.
Das Skope zeigt die -2V DC am Ausgang bei Ue=0V.
Ich hole mir einfach mal andere OPVs.
Siebzehn Für Fuenfzehn schrieb:> Muss man den zweitaeltesten OpAmp, der erhaeltlich ist verwenden ?
Das war der 709, der älteste integrierte war m.W. der 702. :-)
> Es sollte aber trotzdem funktionieren.
ACK
Michael Hohmann schrieb:> Also bitte, "Trottel-Thread"!> Ich habs doch geschrieben, vielleicht aber etwas undeutlich formuliert.>> Die Ausgangsspannung ist eine reine Gleichspannung, kein Schwingen, nix.> Das zeigt das Oszilloskop und das Multimeter auf AC zeigt 0,002V.
Vom Oszi hast du bisher nichts geschrieben.
Mit "Trottel-Thread" meinte ich im übrigen Threads, bei denen man erst
durch mehrfaches Nachfragen die Informationen erhält, die man eigentlich
freiwillig und zeitnah rausrücken sollte, damit andere nicht (wie
meistens hier) erst mal in die Irre geleitet werden.
programming schrieb:> Er braucht nur mal sein DMM auf ACV zu stellen und am Ausgang zu messen.
Das wird nicht funktionieren, wenn der Verstärker im MHz-Bereich
schwingt.
Nervig ist allerdings die Weigerung die wirkliche Schaltung zu zeigen.
Bestimmt fehlen da die Abblockkondensatoren an den Versorgungen.
Normalerweise hat man noch 100nF Abblock Kondensatoren der Speisungen
gegen GND, direkt am OpAmp
Es waere nun Zeit fuer das vollstaendige Schema, inklusiver externer
Beschaltung. Wo werden die Speisungen angeschlossen. Wo wird gemessen.
Allenfalls auch mit JPG des Aufbaus.
Michael Hohmann schrieb:> Ich bekomme alerdings einen Wert von 6,9V am Ausgang
+6,9V oder -6,9V?
Michael Hohmann schrieb:> Lege ich als Eingangsspannung 0V an, habe ich immer noch ca. -2V am> Ausgang, das ist genau der Offset.
Aus dieser Formulierung entnehme ich, dass es beim ersten Versuch wohl
eher -6,9V waren?
Falls das stimmt, würde das daruf hindeuten, dass die Ausgangsspannung
unabhängig von der Eingangsspannung immer um 2V zu niedrig (zu negativ)
ist.
Ist der Ausgang der Schaltung unbelastet?
Welche Spannungen misst du für beide Fälle (Ue=+5V und Ue=0V) direkt an
den Opamp-Eingangspins (Pin 2 und Pin 3)?
Harald Wilhelms schrieb:> Siebzehn Für Fuenfzehn schrieb:>>> Muss man den zweitaeltesten OpAmp, der erhaeltlich ist verwenden ?>> Das war der 709, der älteste integrierte war m.W. der 702. :-)
Ja, so was gab es mal vor laaanger Zeit...
Ich verwende an jedem OPV bei Uss einen 2,2uF Elko und einen 0,1uF
Keramik parallel.
Der Ausgang der Schaltung war unbelastet.
Ich habe mir ein paar neue OPvs zugelegt, in die IC-Sockel eingesetzt.
Nun funktionierts tadellos, alles bestens und wie gewünscht.
Scheinen die drei getesteten 748 er wohl defekt zu sein.
Gruß und schönes Weihnachtsfest!
Invertierender_Verstaerker.jpg
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