Zu meiner Rechtfertigung, ich habe heute zum ersten Mal mit einem OpAmp herumgebastelt. Ich möchte eine kleine Spannung von wenigen mV 5-fach verstärken, Eingangsimpedanz ca. 250 Ohm, am Ausgang ein AVR ADC. Das habe ich naiv und erfolglos mit einem TL071 als nichtinvertierender Verstärker versucht, und zwar mit 12 V single supply, GND an Vcc-. Am Ausgang messe ich nur Murks, wie z.B. Spannungen von 10V. Nach viel Suche habe ich den Verdacht, dass der TL071 für meinen Anwendungsfall völlig ungeeignet ist und ein LM358 oder TS912 gehen könnte, weil diese in ihren Datenblättern explizit "single supply" nennen und Dinge die sich irgendwie gut anhören wie "Input Common-Mode Voltage Range Includes Ground" und "Rail-to-rail input and output voltage ranges". Sind der LM358 oder der TS912 geeignet bzw. welcher von beiden wäre besser geeignet?
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Torsten Römer schrieb: > Das habe ich naiv und erfolglos mit einem TL071 als nichtinvertierender > Verstärker versucht, und zwar mit 12 V single supply, GND an Vcc-. Dann Versuche es mal mit Gnd an Vcc/2 Eine OP mit im Datenblatt angegebener Offsetspannung im Bereich 3..13mV ist für Verstärkung von mV-Signalen nicht unbedingt die richtige Wahl.
Torsten Römer schrieb: > Sind der LM358 oder der TS912 geeignet bzw. welcher von beiden wäre > besser geeignet? Beide sind geeignet. Der TL071 ist nicht geeignet, weil sein Gleichtakteingangsbereich oder "Input Common-Mode Voltage Range" nicht bis zur negativen Versorgung reicht. Weil bei unipolarer Versorgung VCC- gleich GND ist, dürfen beim TL071 nicht weniger als 3V an den Eingängen anliegen: im Datenblatt stehen -12V bei -15V Versorgung.
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Torsten Römer schrieb: > Zu meiner Rechtfertigung, ich habe heute zum ersten Mal mit einem OpAmp > herumgebastelt. Man könnte ja zumindest die grobe Einteilung des Forums beachten. Muss denn OpAmps wirklich in "Mikrocontroller und Digitale Elektronik" behandelt werden?
LTC2054 währe als Startpunkt evtl. geeignet. Zu Deinen Anforderungen: >Ich möchte eine kleine Spannung von wenigen mV 5-fach verstärken, >...am Ausgang ein AVR ADC. Was sind schon wenige mV. Mit Faktor 5 verstärkt ergibt immernoch ein bischen sehr wenig für den AVR ADC... Es sei denn die wenigen mV sind garnicht so wenig. viel Erfolg Hauspapa
Torsten Römer schrieb: > Sind der LM358 oder der TS912 geeignet bzw. welcher von beiden wäre > besser geeignet? Nö, wenige Millivolt sind schon deren Fehler. Du kannst z.B. bei Reichelt einen MCP6V11 nehmen, der hat wenige Mikrovolt Abweichung, kommt mit 5V klar, und arbeitet an 0V. Es gibt aber auch viele andere Rail-To-Rail die nicht nur knapp 0V liefern könne, sondern auch knapp 5V wenn sie mit 5V versorgt werden. AD8671 oder AD8622. Schon TS507 (R2R) oder LT1013 (signel supply) werden aber wohl zu ungenau.
Was wäre denn mit dem TLC277? Das ist im Momente mein Lieblings-Standard-OPV. Der kann bis an seine negativ Rail ran und hat "nur" 500µV Offset.
Dein "single supply" ist sowieso nichts reales. Ei OpAmp sollte eigentlich immer mit zwei Spannungen betrieben werden. Aber vielleicht hilft dir das etwas weiter: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa2.htm
F. Fo schrieb: > Ei OpAmp sollte > eigentlich immer mit zwei Spannungen betrieben werden. Echt? Und warum hat er dann nur zwei statt drei Anschlüsse für Versorgungsspannung? Deine Behauptung ist reiner Unsinn, denn dem OPV ist es egal ob mit er +-12V oder 24V betrieben wird. Er "sieht" in beiden fällen 24V. Das das Signal sich einfach etwas von den Rails aufhalten sollte ist ne ganz andere Sache.
F. Fo schrieb: > Dein "single supply" ist sowieso nichts reales. Ei OpAmp sollte > eigentlich immer mit zwei Spannungen betrieben werden. Der Spannungsbereich von Ein- und Ausgangsspannung relativ zu den Versorgungsspannungen ist relevant. Nicht jedoch, ob der OPV dazu mit einer oder zwei Spannungen versorgt wird.
Ingo schrieb: > Deine Behauptung ist reiner Unsinn, foldi und du meinen beide das gleiche. Nur hat foldi es etwas anders ausgedrückt. Fakt ist das die Verstärkungsstufen nur dann "Luft zum Atmen" haben, wenn eine gewisse Potentialdifferenz zwischen ein und Ausgangsspannung und den Versorgungsspannungsanschlüssen ist. Und da man die Eingangs und Ausgangsspannung auf eine Masse bezieht, sind die beiden Versorgungseingänge in dem Fall auf einer positiven und einer negativen Spannung gegenüber Masse. Dabei ist es unerheblich ob die Masse jetzt "künstlich" hergestellt ist oder schon durch die symmetrische Versorgung zur Verfügung gestellt wird.
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Die LM358 oder TS912 sind schon besser als der TL071, weil es wenigstens Single Supply, bzw. Rail-to-Rail OPs sind. Allerdings ist der Offset (Gleichspannungsfehler) bei den beiden Typen recht groß (Größenordnung 5 mV), also nicht unbedingt gut für kleine Spannungen. Gerade für 5 V Versorgung gibt es da reichlich Auswahl. Der LT1013 ist schon nicht so schlecht vom Offset. Beim TLC272 und TLC277 (etwas genauere Version) muss man etwas aufpassen: die haben angeblich Probleme wenn Eingang und Ausgang gleichzeitig nahe an GND kommen. Für hohe Genauigkeit gibt es Chopperstabilisierte Typen, wie MCP6V11 , AD8551, LTC2050 und andere. Bei geringeren Anforderungen reicht sonst auch ein guter normaler Typ wie der LTC1013 aus.
> Zu meiner Rechtfertigung, ich habe heute zum ersten Mal mit einem OpAmp > herumgebastelt. Wie gut das meine ersten OPVs 741 und 709 waren. Da kam man auf so schmale Bretter wie "Single Supply" gar nicht erst. Und mit einer symmetrischen Versorgung taten auch alle Beispiele die man finden konnte mit den OPVs das was sie sollten. Die OPVs sind seit dem besser geworden. Aber im allg. koennen sie keine negative Spannung herbeizaubern. Und das dynamische Verhalten ist im Rail-Bereich auch nicht eben das beste.
./. schrieb: > Die OPVs sind seit dem besser geworden. Aber im allg. > koennen sie keine negative Spannung herbeizaubern. Eigentlich seltsam. Mit einer auf dem Chip integrierten Ladungspumpe könnte man ja durchaus "eine negative Spannung herbeizaubern". Aber auf die Idee ist wohl noch keiner gekommen.
Ich könnte mir vorstellen, dass die Stromtransienten der Pumpe den heutzutage angepeilten Mikrovolt etwas im Weg stehen.
Besten Dank für die vielen sehr hilfreichen Antworten und an den Moderator für's Verschieben, tut mir leid dass ich ins falsche Forum gepostet hatte. Ich hab versucht die Datenblätter einiger der vorgeschlagenen Kandidaten zu vergleichen und habe mich nun für den AD8551 entschieden, u.A. weil "Output Voltage Low" mit 1-15 mV vergleichsweise niedrig ist. Verstehe ich es richtig dass "Output Voltage Low" bedeutet, dass am Ausgang nie weniger als diese 1-15 mV anliegen? Was macht der OpAmp (AD8551) eigentlich wenn die Impedanz des Eingangs sehr hoch ist? Bekommt man dann am Ausgang irgendeine verstärkte Einstreuung? Ich möchte die Ausgangsspannung einer Lambdasonde verstärken, die ist sehr hochohmig solange sie kalt ist. Der "LM9044 Lambda Sensor Interface Amplifier" gibt dann eine definierte Ausgangsspannung von 2.0 V aus. Klar, ich könnte einfach den LM9044 nehmen. Aber den gibt es nur als Sample von TI direkt und ich würde die Verstärkung gerne mit einem guten OpAmp selber realisieren.
Torsten Römer schrieb: > dass am > Ausgang nie weniger als diese 1-15 mV anliegen? Ja, aber nicht nur das, das gilt noch dazu nur bei sehr geringer Belastung. Mit einer invertierenden Beschaltung hast du da entschieden Pech, denn wenn du am Eingang 10 mV hast und 5fach verstärkst, sollten am Ausgang -50 mV anliegen, was auch mit Single Rail nicht möglich ist. Prinzipell ist bei Single Rail der Eingang kein Problem, wohl aber der Ausgang. Da hilft nur eins: RTFD. Georg
Harald Wilhelms schrieb: > Aber auf die Idee ist wohl noch keiner gekommen. Natürlich doch, LTC6360, und Analog Devices hat soweit ich mich erinnere (aber nicht mehr finde, vielleicht war's auch nicht AD) auch einen bei dem alles intern ist.
Georg schrieb: > Ja, aber nicht nur das, das gilt noch dazu nur bei sehr geringer > Belastung. Mit einer invertierenden Beschaltung hast du da entschieden > Pech Bin nicht sicher ob ich dich richtig verstehe, aber der Ausgang geht nur an einen ADC, wobei die Belastung doch sehr gering ist. Ich habe eine nichtinvertierende Verstärkung vor. Solange ab ca. 4 mV Eingangsspannung am Ausgang die 5-fache Spannung anliegt bin ich zufrieden. Mit einem "Grundrauschen" unterhalb von 15 mV kann ich leben, das wäre dann sowieso außerhalb des Anwendungsbereiches der Sonde.
Ingo schrieb: > F. Fo schrieb: >> Ei OpAmp sollte eigentlich immer mit zwei Spannungen betrieben werden. > Echt? Und warum hat er dann nur zwei statt drei Anschlüsse für > Versorgungsspannung? Weil i.A. die Mitte zwischen diesen beiden Versorgunsspannungen das Bezugspotential für die Beschaltung ist. Du solltest wissen, das ein reiner OP ohne externe Beschaltung eigentlich zu nichts zu gebrauchen ist. Und wenn dieser dritte Anschluss der Versorgung am OP angeschlossen wird, dann oft an einem der Eingänge.
Udo Schmitt schrieb: > foldi und du meinen beide das gleiche. Nur hat foldi es etwas anders > ausgedrückt. So ist es. Udo, du verstehst mich! :-) Da der TO mir nicht unbedingt wie ein absoluter Anfänger in Elektronik wirkte, die restlichen Teilnehmer der Diskussion alle kompetent sind, dachte ich nicht, dass ich das weiter erläutern muss. Im Allgemeinen ließt man es und hört es immer wieder von nahezu allen hochkarätigen Fachleuten, dass ein OPV aus den bekannten Gründen immer sinnvoller mit zwei Spannungen betrieben werden soll. Dass die single supply OPV's immer mehr zugenommen haben und immer besser an die Leistungen von einem dual Typen ran kommen, das sieht man bei allen neueren Typen. Der Zug geht wohl in diese Richtung.
Harald Wilhelms schrieb: > ./. schrieb: > >> Die OPVs sind seit dem besser geworden. Aber im allg. >> koennen sie keine negative Spannung herbeizaubern. > > Eigentlich seltsam. Mit einer auf dem Chip integrierten Ladungspumpe > könnte man ja durchaus "eine negative Spannung herbeizaubern". > Aber auf die Idee ist wohl noch keiner gekommen. Das habe ich mir auch gedacht, als ich mich mit den OPV's auseinander gesetzt habe. Das ganze geeiere um den Offset herum und mit RR zu versuchen was aus den Dingern raus zu quetschen, was mit dual Supply keine Probleme bereitet.
Bei der Lamda Sonde ist die Spannung nicht so klein. Da ist der OP recht unkritisch. Da reicht dann auch ein MCP6001, TS912 oder ähnliches. Den Offset vom einigen mV kann man ggf. in Software ausgleichen, wenn es überhaupt auf 5 mV mehr oder weniger ankommt. Selbst der LM358 könnte ggf. ausreichen, wenn der ADC mit nur 2-3 V Ref Spannung arbeitet.
Ulrich H. schrieb: > Als Audio Verstärker gibt es schon welche mit interner Ladungspumpe, > z.B. als MAX9730. Sehr interessant, aber schade, dass es ihn nur in diesen beiden Gehäuseformen gibt.
F. Fo schrieb: > Im Allgemeinen ließt man es und hört es immer wieder von nahezu allen > hochkarätigen Fachleuten, dass ein OPV aus den bekannten Gründen immer > sinnvoller mit zwei Spannungen betrieben werden soll. Sehr gern würde ich es machen "wie es sich gehört", aber ich habe nur +12 V und (ohne mich informiert zu haben) keine Ahnung, ob man daraus einfach z.B. -6 und +6 Volt machen kann? Jedenfalls brauche ich nur Gleichspannung im positiven Bereich, deswegen dachte ich single supply ist okay. Mal sehen wie es funktionieren wird, gelernt hab ich auf jeden Fall wieder was :-)
Ob der TO den Link gelesen hat, den ich schon gepostet habe, weiß ich nicht, aber hier habe ich noch eine sehr gute Zusammenfassung, die auch einen guten Überblick der Begriffe schafft. http://www.fh-dortmund.de/de/fb/3/personen/lehr/matthes/MEDIEN/Analogelektronik/ees04_01.pdf
Ulrich H. schrieb: > Bei der Lamda Sonde ist die Spannung nicht so klein. Da ist der OP recht > unkritisch. Der für meinen Anwendungsfall interessanteste Bereich (Sprungsonde im mageren Bereich) ist so 4 - 100 mV und ich habe den Eindruck das der ADC (Referenzspannung 1.1 V) im untersten Bereich recht ungenau ist, deswegen möchte ich verstärken, ähnlich wie der LM9044.
Da ohnehin nur ein DC Signal von der Sonde kommt, kannst du doch dein Offset vom OPV kompensieren. In beiden von mir verlinkten Seiten kannst du nachlesen wie das gemacht wird.
F. Fo schrieb: > Ob der TO den Link gelesen hat, den ich schon gepostet habe, weiß ich > nicht, aber hier habe ich noch eine sehr gute Zusammenfassung, die auch > einen guten Überblick der Begriffe schafft. > http://www.fh-dortmund.de/de/fb/3/personen/lehr/matthes/MEDIEN/Analogelektronik/ees04_01.pdf Werde ich lesen, Danke!
Ein bisschen negative Spannung ist besser als gar keine :-) Tu ihm einen ICL7660 an die Seite... Zur Not kannst Du auch einen MAX232 "missbrauchen".
./. schrieb: > Zur Not kannst Du auch einen MAX232 "missbrauchen". Ich ahne was du meinst, aber erläutere bitte mal!
Da wo der MAX232 seine Pins fuer die Abblockkondensatoren hat, wird man an einem natuerlich auch die dazugehoerige negative Spannung finden. Die hat, wenn man die Kapazitaetswerte des DB benutzt, natuerlich noch viel zu viel hochfrequenten Ripple. Aber mit einem weiteren R/LC-Filter oder einem Spannungsregler kann man sich damit die negative "Hilfsspannung" erzeugen die einem womoeglich fehlt. Vorzugsweise natuerlich wenn sowieso schon ein MAX232 in der Schaltung werkelt. Fuer ein industrielles Design sollte man das aber ordentlicher machen...
Torsten Römer schrieb: > ... keine Ahnung, ob man daraus einfach z.B. -6 und +6 Volt machen kann? Man kann. Nimm einfach mal einen 1:1-Spannungsteiler und nennen 0V->-6V, +12V->+6V und am Abgriff des Spannungsteilers hast du dann 0V. Ein Spannungsfolger dahinter senkt die Ausgangsimpedanz.
Wolfgang schrieb: > Man kann. Nimm einfach mal einen 1:1-Spannungsteiler und nennen 0V->-6V, > +12V->+6V und am Abgriff des Spannungsteilers hast du dann 0V. Jetzt verstehe ich, das hatte Mike ja schon vorgeschlagen. Das funktioniert, habe erfolgreich mit dem TL071 z.B. 1.08V um Faktor 3.13 auf 3.38V verstärkt. Bei einer kleinen Spannung wie 7.5mV bekomme ich 28.6mV anstelle der erwarteten 23.5mV. Ich nehme an, das ist der Offset von 3..13mV, den man ja kompensieren könnte, gerade mit dem TL071 ist das anscheinend sehr leicht. Vielen Dank nochmal!
So langsam hast du's. :-) Was ich gut finde, du simulierst nicht, du probierst es richtig aus. Lass es lieber mal rauchen, aber dafür bleibt alles im Kopf haften.
Torsten Römer schrieb: > gerade mit dem TL071 ist das anscheinend sehr > leicht. Leicht aber auch sehr nötig. Es ist schon besser gleich einen OpAmp mit wenig Offset zu nehmen, denn auch ein Abgleich auf Null ist weder 100%ig temperatur- noch langzeitstabil. Georg
F. Fo schrieb: > Lass es lieber mal rauchen, aber dafür bleibt alles im Kopf haften. :-) Ja, unbedingt ausprobieren, macht außerdem Laune!
Georg schrieb: > Es ist schon besser gleich einen OpAmp mit > wenig Offset zu nehmen Ein paar AD8551 sind unterwegs :-)
Wenn man wirklich bis 4 mV runter messen will, ist es schon besser wenn der OP wenig Offset hat - mit -5 mV Offset in die Falsche Richtung, die einfache Typen wie LM358 haben können, ist man da aufgeschmissen und kann nichts mehr kompensieren. Der AD8551 ist zwar etwas übertrieben, wird aber gehen.
Ich hatte noch nicht den Fall, aber wäre echt mal einen Versuch wert den LM358 so weit wie möglich zu kompensieren und schauen was er dann so macht. Für so einen speziellen Anwendungsfall ist der AD8551 schon klasse, aber der kostet bei Reichelt auch 2,10 Euro. Als Standard würde ich so was jetzt nicht rum liegen haben.
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Ich hab einige LM358 mit den AD8551 mitbestellt und heute beide mit 5V single supply vergleichsweise ausprobiert und dem 25(!) Jahre alten VOLTCRAFT Digitalmultimeter gemessen: LM358 7.6 mV x6: 44.5 mV (-1.1 mV) 7.6 mV x11: 82.1 mV (-1.5 mV) AD8551 7.7 mV x6: 46.2 mV (+-0.0 mV) 7.7 mV x11: 84.6 mV (-0.1 mV) Jaja, ich weiss schon, wer misst misst Mist... Aber ich finde das ist ein tolles Ergebnis für beide OPs, der AD8551 scheint wirklich extrem genau zu sein, aber auch der LM358 ist sehr genau, finde ich eigentlich schon ausreichend für meinen Anwendungsfall. Vielen Dank nochmal für die sehr lehrreichen Antworten hier, super Forum!
Torsten Römer schrieb: >aber auch der LM358 ist sehr > genau, finde ich eigentlich schon ausreichend für meinen Anwendungsfall. > > Deswegen haben die meisten hier den LM358 auch in ihrem Sortiment.
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