Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Operationsverstärker


von BinDa (Gast)


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Hallo,

ich wollte mithilfe eines invertierenden-Verstärker die Spannung von 3,4 
mv am - Eingang verstärken. Daher habe ich zwei inververtierende OPV 
hintereinander in Reihe geschaltet. Den zweiten OPV habe ich aus dem 
Grund dazugeschaltet, damit ich am Ausgang des zweiten OPVs eine 
positive Spannung erhalte. Kann eigentlich anstatt zwei hintereinander 
geschalteten invertierenden Verstärkers nur einen nicht-invertierenden 
OPV verwenden?


Viele Grüße

von nicht "Gast" (Gast)


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Im Prinzip ja. Input Voltage Range und Offset beachten.

von BinDa (Gast)


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was heißt offset beachten ? Was passiert da praktisch, wenn ich das 
ganze auf ein Steckbrett aufbaue?

von nicht "Gast" (Gast)


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Na, du musst einen OPV wählen, der eine hinreichend kleine 
Offsetspannung hat (Wald- und Wiesen-OPVs können ja schon 
Offsetspannungen in deinem Eingangsspannungsbereich haben).
Und wenn du eine Single Supply-Versorgung hast, und deine 3.4mV 
Masse-bezogen sind, brauchst du einen OPV mit einem Input Voltage Range, 
der 0V beinhaltet.

von mse2 (Gast)


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BinDa schrieb:
> was heißt offset beachten ? Was passiert da praktisch, wenn ich
> das
> ganze auf ein Steckbrett aufbaue?
Ich möchte Dir nicht das Recht absprechen, diese Frage im Forum zu 
stellen aber warum probierst Du es nicht einfach aus?
Ich meine: Steckbrett! Du redest ja nicht von einem Platinenlayout... ;)

von M. K. (sylaina)


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BinDa schrieb:
> Kann eigentlich anstatt zwei hintereinander
> geschalteten invertierenden Verstärkers nur einen nicht-invertierenden
> OPV verwenden?

Die Verstärkung eines Elektrometerverstärkers/nicht invertierenden 
Verstärkers ist (1 + Quotient_Feedbacknetzwerk) während die Verstärkung 
eines invertierenden Verstärkers lediglich der Quotient des 
Feedbacknetzwerk ist. So kann also ein nicht invertierender Verstärker 
nur Verstärkungen > 1 während ein invertierender Verstärker auch 
|Verstärkungen| < 1 ermöglicht.

Wichtig bei dir ist, wie schon gesagt wurde, dass du einen passenden OPV 
wählst. Es gibt auch einige OPVs deren Eingangsspannung deutlich über 
deinen 3.4 mV liegen müssen damit sie diese verstärken können, je nach 
Verschaltung halt (ich denke hierbei z.B. an Singlesupply, da sind dann 
die 3.4 mV dicht am unteren Rail dran und da kann es bei einigen OPVs 
eng werden mit Input Common Voltage und Co)

: Bearbeitet durch User
von BinDa (Gast)


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ich habe einen TL084 OPv bekommen. Damit soll ich arbeiten. ich sollte 
einen Imepdanzwandler (Verstärkung: 1) dazuschalten, also vor den beiden 
invertierenden OPVs. Das Problem tretet bei mir schon am Anfang auf, 
wenn ich eine Spannnung von 3.4 mV anlege, dann bekomme ich am Ausgang 
des Impedanzwandlers eine Spannung von 5.1 mV. Das kann doch nicht sein, 
oder ? Am Ausgang des Impedanzwandlers muss ich doch den gleichen 
Spannungswert von 3.4 mV erhalten. Da die Verstärkung eins beträgt.


Danke für die Antworten

von John D. (Gast)


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Ja, natürlich ist das so. Die Eingangsoffsetspannung kann zwischen 
[-15...15]mV liegen. Die kommt du deiner Eingangsspannung noch dazu!
Einen solchen OPV als Impedanzwandler vorzuschalten ist - Verzeihung - 
einfach dumm. Der nicht-invertierende Verstärker ist eh hochohmig genug.

Der TL084 ist für die Aufgabe ungeeignet. Wer hat dir denn gesagt, dass 
du damit arbeiten sollst?

von BinDa (Gast)


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ohjje :(.Wenn ich jetzt größere Werte (von Ohm auf KOhm) für den 
Widerstand nehme, desto höhe ist die Offsetspannung? Ich habe jetzt am 
invertierenden Eingang eine Spannung von 5,1 mV (R1= 1 kOhm und R2= 100 
kOhm) und am Ausgang erhalte ich eine Spannung von -13,4 V (viel zu 
groß). Bei einer Verstärkung von:

V= R2/R1 = 100 müsste am Ausgang die Spannung von 0.5 V ergeben...

von BinDa (Gast)


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Wie ist dieses Problem zu lösen? Kann ich diese Offsetspannung 
kompensieren?

M

von Udo S. (urschmitt)


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BinDa schrieb:
> Wie ist dieses Problem zu lösen?

Indem du dich erst mal mit den Grundlagen von OPs vertraut machst. Und 
lernst Schaltpläne zu zeichnen.
Siehe dazu auch die Netiquette

von nicht "Gast" (Gast)


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BinDa schrieb:
> invertierenden Eingang eine Spannung von 5,1 mV (R1= 1 kOhm und R2= 100
> kOhm) und am Ausgang erhalte ich eine Spannung von -13,4 V (viel zu
> groß).

1) Du kannst die Situation nicht mit mehr Verstärkung retten. Die 
Offsetspannung addiert sich zu deiner Eingangsspannung.

2) Die -13V sind eindeutig falsch. Da hast du einen Schaltungsfehler.

3) Worum geht's denn eigentlich?
3a) Warum sollst du einen Uralt-FET-OPV verwenden?
3b) Was ist deine Signalquelle?

von BinDa (Gast)


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Also, bitte nicht beleidigend werden. Ich beschäftige mich theoretisch 
(ideale OPVs) schon jahre lang mit dem Thema. Jedoch muss ich Opvs zum 
ersten Mal in der Praxis anwenden.


Danke für die Antworten

von nicht "Gast" (Gast)


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BinDa schrieb:
> ... Ich beschäftige mich theoretisch
> (ideale OPVs) schon jahre lang mit dem Thema.

Willst du uns verarschen? EOD.

von BinDa (Gast)


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2) Die Schaltung habe ich immer wieder neu aufgebaut, trotzdem komme ich 
auf das gleiche Ergebnis.

3a)b) Ich soll einen Strom von 10 mA messen. Dafür habe ich einen LEM 
(LA 55-P) Wandler erhalten. Durch das Loch des Wandlers habe ich 10 
Windungen geführt:

Ia= (10 mA*10)/1000. Dieser Strom von 0.1 mA fließt dann durch den 
Widerstand Rm (51 Ohm) . Die Spannung die über diesen Widerstand abfällt 
(in der Praxis) beträgt zwischen 3,4 mV und 5 mV. So ich versuche nun 
diese Spannung mithilfe des TL084CN zu verstärken. Diesen OPv versorge 
ich aus dem Netz mit einer Spannung von +15V/-15V.

Ich kann nicht sagen, warum ich diesen anwenden soll. Ich sollte einfach 
mit diesen OPv arbeiten.

von BirgerT (Gast)


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Impedanzwandler mit V=1 und mit Widerständen?

Sch..alt..plan
Duale Stromversorgung?

Aber ich vermute mal, dass die Eingangsspannung über ein Trimmer erzeugt 
wird, und dann geht der eingestellte Widerstand zwischen (+) und GND mit 
in die Verstärkung rein. Deshalb ist der Impedanzwandler als erste Stufe 
sinnvoll - aber bitte mit ohne Widerstände (Ausgang direkt auf (-)).

Die Suchfunktion "TL084" liefert auch 'ne Menge Treffer..(genau 173).

Und ich hatte auch mal einen Ausbilder, dessen offensichtlich einfache 
Aufgabenstellung dann oft nicht lösbar war oder zu falschen Ergebnissen 
führte. Das festzustellen war dann die richtige Lösung.

Vielleicht ist die Lösung der BinDa Aufgabe ja "..mit dem TL084 geht das 
nicht, weil.."

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Und warum schreibst Du nicht gleich, dass es eigentlich darum geht, 
einen Strom zu messen?

Gerade bei dieser Anwendung bietet es sich doch außerordentlich an, den 
OP als Transimpedanzverstärker zu beschalten. Da Du Dich ja schon 
jahrelang theoretisch mit OP-Schaltungen beschäftigt hast, sollte die 
Dimensionierung ja kein Problem sein.

Das Problem mit dem Offset wird aber weiterhin bestehen. Entweder 
verwendest Du einen OP mit hinreichend geringem Offset oder einen mit 
Kompensationseingängen oder Du "ziehst" auf geeignete Weise an einem der 
Eingänge.

Neben dem normalen Offset musst Du ggf. auch den Einfluss der 
Versorgungsspannung beachten. Aber auf Grund Deiner jahrelangen 
theoretisch Beschäftigung mit OPs ist Dir das ja schon bekannt.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Aeh ... man kann auch mit falsch machen etwas lernen....

von Dirk K. (dekoepi)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Aeh ... man kann auch mit falsch machen etwas lernen....

Ach! (c)Loriot ;)

Ich habe zum Beispiel bei Opamp-Spieleren gelernt, dass ein MCP6001 was 
anderes ist als ein MCP6001R. Und dass der lustige magische Rauch 
weniger spaßig riecht. ;)

Offset manuell beheben wirft Google eine Menge zu aus - ich löse das 
einfach in Software. Früher ging das wohl etwas aufwändiger so:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/opa2.htm

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Dirk K. schrieb:
> Und dass der lustige magische Rauch weniger spaßig riecht. ;)

Die Kunden von AEG mussten irgendwann in den achtziger Jahren auch 
lernen, dass der lustige magische Rauch aufsteigt, wenn der Hersteller 
bei einer größeren Charge Dioden 1N400x den Kathodenring am falschen 
Ende aufdruckt.

von BinDa (Gast)


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Vielen Dank an allen für die lieben Antworten

von GeGe (Gast)


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BinDa schrieb:
> 3a)b) Ich soll einen Strom von 10 mA messen. Dafür habe ich einen LEM
> (LA 55-P) Wandler erhalten. Durch das Loch des Wandlers habe ich 10
> Windungen geführt:

Allein der Ausgangsoffset dieses LEM-Moduls generiert dir schon 
0,2mA*51Ohm = 10,2mV
dazu kommt sogar noch der magnetische Offset welcher wie eine Hysterese 
wirkt von nochmal 0,3mA*51Ohm = 15,3mV

dafür braucht man sich um den OP eigentlich keinen Kopf mehr machen, da 
tuts der billigste.

von Christian L. (cyan)


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GeGe schrieb:
> Allein der Ausgangsoffset dieses LEM-Moduls generiert dir schon
> 0,2mA*51Ohm = 10,2mV
> dazu kommt sogar noch der magnetische Offset welcher wie eine Hysterese
> wirkt von nochmal 0,3mA*51Ohm = 15,3mV

Richtig. Der LEM Wandler ist völlig ungeeignet für Messungen solch 
kleiner Ströme. Man müsste die Anzahl der Windungen deutlich erhöhen, um 
das eigentliche Signal so groß zu machen, das die Fehler unbedeutend 
sind. Oder man nutzt direkt einen Shunt oder Transimpedanzwandler.

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