Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistungsverstärker mit OP LT1210 und Eingangswiderstand


von Thomas H. (thoern)


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Hallo,

ich möchte mir mit einem LT1210 eine Leistungsendstufe für einen 
Funktionsgenerator bauen. Der Funktionsgenerator liefert eine 
Ausgangsspannung von 1V Vss. Die Endstufe soll die Amplitude auf ca. 
0-15V Vss verstärken (einstellbar über Poti Rx). Mit den dimensionierten 
Bauteilen hat der LT1210 eine ca. 20-fache Spannungsverstärkung. Soweit 
so gut. Welcher Wert ist für das Poti Rx zu empfehlen? Ich hätte mal so 
an 10k gedacht. Das ist aber mehr ein gefühlter Wert, als ein technisch 
fundierter. Welchen Wert würdet ihr empfehlen?

Gruß,
thoern

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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T. T. schrieb:
> Die Endstufe soll die Amplitude auf ca. 0-15V Vss
Das wird mit einer Versorgung von +-15V aber nicht klappen...
Mit ein wenig Pech kommst du ohne Verzerrung gerade mal auf +-8,5V.

> Ich hätte mal so an 10k gedacht. Das ist aber mehr ein gefühlter Wert
Mit einem Eingangsstrom von 20µA hast du bei 10k einen Spannungsabfall 
von 0,2V.
OK, halb so schlimm, die Ersatzspannungsquelle deines 10k-Poti hat 
maximal einen Innenwiderstand von 5k||5k = 2,5kOhm und damit nur 50mV 
Spannungsabfall. Bezogen auf 1Vss wäre das dann eine Nichtlinearität von 
5%, die du aber einfach wieder mit der Hand am Poti "ausregelst".
Fazit: du kannst das 10k Poti nehmen.

von Oleg A. (oga)


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T. T. schrieb:
> Welcher Wert ist für das Poti Rx zu empfehlen? Ich hätte mal so
> an 10k gedacht. Das ist aber mehr ein gefühlter Wert, als ein technisch
> fundierter. Welchen Wert würdet ihr empfehlen?

Falls Dein Funktionsgenerator einen 50Ω Ausgang hat, sollte der Poti 
auch 50Ω sein.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Oleg A. schrieb:
> Falls Dein Funktionsgenerator einen 50Ω Ausgang hat, sollte der Poti
> auch 50Ω sein.
Dann kommen aber wg. Leistungsanpassung (die hier gar nicht benötigt 
wird) logischerweise auch nur 0,5Vss heraus.

: Bearbeitet durch Moderator
von Helmut S. (helmuts)


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Ich würde ein Poti mit 100Ohm bis maxmal 200Ohm empfehlen wegen
a) dem hohen DC-Eingangasstrom
b) bestimmt gewünschter hoher Bandbreite

von Oleg A. (oga)


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Lothar M. schrieb:
> Dann kommen aber wg. Leistungsanpassung (die hier gar nicht benötigt
> wird) logischerweise auch nur 0,5Vss heraus.

Je nachdem wie die Skala des Generators tariert ist. Viele Geräte 
liefern bei Einstellung 1Vpp die eingestellte Spannung eben bei einer 
Last von 50Ω. Bei 10kΩ und mehr würden sie dann knappe 2Vpp liefern.

von Thomas H. (thoern)


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Hallo,

Lothar M. schrieb:
> T. T. schrieb:
>> Die Endstufe soll die Amplitude auf ca. 0-15V Vss
> Das wird mit einer Versorgung von +-15V aber nicht klappen...
> Mit ein wenig Pech kommst du ohne Verzerrung gerade mal auf +-8,5V.
Stimmt. Hätte mir wohl das Datenblatt genauer anschauen sollen...
>
>> Ich hätte mal so an 10k gedacht. Das ist aber mehr ein gefühlter Wert
> Mit einem Eingangsstrom von 20µA hast du bei 10k einen Spannungsabfall
> von 0,2V.
> OK, halb so schlimm, die Ersatzspannungsquelle deines 10k-Poti hat
> maximal einen Innenwiderstand von 5k||5k = 2,5kOhm und damit nur 50mV
> Spannungsabfall. Bezogen auf 1Vss wäre das dann eine Nichtlinearität von
> 5%, die du aber einfach wieder mit der Hand am Poti "ausregelst".
> Fazit: du kannst das 10k Poti nehmen.
Ersatzspannungsquelle, ja, ja, lange ist's her...
Dank deiner Hilfe, weiß ich das jetzt auch wieder!


Vielen Dank!

von Thomas H. (thoern)


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Helmut S. schrieb:
> Ich würde ein Poti mit 100Ohm bis maxmal 200Ohm empfehlen wegen
> a) dem hohen DC-Eingangasstrom
Leuchtet erst einmal ein, da Ri geringer und somit die prozentuale 
Belastung bezogen auf den Spannungsteiler (hier Poti)
> b) bestimmt gewünschter hoher Bandbreite
Wieso hat das Einfluss auf die Bandbreite? Weil die Impedanz dann 
niedriger ist?

von Helmut S. (helmuts)


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> Weil die Impedanz dann niedriger ist?

Der Opamp und die Leitung auf dm PC-Board habe eine Kapazität von 
zusammen z. B. 10pF. Das ergibt zusammen mit dem Innenwiderstand des 
Potis einen Tiefpass.

-3dB Grenzfrequenz

fg=1/(2*pi*R*C)

R=5kOhm(10k Poti), Cges=10pF
fg=3,18MHz

Mit 500Ohm(1k Poti)
fg=31,8Mhz

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:
> R=5kOhm(10k Poti), Cges=10pF
> fg=3,18MHz
Reicht doch. Arg viel mehr packt der OP bei 20-facher Verstärkung (und 
auch noch weit ausgesteuert) sowieso nicht mehr...  ;-)

von Thomas H. (thoern)


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Lothar M. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> R=5kOhm(10k Poti), Cges=10pF
>> fg=3,18MHz
> Reicht doch. Arg viel mehr packt der OP bei 20-facher Verstärkung (und
> auch noch weit ausgesteuert) sowieso nicht mehr...  ;-)


Ihr seit Spitze! Ich denke auch, dass ein 10k-Poti reicht. Mehr als 1MHz 
kann mein FG eh nicht.

Gruß,
thoern

: Bearbeitet durch User
von Helmut S. (helmuts)


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Lothar M. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> R=5kOhm(10k Poti), Cges=10pF
>> fg=3,18MHz
> Reicht doch. Arg viel mehr packt der OP bei 20-facher Verstärkung (und
> auch noch weit ausgesteuert) sowieso nicht mehr...  ;-)

Und will man da -3dB zusätzlich haben?
Dann hat man bei 3MHz insgesamt nur noch -6dB, also die halbe Ampltude.

Außerdem wurde doch schon gesagt, daß 20uA*5kOhm=100mV Offset-Fehler 
geben. Das Ganze mal 20 ergibt 2V Offset am Ausgang. Das ist dann doch 
eine Fehlkonstruktion. Ich sage nur Murks.

von Thomas H. (thoern)


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Helmut S. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Helmut S. schrieb:
>>> R=5kOhm(10k Poti), Cges=10pF
>>> fg=3,18MHz
>> Reicht doch. Arg viel mehr packt der OP bei 20-facher Verstärkung (und
>> auch noch weit ausgesteuert) sowieso nicht mehr...  ;-)
>
> Und will man da -3dB zusätzlich haben?
> Dann hat man bei 3MHz insgesamt nur noch -6dB, also die halbe Ampltude.
>
> Außerdem wurde doch schon gesagt, daß 20uA*5kOhm=100mV Offset-Fehler
> geben. Das Ganze mal 20 ergibt 2V Offset am Ausgang. Das ist dann doch
> eine Fehlkonstruktion. Ich sage nur Murks.

Ok, Ok. Ich überlege mir das nochmals mit dem 10k-Poti. Wie gesagt, mehr 
als 1MHz kann mein FG eh nicht. Höhere Bandbreite ist natürlich für ein 
Rechtecksignal wegen der Flankensteilheit schon sinnvoll.
Das mit dem Offset ist weniger ein Problem. Den kann ich nämlich am FG 
und ja auch mit der Schaltung ausregeln.

Gruß,
thoern

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Helmut S. schrieb:
> Außerdem wurde doch schon gesagt, daß 20uA*5kOhm=100mV Offset-Fehler
> geben.
Der Innenwiderstand der 10kOhm-Poti-Quelle wird nie höher als 2,5kOhm, 
denn er ist in der Potimitte am höchsten, und da sind dann 5k||5k.

> Das Ganze mal 20 ergibt 2V Offset am Ausgang.
> Das ist dann doch eine Fehlkonstruktion. Ich sage nur Murks.
Das ist halb so schlimm: es wird doch sowieso von Hand eingestellt, mit 
dem Oszi kontrolliert und nachgeregelt, bis es passt. Auch mein FG hat 
keine Spannungsangabe am Amplituden-Poti.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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T. T. schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> T. T. schrieb:
>>> Die Endstufe soll die Amplitude auf ca. 0-15V Vss
>> Das wird mit einer Versorgung von +-15V aber nicht klappen...
>> Mit ein wenig Pech kommst du ohne Verzerrung gerade mal auf +-8,5V.
> Stimmt. Hätte mir wohl das Datenblatt genauer anschauen sollen...

+- 8.5 V sind doch bereits 17 Vss...

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Marian B. schrieb:
> +- 8.5 V sind doch bereits 17 Vss...
Da bin ich der "Amplitude" aufgesessen. Die wird ja eher als Vs 
angegeben,
und T. T. schrieb:
>>>> soll die Amplitude auf ca. 0-15V
Aber augenscheinlich hatte ich das richtig interpretiert, denn offenbar 
sind ja die +-8,5V zu wenig. Glück gehabt...  ;-)

von ths (Gast)


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Da möchte ich doch mal anregen, den Leistungsverstärker in die 
Rückkopplungsschleife einzubinden. Das kostet nicht viel und befreit von 
einigen Einschränkungen. S. Prinzipskizze.

von Thomas H. (thoern)


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ths schrieb:
> Das kostet nicht viel und befreit von
> einigen Einschränkungen.

Und welche wären das genau?

von ths (Gast)


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Die Bias-Ströme kann man jetzt vernachlässigen, der Offest ist nicht 
nennenswert und die Offsetdrift auch. Damit ist das Poti hinsichtlich 
der Dimensionierung flexibler wählbar. Weiterhin kann man aus vielen 
möglichen Ops den besten aussuchen. Die Eigenschaften des gewählten OP 
dominieren die Schaltung.

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