Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zum Spannunsfolger


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von The D. (thedaz)


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Hallo Leute,
ich habe einen wie im Bild beschriebenen Impedanzwandler in meiner 
Schaltung und festgestellt, dass sich das Ding nicht ganz wie erwartet 
verhält. Am Testpunkt T1 baut sich mit der Zeit eine wachsende positive 
Spannung auf, die dazu führt, dass der OpAmp irgendwann das 
Eingangssignal abschneidet. Ich habe zum Vergleich einen NE5532 
ausprobiert, mit dem aber das gleiche passiert. Da beide OpAmps bipolare 
Typen sind, hatte ich keine Latch-Up Effekte erwartet und denke auch 
nicht, dass es sich darum bei dem beobachteten Verhalten handelt. 
Letztlich habe ich das Problem mit einem 470k Widerstand hinter dem 
Kondensator gegen GND beseitigt. Trotzdem würde ich gerne verstehen, was 
ich hier sehe und wo ich mir die entsprechenden Grundlagen anlesen kann.

von Simon (Gast)


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The D. schrieb:
> Hallo Leute,
> ich habe einen wie im Bild beschriebenen Impedanzwandler in meiner
> Schaltung und festgestellt, dass sich das Ding nicht ganz wie erwartet
> verhält. Am Testpunkt T1 baut sich mit der Zeit eine wachsende positive
> Spannung auf, die dazu führt, dass der OpAmp irgendwann das
> Eingangssignal abschneidet. Ich habe zum Vergleich einen NE5532
> ausprobiert, mit dem aber das gleiche passiert. Da beide OpAmps bipolare
> Typen sind, hatte ich keine Latch-Up Effekte erwartet und denke auch
> nicht, dass es sich darum bei dem beobachteten Verhalten handelt.
> Letztlich habe ich das Problem mit einem 470k Widerstand hinter dem
> Kondensator gegen GND beseitigt. Trotzdem würde ich gerne verstehen, was
> ich hier sehe und wo ich mir die entsprechenden Grundlagen anlesen kann.

Das Problem ist wahrscheinlich der Bias Strom des Differenzverstärkers. 
Da kommen of PNPs zum Einsatz und denen sifft bekanntermaßen ein Strom 
aus der Basis. Der lädt dann den Kondensator auf. Zack feddisch da ist 
das Problem.

von Hans (Gast)


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Wie sieht denn dein In-Signal aus?

von Der Andere (Gast)


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Wie schon gesagt wurde. Eingangsstrom kann nirgendwohin und lädt den 
Kondensator auf.
Der klassische Spannungsfolger ist ohne einen Eingangskondensator. 
Brauchst du den wirklich?
Falls ja musst du den nichtinvertierenden Eingang hochohmig den Eingang 
auf Massepotential legen, auch bei einem OP mit Mos Eingängen.

von Der Andere (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Eingangsstrom
Sorry das ist zu unpräzise. Der Strom in den OP Eingang ist gemeint.

von Simon (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Der Andere schrieb:
>> Eingangsstrom
> Sorry das ist zu unpräzise. Der Strom in den OP Eingang ist gemeint.

Der Strom in den OP kann es ja nicht sein, denn da würde sich die Ladung 
am Eingang ja abbauen ;-) und da Wechselstrom reinkommt lässt der ja 
nicht viel Übrig. Ich bin mir sehr sicher, dass es der Bias Strom ist.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Simon schrieb:
> Das Problem ist wahrscheinlich der Bias Strom des Differenzverstärkers

Nicht wahrscheinlich. Sondern ganz sicher. Jeder OPV-Eingang braucht 
einen DC-Pfad nach GND (oder sonst einer Ruhespannung). Das ist eine der 
wenigen "goldenen Regeln" für die Verwendung von OPV. Erschreckend, daß 
das heutzutage anscheinend kaum noch jemand lernt.

von Harald W. (wilhelms)


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The D. schrieb:

> Am Testpunkt T1 baut sich mit der Zeit eine wachsende positive
> Spannung auf,

Das ist ja auch kein Wunder, wenn Du dem OPV kein festes
Gleichspannungspotential vorgibst.

von Sascha (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Simon schrieb:
>> Das Problem ist wahrscheinlich der Bias Strom des Differenzverstärkers
>
> Nicht wahrscheinlich. Sondern ganz sicher. Jeder OPV-Eingang braucht
> einen DC-Pfad nach GND (oder sonst einer Ruhespannung). Das ist eine der
> wenigen "goldenen Regeln" für die Verwendung von OPV. Erschreckend, daß
> das heutzutage anscheinend kaum noch jemand lernt.

Das lernt man indirekt im Studium, da wird der Aufbau vom ua741 gelehrt. 
Nur verstehen erfahrungsgemäß die wenigsten, welche Regeln sich aus 
diesem Aufbau ableiten. Beim BJT haperts ja schon.

von Der Andere (Gast)


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Simon schrieb:
> Ich bin mir sehr sicher, dass es der Bias Strom ist.

Das ist das gleiche. Man definiert halt die Richtung irgendwie, ich habe 
noch im Kopf, dass man den Strom als "in den OP Eingang" definiert. Das 
ist der Bias input Current.
Sorry für die Unklarheit.

von M.N. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Erschreckend, daß
> das heutzutage anscheinend kaum noch jemand lernt.

Erschreckent ist, dass das heute kaum noch jemand lehrt.

An der Uni wurde uns das nicht beigebracht. Vom LM741 hat auch keiner 
was erzählt und ich glaube nicht mal, dass das ding eine Versorgung an 
den Pins 4 und 8 braucht. Schade eigentlich :-(

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


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M.N. schrieb:
> Erschreckent ist, dass das heute kaum noch jemand lehrt.

Wie ich kürzlich aus erster Hand erfahren habe, hat ein sehr bekanntes 
Unternehmen beim Ausbildungsgang zum Flugzeugbauer die 
Bearbeitungstechnik Drehen komplett gestrichen, da man den meisten 
Auszubildenden nicht mehr den Umgang mit einer Drehbank vermitteln 
könne. Auf meine eigentlich rein sarkastische Frage, ob denn stattdessen 
nun Powerpoint und Excel gelehrt würden, wurde dies mit der Begründung 
bejaht, dass mechanische Aufgaben eh outgesourced würden und für die 
hauseigenen Techniker nicht mehr relevant seien. :-/ Armes 
Deutschland...

von Paul B. (paul_baumann)


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Andreas S. schrieb:
> hat ein sehr bekanntes
> Unternehmen beim Ausbildungsgang zum Flugzeugbauer die
> Bearbeitungstechnik Drehen komplett gestrichen...

Man hat wohl eingesehen, daß der Materialaufwand für des Drehen der 
Flugzeugkabine aus Vollmaterial und das anschließende Ausbohren des 
Innenraumes sowie das Fräsen der Fensteröffnungen nicht mehr dem Stand 
der Technik entspricht. Heute werden Flugzeuge mittels 
Kett/Kämm-Programmen erstellt und durch entsprechend handliche 
3d-Drucker in die Tat umgesetzt.
------------------------------------------------------------------------ 
---
M.N. schrieb:
> Erschreckent ist, dass das heute kaum noch jemand lehrt.
Der Satz erschreckte mich zutiefst...
> An der Uni wurde uns das nicht beigebracht.
Da wäre es eine gute Idee, einen vernünftigen Beruf (z.B. 
Energieelektroniker) zu erlernen. Dort gehört solches Wissen zur 
Ausbildung.

MfG Paul

von Axel S. (a-za-z0-9)


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M.N. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Erschreckend, daß
>> das heutzutage anscheinend kaum noch jemand lernt.
>
> Erschreckent ist, dass das heute kaum noch jemand lehrt.
>
> An der Uni wurde uns das nicht beigebracht. Vom LM741 hat auch keiner
> was erzählt und ich glaube nicht mal, dass das ding eine Versorgung an
> den Pins 4 und 8 braucht.

Tja. Ich mußte nicht bis zum Studium warten, um das zu lernen. Nicht mal 
bis zur Berufsausbildung. Tatsächlich mußte mir das niemand lehren, 
ich habe das einfach so nebenbei gelernt als ich das erste Mal in ein 
Buch zur OPV Schaltungstechnik geschaut habe. Und das war nicht mal ein 
Lehrbuch, sondern richtete sich explizit an Amateurelektroniker (was 
damals keineswegs als Schimpfwort galt). Wahrscheinlich war das Buch von 
Schlenzig. Oder Jakubaschk. Die beiden haben unendlich viel Gutes 
geleistet mit ihren Büchern.

Da waren am Anfang so 5 bis 10 Seiten Einführung, wo auch die Begriffe 
Offsetspannung, Biasstrom und Frequenzkompensation mal erklärt wurden. 
Einiges (Frequenzkompensation) habe ich damals <tm> nicht verstanden. 
Aber die grundlegenden, extra noch einmal aufgeführten "10(?) Goldenen 
Regeln" waren danach klar.

von The D. (thedaz)


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Danke euch allen für die Antworten / Erklärungen. Ich habe einiges zum 
Thema OpAmp-Prinzipschaltungen über die Jahre durchgewühlt (auch hier im 
Grundlagen-Bereich) aber diesen spezifischen Hinweis nie gesehen.

von Harald W. (wilhelms)


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Andreas S. schrieb:

> beim Ausbildungsgang zum Flugzeugbauer die
> Bearbeitungstechnik Drehen komplett gestrichen,
> dass mechanische Aufgaben eh outgesourced würden

Hoffentlich lernt wenigstens der Pilot noch, wie man
das Flugzeug dreht oder wird das auch geautßorßed?

von Harald W. (wilhelms)


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Paul B. schrieb:

> Kett/Kämm-Programme

Gut gekämmt ist halb gekettet. :-)

von Paul B. (paul_baumann)


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Harald W. schrieb:
> Gut gekämmt ist halb gekettet. :-)

Alte Weberei-Weisheit.
;-)

MfG Paul

von Thomas (Gast)


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Im Prinzip sollte ein Widerstand gegen +12V und einer gegen -12V (von 
PIN3) ausreichend sein. Dann sollte es gehn. Größe je nach angestrebter 
Grenzfrequenz.

von The D. (thedaz)


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Thomas schrieb:
> Im Prinzip sollte ein Widerstand gegen +12V und einer gegen -12V (von
> PIN3) ausreichend sein. Dann sollte es gehn. Größe je nach angestrebter
> Grenzfrequenz.

Der Zweck des Kondensators am Eingang ist einen etwaigen DC offset zu 
eliminieren (hier geht es um eine Audio-Schaltung, der Kondensator 
koppelt das AC Signal einer externen Quelle ein). Bei deinem Vorschlag 
müssten die beiden Widerstände schon sehr gleich sein um eben diesen 
offset zu vermeiden. Deswegen erscheint mir der einzelne Widerstand 
gegen GND in diesem Fall geeigneter. Da ich aber offensichtlich nicht 
der Experte bin lasse ich mich auch gerne belehren.

von Dietrich L. (dietrichl)


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The D. schrieb:
> Bei deinem Vorschlag
> müssten die beiden Widerstände schon sehr gleich sein um eben diesen
> offset zu vermeiden. Deswegen erscheint mir der einzelne Widerstand
> gegen GND in diesem Fall geeigneter. Da ich aber offensichtlich nicht
> der Experte bin lasse ich mich auch gerne belehren.

Das hängt einzig davon ab, auf welches Potenzial sich der Ausgang 
beziehen soll, d.h. welche Spannung man im Ruhezustand am Ausgang haben 
will.
Bei Audio-Schaltung und symmetrischer Spannungsversorgung ist GND 
natürlich ideal.
Hätte man nur eine Versorgungsspannung wäre ein Spannungsteiler zum 
erzeugen eines virtuellen GNDs sinnvoll. Dann müsste man allerdings den 
DC-Anteil am Ausgang auch mit einem Kondensator "entfernen".

Gruß Dietrich

von Gerd (Gast)


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https://de.wikipedia.org/wiki/Operationsverst%C3%A4rker#Differenzierer

"Damit sich eine Schaltung ergibt, die mit einem realen 
Operationsverstärker stabil funktioniert, wird zu dem Kondensator ein 
Widerstand in Reihe geschaltet, der die Verstärkung für hohe Frequenzen 
begrenzt, da bei hohen Frequenzen der Blindwiderstandswert des 
Kondensators gegen Null geht."

von Axel S. (a-za-z0-9)


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von Harald W. (wilhelms)


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Axel S. schrieb:

> Ich mußte nicht bis zum Studium warten, um das zu lernen. Nicht mal
> bis zur Berufsausbildung. Tatsächlich mußte mir das niemand lehren,
> ich habe das einfach so nebenbei /gelernt/

Ein OPV ist ja auch nur ein Verstärker mit Transitoren. Und das
man einen Basisanschluss nicht einfach gleichspannungsmäßig
offen lässt, ist eigentlich derart logisch, das man das nicht
extra lernen muss.

von Mark S. (voltwide)


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Axel S. schrieb:
> Wahrscheinlich war das Buch von
> Schlenzig. Oder Jakubaschk. Die beiden haben unendlich viel Gutes
> geleistet mit ihren Büchern.

Ja, Jakubaschk war für mich als ehem "Wessi" eine großartige 
Inspiration.

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Axel S. schrieb:
> Amateurelektroniker (was
> damals keineswegs als Schimpfwort galt)

Ist es das heute? Arduinotroniker andererseits...

von Harald W. (wilhelms)


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Mark S. schrieb:

> Ja, Jakubaschk war für mich als ehem "Wessi" eine großartige
> Inspiration.

Wir haben während meiner "Wessi"-Lehre ein Fachkundebuch eines
DDR-Verlags benutzt. Es war deutlich billiger und wirklich nicht
schlecht. U.a. wohl deshalb, weil es nicht von einem Autor,
sondern von einem Autorenkollektiv geschrieben wurde.

: Bearbeitet durch User
von Gerd (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Schwenke

Schön das in diesem Forum die Umgangsformen bewahrt bleiben.

Zum Thema:

Verstärkung für hohe Frequenzen begrenzen -> Widerstand

Problem? :
OP in Sättigung?

von Alfred B. (alfred_b979)


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Gerd schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Schwenke

Wie bitte, was?

von Achim S. (Gast)


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Alfred B. schrieb:
> Wie bitte, was?

Gerd verwechselt die Schaltung (immer noch) mit einem Differenzierer und 
hat wohl Probleme mit deiner kompakten Kritik an seinem 
Erklärungsversuch ;-)

@Gerd: achte auf die "gedrehte" Nutzung der OPV-Eingänge in deinem 
Wikipedia-Link und in dieser Schaltung.

von Achim S. (Gast)


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Achim S. schrieb:
> Alfred B. schrieb:
>> Wie bitte, was?
>
> Gerd verwechselt die Schaltung (immer noch) mit einem Differenzierer und
> hat wohl Probleme mit deiner kompakten Kritik an seinem
> Erklärungsversuch ;-)
>
> @Gerd: achte auf die "gedrehte" Nutzung der OPV-Eingänge in deinem
> Wikipedia-Link und in dieser Schaltung.

Tschuldigung: nicht mit "deiner Kritik" sondern mit "Axels Kritik"

von Alfred B. (alfred_b979)


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Das meinte ich gar nicht. Ich meinte das Zitat "Schwenke", das finde ich 
nirgends. Wie hat er das gemacht - und warum? Ich dachte, eingefärbt 
werden nur Originalzitate. Aber - egal...

: Bearbeitet durch User
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