Moin Moin, ich habe eine Frage bezüglich Single-Supply Operationsverstärkern, bzw. den Unterschied zu den "Normalen". Betreibt man einen Operationsverstärker an +-12V und legt beide Eingänge auf Masse (0V-Differenz), dann gibt er "0V" aus. Da der OP aber nur Anschlüsse für +12V und -12V hat, sieht es für ihn aus wie +12V. (Damit entspräche das ja dem Massespannungspegel) Kurzum: Der Operationsverstärker geht davon aus, dass die Masse genau in der Mitte der beiden Betriebsspannung liegt. Ist es dann bei Single-Supply OPs so, dass diese bei z.B. +5V und GND und kurzgeschlossenen Eingängen 0V ausgeben? Oder 2,5V? Wo liegt der genaue Unterschied? Es geht mir hier eher um eine theoritische Analyse. Das eine evtl. verstärkte Offsetspannung dafür sorgt, dass nicht genau 0V am Ausgang anliegen kann daher vernachlässigt werden.
OpAmps haben genau zwei Pins für die Versorgungsspannung. Die maximale Höhe dieser Spannung steht im Datenblatt. Einen extra GND Spannungslevel kennt der OpAmp nicht, es ist für ihn nur eine Spannung innerhalb der Versorgungsspannungsgrenzen. Wenn du von single-supply OpAmps schreibst, dann meinst du vermutlich rail-to-rail OpAmps. Normale OpAmps können Ein- und Ausgangsspannungen nicht genau bis zu den Grenzen der Versorgungsspannung verarbeiten sondern brauchen einen gewissen Abstand, z.B. 2V in beide Richtungen. Bei Vss = 0V und Vcc = +12V wäre das minimale Eingangssignal dann +2V und das maximale +10V. Wenn man Vss = -12V und Vcc = +12V nimmt, dann kann man an die Eingänge Wechselspannung bezogen auf GND (= 0V level) anlegen. Rail-to-rail OpAmps haben die Fähigkeit, an die Grenze der Versorgunsspannung zu gehen. Single-Supply ist ein Begriff im Zusammenhang mit OpAmp-Schaltungen, nicht ein Attribut eines OpAmps.
The D. schrieb: > Single-Supply ist ein Begriff im Zusammenhang mit OpAmp-Schaltungen, > nicht ein Attribut eines OpAmps. Das kenne ich anders: Single-Supply bedeutet bei einem OpAmp, daß Ein- und Ausgang bis auf (oder zumindest fast) Vss runter gehen können. Typisches Beispiel wäre der LM324. Rail-to-Rail bedeutet dagegen, daß zusätzlich auch Vcc (fast) erreicht werden kann.
:
Bearbeitet durch User
Gerd E. schrieb: > The D. schrieb: >> Single-Supply ist ein Begriff im Zusammenhang mit OpAmp-Schaltungen, >> nicht ein Attribut eines OpAmps. > > Das kenne ich anders: Single-Supply bedeutet bei einem OpAmp, daß Ein- > und Ausgang bis auf (oder zumindest fast) Vss runter gehen können. > Typisches Beispiel wäre der LM324. > > Rail-to-Rail bedeutet dagegen, daß zusätzlich auch Vcc (fast) erreicht > werden kann. Ah, ok. Danke für die Info.
Gerd E. schrieb: > Das kenne ich anders: Single-Supply bedeutet bei einem OpAmp, daß Ein- > und Ausgang bis auf (oder zumindest fast) Vss runter gehen können. > Typisches Beispiel wäre der LM324. > > Rail-to-Rail bedeutet dagegen, daß zusätzlich auch Vcc (fast) erreicht > werden kann. Ok, danke für die Antwort! Ist es dann richtig, dass beide bei einer Eingangsdifferenz von 0V, die "Mitte" der Betriebsspannung ausgeben?
>Ist es dann bei Single-Supply OPs so, dass diese bei z.B. +5V und GND >und kurzgeschlossenen Eingängen 0V ausgeben? Oder 2,5V? >Wo liegt der genaue Unterschied? >Es geht mir hier eher um eine theoritische Analyse. Das eine evtl. >verstärkte Offsetspannung dafür sorgt, dass nicht genau 0V am Ausgang >anliegen kann daher vernachlässigt werden. SingleSupply gibt's in der OPV-Theorie nicht. Bzw. der OPV weis nicht, daß es SingleSupply ist. Ich würde sogar sagen, daß es in der Theorie vollkommen egal ist, ob und wie der OPV versorgt wird - es werden ohnehin nur Ein- und Ausgänge betrachtet. Ein OPV hat unendlich Verstärkung, und unendlich Gleichtaktunterdrückung. Egal, wo der Gleichtaktpegel liegt, der OPV gibt immer 0V aus, wenn die Eingangsdifferenz 0V ist. Auf was sich dabei die 0V des Ausgangs beziehen, ist dabei eher Definitionssache. Sinnigerweise nimmt man den Massepegel als Bezug.
Ein Operationsverstaerker wird immer mit Rueckkopplung betrieben. Damit ergibt sich die Ausgangsspannung eindeutig aus den Eingangsspannungen. So eine Konstruktion, wie dass die Masse in der Mitter der Versorgungsspannungen liegt, ist damit ueberfluessig.
Jens G. schrieb: > Sinnigerweise nimmt man den Massepegel als Bezug. Ja, aber der OP hat ja keinen Masseanschluss. Die Frage bezog sich darauf, ob der OP davon ausgeht, dass Masse in der Mitte der Betriebsspannung liegt. Gerd E. schrieb: > Das kenne ich anders: Single-Supply bedeutet bei einem OpAmp, daß Ein- > und Ausgang bis auf (oder zumindest fast) Vss runter gehen können. > Typisches Beispiel wäre der LM324. > > Rail-to-Rail bedeutet dagegen, daß zusätzlich auch Vcc (fast) erreicht > werden kann. So, habe gerade im Datenblatt des MCP601 gesehen, dass dieser Single-Supply fähig ist UND Rail-to-Rail-Ausgänge hat. Wie ist das Single-Supply hier gemeint? Anhang: Datenblatt MCP601 http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21314g.pdf Die genannten Information sind gleich auf der ersten Seite unter "Features"
Ich würde sagen, dieser OpAmp ist gut geeignet für single supply designs weil er nicht nur rail-to-rail am Ausgang unterstützt sondern am Eingang sogar Signale bis zu 0,3V unterhalb der unteren Versorgungsspannung erlaubt.
>> Sinnigerweise nimmt man den Massepegel als Bezug. >Ja, aber der OP hat ja keinen Masseanschluss. Einfach Massepegel festlegen, und gut. Der OPV weis das schon - Du wolltest das doch nur theoretisch ...
Bei einem realeren OPV, der genau symmetrisch aufgebaut ist (also praktisch keine Vorzugrsrichtung), wäre der Ausgang bei 0V Differenz am Eingang genau mittig zwischen +Ub und -Ub, sofern man einen Gleichtaktfehler ausschließen würde. Egal, ob Single- odfer DoubleSupply. Das wäre dann aber nicht mehr ganz die Theorie.
:
Bearbeitet durch User
Hallo, > Danish B. schrieb: > ich habe eine Frage bezüglich Single-Supply Operationsverstärkern, bzw. > den Unterschied zu den "Normalen". Der Begriff Single-Supply beschreibt eigentlich keine sehr konkreten Eigenschaften. Im Prinzip kann man jeden OPV auch mit nur einer Betriebsspannung betreiben. In Praxis beschreibt es oft OPVs, die schon mit einer geringen Spannung auskommen (z.B. schon ab ca. 1,8...2V). Die logische Folge davon ist, dass der Eingangsspannungsbereich und die Aussteuerung rel. dicht an die Betriebsspannungsgrenzen gehen. Deshalb werden solche OPV oft auch Rail-to-Rail-Eigenschaften haben oder zumindest bis dicht an Vss arbeiten (so wie Gerd E. es oben beschreibt). > Betreibt man einen Operationsverstärker an +-12V und legt beide Eingänge > auf Masse (0V-Differenz), dann gibt er "0V" aus. Das ist etwas anders. Jeder OPV in einer üblichen Beschaltung gibt die Bezugsspannung aus, wenn die Diff-Eingangsspannung 0V ist und auf Bezugspotential liegt http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210141.htm http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm Dabei ist es rel. egal, ob die Gleichtaktspannung genau auf Masse liegt oder irgend wo anders im zulässigen Gleichttakt-Eingangsspannungsbereich (Common Mode Input Voltage) http://www.renesas.com/support/faqs/faq_results/Q1000000-Q9999999/linear/opcomp/opcomp_017gl.jsp Im normalen Betriebsfall als Verstärker hat der OPV immer das Bestreben, am Eingang die Differenzspannung auf 0V zu halten. > Da der OP aber nur Anschlüsse für +12V und -12V hat, sieht es für ihn > aus wie +12V.(Damit entspräche das ja dem Massespannungspegel) Die Masse ist nur ein Bezugspegel, das im Prinzip beliebig zwischen -Uss und +Ubb liegen kann. > Kurzum: Der Operationsverstärker geht davon aus, dass die Masse genau in > der Mitte der beiden Betriebsspannung liegt. Nein, man kann einen OPV auch mit unsymetrischen Spannungen Versorgen. Statt -12V und +12V z.B. auch -4V und +20V. Das hätte den Vorteil, dass der OPV am Ausgang auf die Masse bezogen viel weiter nach +Ubb aussteuern kann (z.B. ca. 18...19V und nicht nur bis ca. 10...11V, wie bei symetrischer Versorgung). > Ist es dann bei Single-Supply OPs so, dass diese bei z.B. +5V und GND > und kurzgeschlossenen Eingängen 0V ausgeben? Oder 2,5V? > Wo liegt der genaue Unterschied? Zunächst kann so ein OPV am Ausgang nur zwischen 0-5V aussteuern. Je nach Typ ist auch der Eingangsspannungsbereich in der Regel zwischen ca. 0...5V eingeschränkt. Um damit eine vernünftigen Einspannungsbereich nutzen zu können, wird man die Eingänge auf eine virtuelle Masse bzw. einen sinnvollen Bezugspegel festlegen, z.B. auf +2,5V. siehe hier in Beispiel Figure 1 mit dem Spannungteiler Ra und Rb. http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/35-02/avoiding/index.html Natürlich hat man dann das Problem, dass auch der Ausgang um diesen Bezugspegel arbeitet (deshalb die Auskopplung der Wechselsapnnung über Kond. Für Anwendungen wo man das Ausgangssignal wieder auf Massebezug haben möchte, werden spezielle OPV-Schaltungen benutzt -> Instrument-OPV https://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentenverst%C3%A4rker#Schaltungsvarianten Gruß Öletronika
Danish B. schrieb: > So, habe gerade im Datenblatt des MCP601 gesehen, dass dieser > Single-Supply fähig ist UND Rail-to-Rail-Ausgänge hat. > > Wie ist das Single-Supply hier gemeint? Er hat keine Rail-to-Rail-Eingänge, sondern nur Rail-to-Rail-Ausgänge. Aber der Eingang darf bis auf Vss runter gehen. Daher Single-Supply.
Hallo Danish Belal Bei einem idealen Single Supply Operationsverstärker stehen nur positive Ausgangsspannungen (Ua>=0V) zur Verfügung. Was heisst das für folgende Schaltungen? Nichtinvertierender Verstärker: Ua=Ue*v io für Ue>=0V Invertierender Verstärker: Ua=-Ue*v io für Ue<=0V In vielen Fällen ist diese Einschränkungen von Ue nicht erwünscht. Als Abhilfe wird darum zur Schaltung ein Offset addiert. Eine gute Einführung zu Operationsverstärkern findet sich hier: http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen Gruss Limi
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.