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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik [S] OpAmp mit hoher erlaubter E+/E- Differenzspannung


Autor: asd (Gast)
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Hallo,

ich will eine Schaltung bauen die eine Spannung U_in von 2-5V begrenzt 
auf einen Wert der von u_max vorgegeben wird. Dazu hab eich die 
Schaltung im Anhang gebaut. An sich funktioniert es, jedoch fließen aus 
dem E- Eingang bis zu 150uA heraus die durch R1 und R2 die u_begrenzt 
um bis zu 150mV ggü u_in anheben (im Fall dass der OP nicht begrenzt und 
der OP-Ausgang 10V hat). Der Strom ist stark von der Differenz-Spannung 
zwischen den OP-Eingängen abhägig.
Das Datenblatt sagt nichts spezielles über hohe Differenz-Spannungen an 
den Eingängen, nur dass max +/- 10V erlaubt sind.

Gibts OPs die explizit hohe Differenzspannungen erlauben ohne dass die 
Eingangsströme hoch gehen? Komparatoren können so was, aber kann ich 
einen Komparator einsetzen? Denn im Begrenzungs-Fall muss der OP ja als 
Spannungsfolger arbeiten.

Gibts andere Schaltungsideen um die Funktion zu eralisieren? Aufgabe: 
Eine Spannung u_in auf eine einstellbare maximale Spannung u_max 
begrenzen. Auf ein paar mV genau, also fallen Ideen weg die auf eine 
Dioden-Vorwärtsspannung setzen denn die driftet zu stark mit der 
Temperatur und v.a. ist der Knick nicht eckig genug.

Vielen Dank im voraus für eure Anregungen!

P.S.: Die Diode ist eine 1N4148

Autor: Achim S. (Gast)
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asd schrieb:
> Gibts OPs die explizit hohe Differenzspannungen erlauben ohne dass die
> Eingangsströme hoch gehen?

Präzisions-OPV haben oft eine bipolar Eingangsstufe oder jFETs. Wenn die 
Eingangsstufe aus dem Linearbetrieb rausgeht (mit großer 
Differenzspannung), dann findet sich oft ein Strompfad der die von dir 
beobachteten x-hundert µA liefert. Eine Spec dafür wirst du im 
Datenblatt in den meisten Fällen nicht finden.

Bei CMOS-OPVs ist zumindest die Wahrscheinlichkeit für solche 
unerwünschten Eingangsstrompfade geringer (weil zwischen Gate und dem 
Rest eben wirklich Isolationsschichten liegen und nicht nur 
Verarmungszonen). Dort kann es dann allerdings schwieriger werden, die 
von dir gewünschte Genauigkeit zu finden und den gewünschten 
Spannungsbereich abzudecken.

Spezifiziert wird das Verhalten auch bei CMOS-OPVs im Normalfall nicht 
sein, aber beim Ausprobieren siehst du ja, was fließt. Du kannst 
entweder direkt nach CMOS-OPV suchen. Oder du suchst nach welchen mit 
Bias-Strömen im pA-Bereich und ignorierst dann die mit jFET Eingängen.

Autor: MaWin (Gast)
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asd schrieb:
> Gibts OPs die explizit hohe Differenzspannungen erlauben ohne dass die
> Eingangsströme hoch gehen?

Die meisten. Einige haben extra Dioden am Eingang (NE5532). Andere haben 
so fürchterliche Diagramme im Datenblatt zu Vos vs. Vcm und beschränken 
Vindiff auf niedrige Werte (deine 10V).
Aber die meisten OpAmps erlauben auch hohe Differenzen bei quasi noch 
isolierenden Eingängen.


Ich frage mich, warum du gerade so einen 18V/us 100mA unlimited cap 
OpAmp gewählt hast. Der hat doch eher eingeschränkte Anwendbarkeit. 
Übrrlege, auf welche Sondereigenschaft von ihm du verzichten kannst.

Autor: eagle user (Gast)
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Der LMC6482(A) könnte passen, wenn er nicht zu langsam ist.

Slew Rate:                        0.63V/us
Differential Input Voltage:       ± Supply Voltage
Voltage at Input/Output Pin:      (V+) +0.3V, (V-) -0.3V
Supply Voltage (V+ - V-):         16V
Input Common-Mode Voltage Range:  0 .. V+

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

Eventuell auch der OPA340 (< 1mV Offset).
Der darf allerdings nur mit 5V betrieben werden.

Gruß Anja

Autor: asd (Gast)
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> Einige haben extra Dioden am Eingang (NE5532).

Damit fließt ja noch mehr Strom.
Ich denke ich werde ich Schaltung abändern so dass ich mit dem Stromfluß 
bei hohen Differenz-Spannungen kein Problem mehr habe. Siehe Anhang.



> Ich frage mich, warum du gerade so einen 18V/us 100mA unlimited cap
> OpAmp gewählt hast. Der hat doch eher eingeschränkte Anwendbarkeit.
> Übrrlege, auf welche Sondereigenschaft von ihm du verzichten kannst.

An sich tut der LM7322 was er soll, ist auch nicht übermäßig teuer ggü. 
den anderen OpAmps.

Ich hab in der Liste der lagernden Bauteile nach folgenden Kriterien 
gesucht:
- R2R out (an die Rail ran nur nach V- notwendig)
- R2R in  (an die Rail ran nur nach V- notwendig)
- 10V (oder zumindest 8V) Betriebsspannung möglich (max 5V würde recht 
viele Kompromisse erfordern)
- keine sehr schnelle Slew Rate erforderlich, aber es soll auch kein 
schnarchlahmer Micropower-Typ sein
- Dual-OP im SO-8 Gehäuse, weil man dann viele pinkompatible Ersatztypen 
hat falls man nach PCB-Fertigung doch noch mal auf einen anderen OP 
ausweichen muss. (davon kann ich auch abweichen)



Ich hatte vorher einen LM324 benutzt, aber der ist vollkommen ausgetickt 
als eine der Eingangsspannungen in einen Transienten ein klein wenig die 
V- unterschritten hat (oder der Ausgang in einer Integrierer-Schaltung 
durch eine schnell fallende Eingangsspannung vom C unter Null geschoben 
wurde, das konnte ich nicht so explizit auseinanderhalten). Der Ausgang 
ging auf den oberen Anschlag. Deswegen hab ich danach die Datenblätter 
immer nach Resistenz gegen "Phase Reversal" durchsucht, das ist aber 
leider nur selten explizit erwähnt.

> Der LMC6482(A) könnte passen

Der schaut gut aus, "LMC6482 does not exhibit phase inversion" ist extra 
erwähnt.

Was haltet ihr vom OP291G? Der wär verfügbar.
http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/OP191_291_491.pdf

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