(Nicht)invertierenden OP-Verstärker berechnen

[Julian (Gast)]

Hallo,

ich will die Ausgangsspannung dieser Schaltung berechnen. Es ist ja fast 
ein standard Invertierender Verstärker, nur dass direkt vor dem 
nichtinvertierenden OP-Eingang noch ein Verstärker mit der (negativen) 
Verstärkung G1 sitzt. Wie kann ich den berechnen?
Danke für Eure Hilfe, Julian

[дампфтроль (Gast)]

Scheint mir Bullshit zu sein. Was soll das ? Gibt es ein Ziel dazu ?

[Julian (Gast)]

Die Verstärkung G1 kommt durch einen zusätzlichen JFET, der das 
Rauschverhalten der Schaltung angeblich verbessern soll...

[Cyborg (Gast)]

Simuliere die Schaltung doch erst mal, ob die funktioniert.
Vb muss auch beschaltet werden. Die Grundlagen solltest du
schon befolgen.
Einen zweiten Eingang von dem ersten Verstärker (oder soll
das ein Buffer sein?) muss du aber schon beschalten, selbst
wenn es nur ein Spannungsfolger ist.
Beachte auch die Versorgung. Symmetrisch/asymmetrisch sollte
vorher klar sein, weil sonst noch Bauteile fehlen.
Mit LT-SpiceIV kommt eigentlich fast jeder schnell klar.
http://www.linear.com/designtools/software/

[Julian (Gast)]

Habs schon simuliert, funktioniert. Dachte es wäre klug zur Berechnung 
das soweit zu vereinfachen. Eigentlich besteht der Block G1 aus einem 
n-Kanal JFET mit einem Drainwiderstand in Richtung Versorgungsspannung. 
Der OP ist symmetrisch versorgt. Die Biasspannung wird benötigt, um die 
DC-Spannung am Ausgang des Transistors auszugleichen

[Joe F. (easylife)]

Julian schrieb:
> Dachte es wäre klug zur Berechnung
> das soweit zu vereinfachen.

Nein, es wäre klug die tatsächliche Schaltung zu zeigen.

[Günter Lenz (Gast)]

Julian schrieb:
>Es ist ja fast
>ein standard Invertierender Verstärker,

Nein, ich würde dazu Schmitt-Trigger sagen,
weil er eine positive Rückkopplung hat.

>(negativen) Verstärkung G1 sitzt.

Negative Verstärkung = Dämpfung,
also abschwächung.

[Cyborg (Gast)]

Julian schrieb:
> Habs schon simuliert, funktioniert.

Dann kannst du die Simulation hier einstellen.
LT/Spice braucht da nämliche einen plausiblen Schaltplan
und nicht dein Meisterwerk.

[Julian (Gast)]

Joe F. schrieb:
> Nein, es wäre klug die tatsächliche Schaltung zu zeigen.

So sieht die Schaltung aus bzw. soll sie aussehen, nur dass vorne statt 
der Photodiode eine Spannungsquelle mit Innenimpedanz dranhängt. Dafür 
muss man doch die Übertragungsfunktion berechnen können?!

[Julian (Gast)]

Cyborg schrieb:
> Dann kannst du die Simulation hier einstellen.
> LT/Spice braucht da nämliche einen plausiblen Schaltplan
> und nicht dein Meisterwerk.

So sieht die Simulation aus...

[Julian (Gast)]

Ah Anhang vergessen... ;)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Günter Lenz schrieb:
> Julian schrieb:
>>Es ist ja fast
>>ein standard Invertierender Verstärker,
>
> Nein, ich würde dazu Schmitt-Trigger sagen,
> weil er eine positive Rückkopplung hat.

So ein Blödsinn. Das ist ein stinknormaler invertierender Verstärker. 
Die Rückkopplung geht ja gerade nicht zum (+)-Eingang des OPV.

Wenn man zwei Verstärker in Reihe schaltet kriegt man was? Genau, wieder 
einen Verstärker.

Und wenn einer der beiden Verstärker invertiert und der andere nicht, 
wird der Gesamtverstärker dann invertieren? Muß er wohl.

Wir haben also einen invertierenden Verstärker mit immens hoher 
Verstärkung; der Einfluß des FET auf die Gesamtverstärkung ist in 
Anbetracht der Leerlaufverstärkung des OPV vernachlässigbar. Und dieser 
Verstärker ist auf die klassische Art mit zwei Widerständen 
gegengekoppelt.

[Günter Lenz (Gast)]

Axel Schwenke schrieb:
>So ein Blödsinn. Das ist ein stinknormaler invertierender Verstärker.
>Die Rückkopplung geht ja gerade nicht zum (+)-Eingang des OPV.

>Wenn man zwei Verstärker in Reihe schaltet kriegt man was? Genau, wieder
>einen Verstärker.

Das konnte man aber bei seinem ersten Schaltplan nicht
sehen. Ich bin davon ausgegangen, daß G1 ein nichtivertierender
Verstärker ist.

[Günter Lenz (Gast)]

Julian schrieb:
>eine Spannungsquelle mit Innenimpedanz dranhängt. Dafür
>muss man doch die Übertragungsfunktion berechnen können?!

V = (R1 + R2) / R2

R2 ist die Innenimpedanz deiner Spannungsquelle.

[Cyborg (Gast)]

Günter Lenz schrieb:
> Das konnte man aber bei seinem ersten Schaltplan nicht
> sehen. Ich bin davon ausgegangen, daß G1 ein nichtivertierender
> Verstärker ist.

Da sind eben so einige vorgeführt worden.

Da kann der TO mal selbst googlen, bis er es lernt.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Warum versuchst du, einen Fotodiodenverstärker, den du auch noch auf
nichtnachvollziehbare Weise modifiziert hast, als Spannungsverstärker zu
missbrauchen?

Zu deinem ersten "Schaltplan":

Der zusätzliche Verstärker (G1) verstärkt vor allem eines, nämlich die
Schwingneigung deiner Schaltung.

Zu deiner Simulation:

Bei dem 1kHz-Eingangssignal ist Rf wesentlich größer als die Impedanz
von Cf und kann deswegen vernachlässigt werden. Da die Signalquelle
keinen ohmschen Innenwiderstand hat, bleibt ein kapazitiver
Spannungsteiler aus Cf und Csensor übrig. Die Gesamtverstärkung ist
damit etwa Csensor/Cf=100. Das Ganze funktioniert aber nur deswegen
halbwegs, weil du mit V3 den durch den FET entstehenden und schwer
vorhersehbaren Offset passend kompensiert hast. Nimm statt des idealen
FETs und des idealen Opamps aus der von LTspice angebotenen Liste
irgendwelche nichtidealen Typen, und schon wird sich die Schaltung ganz
anders verhalten oder überhaupt nicht mehr funktionieren.

Warum machst du das überhaupt so unnötig kompliziert und baust nicht
einfach einen klasssischen invertierenden oder nichtinvertierenden
Verstärker mit dem Opamp, klar definierten Widerständen und ohne diesen
ominösen FET auf?

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Günter Lenz schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>>So ein Blödsinn. Das ist ein stinknormaler invertierender Verstärker.
>>Die Rückkopplung geht ja gerade nicht zum (+)-Eingang des OPV.
>
>>Wenn man zwei Verstärker in Reihe schaltet kriegt man was? Genau, wieder
>>einen Verstärker.
>
> Das konnte man aber bei seinem ersten Schaltplan nicht
> sehen. Ich bin davon ausgegangen, daß G1 ein nichtivertierender
> Verstärker ist.

Also hast du eine Leseschwäche:

Julian schrieb:
> vor dem
> nichtinvertierenden OP-Eingang noch ein Verstärker mit der (negativen)
> Verstärkung G1

Ist eigentlich wirklich zuviel verlangt, sich die Frage erstmal 
komplett durchzulesen und erst danach zu antworten? Wenn du das - aus 
welchen Gründen auch immer - nicht leisten kannst oder willst, dann sag 
besser gar nichts.

[Josef (Gast)]

Die Schaltung 9nboa.png ist aus dem Datenblatt

http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/624678fb.pdf

Darin ist auch beschrieben dass der JFET mit seiner Beschaltung
einen Hochpass bildet, der wesentlich ist fuer die Schaltung.

Das erst Blockdiagramm und die Spice Simulation
passen dazu nicht.

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Josef schrieb:
> Die Schaltung 9nboa.png ist aus dem Datenblatt
>
> http://cds.linear.com/docs/en/datasheet/624678fb.pdf
>
> Darin ist auch beschrieben dass der JFET mit seiner Beschaltung
> einen Hochpass bildet, der wesentlich ist fuer die Schaltung.

DANKE!
Die Bereitstellung dieser Information obliegt eigentlich dem TO.

Was die Sache interessant macht, ist der p-Kanal JFET.
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/BF862.pdf
Stichwort "depletion type".

Wie war das Vorzeichen der von R2/R3 am FET eingestellten DC-Verstärkung 
nochmal? ;)

Wenn sich das "wie kann ich den berechnen" auf die Transistorschaltung 
bezieht: Tietze-Schenk oder 
https://de.wikipedia.org/wiki/Transistorgrundschaltungen

sarcasm on
Ansonsten - danke für die nette Knobelaufgabe mit unzureichenden Angaben 
im Eingangspost.
sarcasm off