Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik LM258 - Offset am Eingangspin


von Haru (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo, ich will mit dem LM35 die Temperatur messen. Um das Signal an 
meinen ATMega anzupassen, muss ich das Signal verstärken. Hierzu nehme 
ich den LM258. Wenn ich diesen jedoch beschalte, habe ich stets ein 
Offset am Pin 1 der dafür sorgt, dass bei einer Spannung von 0,3V vom 
Temperatursensor, letztendlich 0,74V anliegt. Bei offenen Pin liegt dort 
eine Spannung von 0,94V an.
Wenn ich die Schaltung simuliere, funktioniert diese. (siehe Anhang)
Was übersehe ich?

von John D. (drake)


Lesenswert?

Dein Problem ist etwas unverständlich formuliert.

Was aber gleich auffällt, ist C1 direkt am Ausgang des OpAmps. Das ist 
prinzipiell zu vermeiden.

von Haru (Gast)


Lesenswert?

Am Eingang 1 (entspricht +) liegen aufgrund des OPVs 0,74V anstatt von 
0,3V (welche vom LM35 (Temperatursensor) kommen) an.
Wenn alle die Verbindung zwischen LM35 (0,3V) und OPV (PIN1) 
aufgebraochen wird, liegen an der Realen Schaltung am PIN1 0,94V und Am 
LM35 0,3V an.
In der Simulation liegt am PIN1 allerdings 0V an wie erwartet.

Woher kommt der Offset, der mir aus den 0,3V die 0,74V macht?

In der Simulation erhalte ich bei der Verstärkung 1,5V. Im realen Aufbau 
ca. 3,5V was grob der Verstärkung entspricht. Das Ergebnis ist aber 
schlichtweg falsch.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Haru schrieb:
> Hallo, ich will mit dem LM35 die Temperatur messen.
> Um das Signal an meinen ATMega anzupassen,
> muss ich das Signal verstärken.
Wirklich? Der LM35 liefert 10mV pro Grad Celsius. Interne Referenz des 
ATmega 1,1V verwenden, Auflösung etwa ein Achtel Grad.

> Hierzu nehme ich den LM258.
Suche Dir einen anständigen OP.

Zusätzlich: Hast Du über negative Temperaturen nachgedacht?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


Lesenswert?

Hallo,


vor Pin 1 gehört 4,7 kOhm, der Kondensator gehört weg. Parallel zu 
Betriebsspannung 100nF und 10uF schalten.

Wie und womit mißt Du bei offenem Pin1 die 0,94 Volt? Ist der OPV noch 
intakt?

Müßte V2 nicht umgekehrt gepolt sein?

Mit freundlichem Gruß

: Bearbeitet durch User
von Christian L. (cyan)


Lesenswert?

Wie hast du die Spannung am Eingang des OPVs gemessen? Doch nicht 
einfach, indem du das Messgerät an die Pins angeschlossen hast, oder? 
Dann hast du vor allem den Input Bias Current gemessen. Bei 10MOhm 
Eingangswiderstand und maximal 250nA Input Bias Current kann man Werte 
bis 2,5V erhalten. Das sagt aber rein gar nichts über den Offset in der 
eigentlichen Schaltung aus.

Deine Simulation ist ebenfalls nicht mit der realen Schaltung 
vergleichbar, da du eine ideale Spannungsquelle verwendest. Hier kann 
der Input Bias Current nicht wirken. Eventuell speist der Input Bias 
Current zurück in den Ausgang. Versuche mal einen z.B. 1kOhm Widerstand 
gegen Masse an den Ausgang des Temperatursensors/Eingang des OPVs zu 
legen.

Wie schon erwähnt wurde, ist der Kondensator am Ausgang des OPVs eine 
schlechte Idee.

: Bearbeitet durch User
von Ralf (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Wenn Du keine Eingangsspannungen, die unter +0,1V liegen, verstärken 
willst, kannst Du auf die doppelte Versorgungsspannung verzichten. Bei 
der Schaltung im Anhang brauchst Du lediglich den 10k Widerstand durch 
einen 5k6 Widerstand ersetzen, um auf Deinen gewünschten 
Verstärkungsfaktor von 5 (fünf) zu kommen. Die Schaltung sollte auch mit 
einem LM258 funktionieren (wenn er nicht gerade defekt ist).

von Haru (Gast)


Lesenswert?

Manfred schrieb:
> Wirklich? Der LM35 liefert 10mV pro Grad Celsius. Interne Referenz des
> ATmega 1,1V verwenden, Auflösung etwa ein Achtel Grad.

Ich messe einige Sensoren aus, die Referenzsapnung ist bei 2,5V 
Temperaturbereich geht von >0 bis 75°

Manfred schrieb:
> Suche Dir einen anständigen OP.

Was ist an dem so falsch?

Christian L. schrieb:
> Versuche mal einen z.B. 1kOhm Widerstand
> gegen Masse an den Ausgang des Temperatursensors/Eingang des OPVs zu

Hatte ich bereits gemacht. Ursprünglich war dort ein 2kOhm Widerstand + 
Filterelemente an der Versorgungsspannung etc. An dem Sachverhalt änder 
sich nichts, nur die Offsetsapnnung wird geringer, je kleiner der 
Widerstand wird.

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Ralf schrieb:
> sollte auch mit einem LM258 funktionieren ..
der laut Datenblatt typ. 3 / max. 7mV Eingangsoffsetfehler hat.

von Haru (Gast)


Lesenswert?

Ralf schrieb:
> Wenn Du keine Eingangsspannungen, die unter +0,1V liegen, verstärken
> willst, kannst Du auf die doppelte Versorgungsspannung verzichten. Bei
> der Schaltung im Anhang brauchst Du lediglich den 10k Widerstand durch
> einen 5k6 Widerstand ersetzen, um auf Deinen gewünschten
> Verstärkungsfaktor von 5 (fünf) zu kommen. Die Schaltung sollte auch mit
> einem LM258 funktionieren (wenn er nicht gerade defekt ist).

Ich des öfteren bis 2°C, je nach Kühlleistung. Und da ich sowiso die 
-0,7 mit einem LMC7660 habe, kann ich die ja nutzen...

Liege ich also recht mit der Annahme, dass der OPV nur defekt sein kann?
Ich müsste sonst an der eigentlichen Platine einiges kaputt machen, da 
dort ein wasserdichter Schutzlack aufgetragen ist....

von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

Haru schrieb:
> Liege ich also recht mit der Annahme, dass der OPV nur defekt sein kann?

Da der OPV ansonsten noch funktionert (d.h. die 0,7V um den gewünschten 
Faktor 5 verstärkt) ist das zwar möglich, aber nicht zwingend.

Hast du den zweiten OPV im Gehäuse denn vernünftig beschaltet? Wenn der 
unkontrolliert Unsinn macht, kann sich das auch auf den benutzten OPV 
auswirken. (Siehe den Beschaltungsvorschlag von Ralf 
Beitrag "Re: LM258 - Offset am Eingangspin")

Eine andere mögliche Fehlerquelle wäre "irgendein" Leckpfad vom 
OPV-Eingang auf ein höheres Potential. Vielleicht hat dein 
"wasserdichter Schutzlack" ja unvorhergesehene Nebenwirkungen.

Wenn ein solcher Leckpfad existiert, dann können weder der LM35-Ausgang 
noch der OPV-Eingang nennenswert Strom sinken (der LM35-Ausgang kann 
Strom sourcen). Deshalb brauchst du an dem Signal den oben 
vorgeschlagenen Lastwiderstand nach Masse.

Auf welchen Wert ist die Spannung denn abgesunken, als du dort 2kOhm 
angeschlossen hattest? Ist dort noch irgendein andere Signal 
angeschlossen?

von Haru (Gast)


Lesenswert?

Die Spannung sank von 0,74V auf 0,5V.
Der zweite OPV wird verwendet, gibt allerding ~VCC aus, da ich den 
falschen Sensor hier habe und eine zu hohe Eingangspannung rein bekomme 
(v=10 Uin=2,47). Es ändert sich aber nichts, wenn ich diesen abklemme.

Könnte evtl auch die unsymmetrische Versorgungsspannng von 24 bis -0,7V 
Probleme machen?

von Haru (Gast)


Lesenswert?

UPDATE:
Das Problem war tatsächlich der LMC7660. Ich habe es verpasst, die -0,7V 
mit dem Oszi zu messen. Kann es sein, dass das Problem an einer hohen 
Schwankungsfrequenz bei den -0,7V lag?

Als ich den weggerissen habe, und 0V angelegte, hat alles funktioniert, 
wie es soll. Allerdings ist der jetzt hinüber ?

von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

Haru schrieb:
> Kann es sein, dass das Problem an einer hohen
> Schwankungsfrequenz bei den -0,7V lag?

Kommt darauf an, was eine "hohe Schwankungsfrequenz bei den -0,7V" 
konkret bedeuten soll. Wenn du es eh mit dem Oszi gemessen hast, dann 
wäre ein Screenshot der Messung wesentlich aussagekräftiger gewesen als 
diese verbale Beschreibung.

Wie hast du denn überhaupt versucht, mit dem 7660 eine Spannung von 
-0,7V zu erzeugen? Standardmäßig invertieren die ja einfach ihre 
positive Versorgung in den negativen Bereich. Aber mit einer positiven 
Versorgung von nur 0,7v wird das Teil kaum laufen können.

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Haru schrieb:

> Wenn ich die Schaltung simuliere, funktioniert diese. (siehe Anhang)
> Was übersehe ich?

Das es einen Unterschied zwischen einer Simulation
und der harten Wirklichkeit gibt?

von Manfred (Gast)


Lesenswert?

Haru schrieb:
> Das Problem war tatsächlich der LMC7660.
Zumindest der 'originale' ICL7660 ist mir früher unangenehm aufgefallen, 
starb sehr häufig.

Es gab da einen leistungsfähigeren Ersatztyp, glaube von Teledyne. Ich 
grübele schon länger drüber, hat da noch jemand Typennummern zur Hand?

Bitte 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
Noch kein Account? Hier anmelden.