Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Single-Supply für TL084 und max. Last


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von Gibbsches phänomen (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe ein paar Fragen zur Versorgungsspannung des TL084 und der 
maximalen möglichen Last:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl084.pdf

Im Datenblatt steht unter Recommended Operating Conditions (Seite 5):

Vcc+:  min. 5V   max. 15V
Vcc-:  min. -5V  max. -15V


Dann steht aber auch auf Seite 14:
" These devices are powered on when the supply is connected. This device 
can be operated as a single-supply operational amplifier or dual-supply
amplifier depending on the application."

1)
Widerspricht das nicht den Recommended Operating Conditions. Im Forum 
habe ich auch irgendwo gelesen dass der TL084 garnicht für single-supply 
Einsatz geeignet ist?!


2) wichtigere Frage:
Kann ich mit diesem OP eine 120Ohm Last mit 0,5V peak-peak am Ausgang 
treiben (bei bipolarer Versorgungsspannug +-5V)? Das sind ja 4,17mA 
Ausgangsstrom. Auf Seite 6 steht maximum output voltage swing +-10V für 
eine 2kOhm Last bei +-15V Versorgungsspannung. Das sind ja 5mA die er 
schafft.


Danke

von Peter D. (peda)


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Ein OPV hat typisch keinen GND-Anschluß. Er weiß also garnicht, ob er 
single oder dual gespeist wird.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Peter D. schrieb:
> Ein OPV hat typisch keinen GND-Anschluß. Er weiß also garnicht, ob er
> single oder dual gespeist wird.

Man muss nur dafür sorgen, dass die Eingangsspannungen im erlaubten 
Bereich sind, und beachten, ob die Ausgangsspannung den gewünschten 
Bereich abdecken.

von HildeK (Gast)


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Gibbsches phänomen schrieb:
> Widerspricht das nicht den Recommended Operating Conditions. Im Forum
> habe ich auch irgendwo gelesen dass der TL084 garnicht für single-supply
> Einsatz geeignet ist?!

Jeder Standard-OPA ist für Single Supply prinzipiell geeignet!
Der Baustein weiß doch gar nicht, was du als Masse definiert hast. Du 
musst halt für z.B. einen AC-Verstärker das Signal mit einem UB/2-Offset 
anliefern, so dass das Ausgangssignal auch auf UB/2 im Ruhezustand 
liegt.

Du hast nur ein Problem mit dem Eingangs- und Ausgangssignalbereich, 
denn der TL084 kann weder bis an die Rails Eingangssignale verarbeiten 
noch kann er welche bis an die Rails ausgeben.  Deshalb gibt es OPAs in 
R2R-Ausführung, die dann meist auch mit 'Single-Supply' gekennzeichnet 
sind. Direkt hat das aber nichts miteinander zu tun, nur mit den 
Nutzungsmöglichkeiten.

von Michael B. (laberkopp)


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Gibbsches phänomen schrieb:
> Widerspricht das nicht den Recommended Operating Conditions.

Nein.

> Im Forum habe ich auch irgendwo gelesen dass der TL084
> garnicht für single-supply Einsatz geeignet ist?!

Er kann dann halt keine Eingangsspannung unter 3V messen und keine 
Ausgangsspannung unter 3V liefern, wenn V- bloss an 0V angeschlossen 
ist. Single supply fähige OpAmps können zumindest bis 0V messen, und 
würden den Ausgang auf 0V bekommen wenn dort kein Strom hineinfliesst, 
sie also keinen Strom nach Masse ableiten müssen.

> 2) wichtigere Frage:
> Kann ich mit diesem OP eine 120Ohm Last mit 0,5V peak-peak am Ausgang
> treiben (bei bipolarer Versorgungsspannug +-5V)? Das sind ja 4,17mA
> Ausgangsstrom. Auf Seite 6 steht maximum output voltage swing +-10V für
> eine 2kOhm Last bei +-15V Versorgungsspannung. Das sind ja 5mA die er
> schafft.

Ja. Was hat das mit single supply zu tun ? Insgesamt sollte man vom 
TL074 abraten, er leidet unter phase reversal was zu lock up je nach 
Aussenbeschaltung führen kann. Er hat nur ein besonderes Kennzeichen: 
Der billigste Ramsch.

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Okay verstehe jetzt was die Bezeichnung single supply immer meint. Bei 
einem OpAmp der gut für SingleSupply geeignet ist könnte ich ja z.B. bei 
5V Versorgung ein Common mode von 2.5V setzten und dann das AC-Signal 
drumherum schwingen lassen.
Könnte ich das mit dem TL084 bei einer Versorgungsspannung von z.B 8V 
machen und dann den CM auf 4V setzten. Für ein 0,5V Signal.


Die zweite Frage hat nichts mit Single-Supply zu tun, da geht es 
allgemein um den TL084:
Kann ich mit diesem OP eine 120Ohm Last mit 0,5V peak-peak am Ausgang
treiben (bei bipolarer Versorgungsspannug +-5V)? Das sind ja 4,17mA
Ausgangsstrom. Auf Seite 6 steht maximum output voltage swing +-10V für
eine 2kOhm Last bei +-15V Versorgungsspannung. Das sind ja 5mA die er
schafft.

Den Möglichkeit zur Verwendung des TL084 untersuche ich, weil dieser 
hier als Dice verfügbar ist.

Danke

von Dietrich L. (dietrichl)


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Gibbsches phänomen schrieb:
> Kann ich mit diesem OP eine 120Ohm Last mit 0,5V peak-peak am Ausgang
> treiben (bei bipolarer Versorgungsspannug +-5V)? Das sind ja 4,17mA
> Ausgangsstrom.

Du meinst wohl 0,5V peak, und nicht peak-peak. Sonst wäre der Strom nur 
halb so groß.

> Auf Seite 6 steht maximum output voltage swing +-10V für
> eine 2kOhm Last bei +-15V Versorgungsspannung. Das sind ja 5mA die er
> schafft.

Das könnte im Worst-Case zwar etwas knapp sein, aber wenn Du nicht den 
vollen Temperaturbereich ausnutzt, sollte das reichen.

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Dietrich L. schrieb:
> Gibbsches phänomen schrieb:
>> Kann ich mit diesem OP eine 120Ohm Last mit 0,5V peak-peak am Ausgang
>> treiben (bei bipolarer Versorgungsspannug +-5V)? Das sind ja 4,17mA
>> Ausgangsstrom.
>
> Du meinst wohl 0,5V peak, und nicht peak-peak. Sonst wäre der Strom nur
> halb so groß.
>
>> Auf Seite 6 steht maximum output voltage swing +-10V für
>> eine 2kOhm Last bei +-15V Versorgungsspannung. Das sind ja 5mA die er
>> schafft.
>
> Das könnte im Worst-Case zwar etwas knapp sein, aber wenn Du nicht den
> vollen Temperaturbereich ausnutzt, sollte das reichen.

Stimmt, ich meinte 0,5V peakspannung. Ich will eine 120Ohm Last mit 0,5V 
peak bei +-5V Versorgungsspannung treiben. Max. f=1kHz, voller 
Temperaturrange.

von Michael B. (laberkopp)


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Gibbsches phänomen schrieb:
> Könnte ich das mit dem TL084 bei einer Versorgungsspannung von z.B 8V
> machen und dann den CM auf 4V setzten. Für ein 0,5V Signal.

Eher nicht. Einfach mal das Datenblatt lesen:

6.3 Recommended Operating Conditions
over operating free-air temperature range (unless otherwise noted)
MIN MAX UNIT
VCC+ Supply voltage 5 15 V
VCC– Supply voltage –5 –15 V
VCM Common-mode voltage VCC– + 4 VCC+ – 4 V

+/-4V liegen unter den recommended +/-5V.

Bei +/-4V wäre kein Platz mehr zwischen VCC– + 4 VCC+ – 4 V für das 
Signal.

In der Praxis funktioniert der Chip auch bei 8V und liefert bis VCC– + 3 
VCC+ – 3 V, kann also dein 0.5V Signal maximal um den Faktor 2 auf ein 
1V Signal verstärkern.

Aber so knapp an den Grenzen zu arbeiten, kann z.B. bei gewissen 
Exemplaren und Temperaturen in die Hose gehenn, ist also schlechtes 
Design und es gibt keinen Grund solchen Murks aufzubauen, es gibt 
tauende besser geeigneter OpAmps als diesen 40 Jahre alten Chip.

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Hab mir schon gedacht, dass es sehr knapp wird. Bin halt eingegrenz 
dadurch dass es ein radiation hardened Dice sein soll. Die 0,5V muss ich 
nicht verstärken, die sollen am Output dann liegen.
Werde mir mal die OPs OP11S, OP215S, OP270S, OP400S, OP470S, RH1013 und 
RH1498M anschauen. Vielleicht finde ich unter denen was, oder jmd weiß 
schon dass einer davor gut geeignet ist.


Danke

von Achim S. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> +/-4V liegen unter den recommended +/-5V.

Den Kommentar versteh ich nicht. Der TO plant doch eine Versorgung mit 
+/-5V. Bleibt also ein erlaubter common mode range von +/-1V, in dem er 
mit seinem +/- 0,5V Signal drinnen liegt.

@TO: der Hersteller liefert keine Spezifikation für genau deinen 
Anwendungsfalls. Von daher wirst du auch hier im Forum keine garantierte 
Aussage dazu bekommen (speziell nicht, wenn du den gesamten Temp-Bereich 
abdecken willst).

Wahrscheinlich wird es schon gehen: schau dir das Prinzipschaltbild in 
Abschnitt 8.2 des Datenblatts an. Wenn der Ausgang auf 0,5V liegt und 
0,5V/120Ohm=4,2mA fließen, dann fallen an den 
"Strombegrenzerwiderständen" 4,2mA*(64+128Ohm)=0,8V ab. Für die 
Treiberstufen bleiben also noch
5V-0,8V-0,5V=3,7V übrig, was selbst mit "Sicherheitsfaktor" noch gut 
reichen dürfte. Aber garantieren kann es dir halt nur der Hersteller per 
Spec.

Wenn du Sicherheit gewinnen willst: probiere mit einem Baustein aus, wie 
viel Reserve du hast. Musst ja nicht gleich ein Die bonden, ein 
gehäuster TL081 auf dem Steckbrett reicht zum groben Testen.

von Michael B. (laberkopp)


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Achim S. schrieb:
> Den Kommentar versteh ich nicht. Der TO plant doch eine Versorgung mit
> +/-5V.

Die Frage auf die sich die Antwort bezog, hatte ich direkt darüber 
zitiert:

Michael B. schrieb:
> Gibbsches phänomen schrieb:
>> Könnte ich das mit dem TL084 bei einer Versorgungsspannung von z.B 8V
>> machen und dann den CM auf 4V setzten. Für ein 0,5V Signal.
>
> Eher nicht.

Mit etwas Restintelligenz hättest also auch du verstanden.

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Achim S. schrieb:
> @TO: der Hersteller liefert keine Spezifikation für genau deinen
> Anwendungsfalls. Von daher wirst du auch hier im Forum keine garantierte
> Aussage dazu bekommen (speziell nicht, wenn du den gesamten Temp-Bereich
> abdecken willst).
>
> Wahrscheinlich wird es schon gehen: schau dir das Prinzipschaltbild in
> Abschnitt 8.2 des Datenblatts an. Wenn der Ausgang auf 0,5V liegt und
> 0,5V/120Ohm=4,2mA fließen, dann fallen an den
> "Strombegrenzerwiderständen" 4,2mA*(64+128Ohm)=0,8V ab. Für die
> Treiberstufen bleiben also noch
> 5V-0,8V-0,5V=3,7V übrig, was selbst mit "Sicherheitsfaktor" noch gut
> reichen dürfte. Aber garantieren kann es dir halt nur der Hersteller per
> Spec.
>
> Wenn du Sicherheit gewinnen willst: probiere mit einem Baustein aus, wie
> viel Reserve du hast. Musst ja nicht gleich ein Die bonden, ein
> gehäuster TL081 auf dem Steckbrett reicht zum groben Testen.

Okay verstehe, danke. Ich denke ich werde tatsächlich mal ein BB 
aufbauen und schauen wie weit ich gehen kann.

Ist ansonsten auf die Schnelle einer von denen zu empfehlen? OP11S, 
OP215S, OP270S, OP400S, OP470S, RH1013, RH1498M. Würde die gerne mit 
Single Supply von 5V-8V verwenden. Falls nicht möglich, werde ich eine 
Dual +-5V verwenden.

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Aber so knapp an den Grenzen zu arbeiten, kann z.B. bei gewissen
> Exemplaren und Temperaturen in die Hose gehenn, ist also schlechtes
> Design und es gibt keinen Grund solchen Murks aufzubauen, es gibt
> tauende besser geeigneter OpAmps als diesen 40 Jahre alten Chip.

Ja ich brauche da tatsächlich den vollen Temperaturrange. Insgesamt ist 
das mit dem TL084 zu unsicher. Trotzdem werd ich den vllt. mal auf einem 
BB testen.

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Das mit Dual-Supply und Single-Supply ist hier leider bisschen 
durcheinandergekommen, da ich zwei etwas unabhängige Fragen von Anfang 
an gestellt habe.

Mir war eher die Frage wichtig, ob ich mit +-5V Versorgungsspannung die 
0,5V Amplitude um 0V herum mit 120Ohm Lastwiderstand schaffe. Ich nehme 
mit dass es geht, aber eventuell nicht für den vollen Temperaturrange 
und nicht bei allen Expemplaren. Riskantes Design insgesamt.

von Britzel (Gast)


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Gibbsches phänomen schrieb:
> Hab mir schon gedacht, dass es sehr knapp wird. Bin halt eingegrenz
> dadurch dass es ein radiation hardened Dice sein soll. Die 0,5V muss ich
> nicht verstärken, die sollen am Output dann liegen.
> Werde mir mal die OPs OP11S, OP215S, OP270S, OP400S, OP470S, RH1013 und
> RH1498M anschauen. Vielleicht finde ich unter denen was, oder jmd weiß
> schon dass einer davor gut geeignet ist.

Gibbsches phänomen schrieb:
> Ist ansonsten auf die Schnelle einer von denen zu empfehlen? OP11S,
> OP215S, OP270S, OP400S, OP470S, RH1013, RH1498M. Würde die gerne mit
> Single Supply von 5V-8V verwenden. Falls nicht möglich, werde ich eine
> Dual +-5V verwenden.

Jo kenne ich... Musste auch neulich OPs und Komparatoren in "strahlen 
toleranter" Ausführung finden und einsetzten... hat geklappt. Was wirds 
bei dir? Für Satellit, Teilchenbeschleuniger, "Supergau"? -ich tippe 
wegen der Temperatur ja auf ersteres ;)

Seh dich ggf. mal bei den üblichen IEEE Gruppen um. Die testen ständig 
COTS auf ihre Eignung. Gibt auch nette Effekte unter Strahlung & 
Temperatur... Weglaufen der Rails, Veränderung des Offsets, 
Stromaufnahme, ... Das wird langwierig und chargenweise zu testen sein! 
Oder du beißt in den sauren Apfel und kaufst die "echten" für die 
Anwendung mit voller Dokumentation und den garantierten Parametern.
PS nein, ich sag dir nicht das Ergebnis meiner jahrelangen Evaluation, 
auch nicht mein Bauteile :-P
Je nach Bauteil kann das den Umfang einer Doktorarbeit haben, erst recht 
wenn man die Veränderungen begreifen will und Rückschlüsse ziehen will 
um genaueres über Toleranzen und Lebenszeit zu berechnen.

Merke: COTS kauft man günstig und testet sie teuer und lange auf eigenes 
Risiko | RADHARD kauft man teuer, sind aber ready to use und meist auch 
schneller verfügbar.

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Britzel schrieb:
> Jo kenne ich... Musste auch neulich OPs und Komparatoren in "strahlen
> toleranter" Ausführung finden und einsetzten... hat geklappt. Was wirds
> bei dir? Für Satellit, Teilchenbeschleuniger, "Supergau"? -ich tippe
> wegen der Temperatur ja auf ersteres ;)
>
> Seh dich ggf. mal bei den üblichen IEEE Gruppen um. Die testen ständig
> COTS auf ihre Eignung. Gibt auch nette Effekte unter Strahlung &
> Temperatur... Weglaufen der Rails, Veränderung des Offsets,
> Stromaufnahme, ... Das wird langwierig und chargenweise zu testen sein!
> Oder du beißt in den sauren Apfel und kaufst die "echten" für die
> Anwendung mit voller Dokumentation und den garantierten Parametern.
> PS nein, ich sag dir nicht das Ergebnis meiner jahrelangen Evaluation,
> auch nicht mein Bauteile :-P
> Je nach Bauteil kann das den Umfang einer Doktorarbeit haben, erst recht
> wenn man die Veränderungen begreifen will und Rückschlüsse ziehen will
> um genaueres über Toleranzen und Lebenszeit zu berechnen.
>
> Merke: COTS kauft man günstig und testet sie teuer und lange auf eigenes
> Risiko | RADHARD kauft man teuer, sind aber ready to use und meist auch
> schneller verfügbar.

Ja ist für ein Satellitenexperiment :) Deswegen auch der 
TemperaturRange. Ja ich werde da die teuren RADHARDs kaufen. Ich suche 
halt jetzt den geeigneten für die oben beschriebene Anforderungen. Der 
RH1498 und
RH1013 scheinen da ganz gut zu passen, brauche da halt Unterstützung von 
erfahreneren Entwicklern bei der Auswahl um sicher zu sein.

von Britzel (Gast)


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Seh dir mal ggf. den RHF484k von ST an. R2R IN/OUT 4-14Vdc 8MHz 300krad 
-55°C bis +125°C und halt aus Europa, wenn es ITAR free sein muss ;)

Sonst auch RHF310/330/350/43B/484 alle von ST

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

bei 5 V wird er sicher weniger Ausgangsstrom treiben können, als bei den 
+-15V, die das Datenblatt von TI angibt. 200 Ohm ist schon arg wenig.

Mit freundlichem Gruß

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Danke, muss aber mal schauen ob irgendeiner davon als DICE verfügbar 
ist. Zusätzliche Eingrenzung. :)

von Gibbsches phänomen (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Hallo,
>
> bei 5 V wird er sicher weniger Ausgangsstrom treiben können, als bei den
> +-15V, die das Datenblatt von TI angibt. 200 Ohm ist schon arg wenig.
>
> Mit freundlichem Gruß

Ja das Diagramm hat ich auch im Blick. Bei 120 Ohm die ich brauche ist 
er ja fast bei der Null. In der Simulation klappt es, aber ist halt nur 
eine Simulation. Wird wahrscheinlich auch auf einem BB klappen, aber 
insgesamt ist es sehr knapp dimensioniert.

von Manfred (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Insgesamt sollte man vom
> TL074 abraten, er leidet unter phase reversal was zu lock up je nach
> Aussenbeschaltung führen kann. Er hat nur ein besonderes Kennzeichen:
> Der_billigste_Ramsch .
Du bist ein ziemlicher Spinner!

Die TL074 wurden jahrelang in der Tonstudiotechnik eingesetzt, telcom 
(Warenzeichen) hieß das Produkt. Das sind 4-Band-Kompander und in ihren 
technischen Wertem dem dolby-Kram überlegen.

Du weißt garnicht, wie viele CD's damit bearbeitet wurden, welche 
hochwertigen Bandmaschinen damit bedient wurden, welche 
Rundfunkanstalten die Dinger im Übertragungsweg hatten ...

von Michael B. (laberkopp)


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