Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Differenzverstärker fehler


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von futz (Gast)


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Hallo

in der angehängten Schaltung sind die beiden Eingänge des OPV's 
kurzgeschlossen (und mit Vss des OPV verbunden). Bei einer Verstärkung 
von 10,5 sollte ich am Ausgang 1,65V messen.
Der OPV ist ein 4-fach OPV. Bei identischer Beschaltung messe ich am 
Ausgang des einen Gatters 110mV zu viel, am anderen 70mV zu wenig.

Der OPV ist ein mcp6004 mit Input Offset Voltage +-4,5mV. Bei einer 
Verstärkung von 10,5 sollte die Ausgangsspannung um 4,5mV*10,5 = 50mV 
vom idealen Wert abweichen. Ist diese Aussage korrekt und daher 
irgendetwas an meinem Aufbau falsch, oder liegen meine Messwerte 
durchaus im üblichen Bereich (Toleranzen bei Widerständen sollten den 
Verstärkungsfaktor doch höchsten im Bereich zwischen 10,6 und 10,4 
schwanken lassen)?

: Verschoben durch Moderator
von lalelu (Gast)


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Ein paar Sachen, die du nicht explizit erwähnt hast, die die Genauigkeit 
beeinflussen:
- Gleichtaktunterdrückung: Die Toleranz von deinen Widerständen 
verschlechtert die Gleichtaktunterdrückung in die Größenordnung der 
Toleranz. Im Prinzip entsteht durch die leicht verschiedenen 
Spannungsteiler eine kleine Differenzspannung. die dann verstärkt wird. 
Das sollte hier aber nur im Bereich von ein paar Milivolt sein.
- Eingangsströme: Es gibt noch den Input bias current und offset 
current, die an den Eingangswiderständen eine Differenzspannung 
hervorrufen. Die sind hier aber nur mit jeweils +/-1pA spezifiziert und 
damit irrelevant. Es könnte aber sein, dass die z.B. durch ein 
ESD-Ereignis größer geworden sind.

von Teo D. (teoderix)


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Stöpselbrett? Einfach mal drauf klopfen....

von lalelu (Gast)


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Nur noch zur Sicherheit: Du erwartest 1,65V am Ausgang, oder?
Misst du deine Fehlerspannung dann zwischen den eingezeichneten 1,65V 
und dem Ausgang?
Bzw. kann es sein, dass die Referenz nicht ganz stabil ist?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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futz schrieb:
> in der angehängten Schaltung sind die beiden Eingänge des OPV's
> kurzgeschlossen
Eigentlich nicht...
Oder meinst du, du hast die Schaltung aufgebaut und dann die beiden 
Pins 2+3 miteinander verbunden?

> Der OPV ist ein mcp6004
Mit welcher Versorgung?

> Der OPV ist ein 4-fach OPV.
Was hast du mit den anderen OPs gemacht?

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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futz schrieb:
> Der OPV ist ein 4-fach OPV. Bei identischer Beschaltung messe ich am
> Ausgang des einen Gatters 110mV zu viel, am anderen 70mV zu wenig.
>
> Der OPV ist ein mcp6004

In älteren Datenblättern war als maximale Offsetspannung 7mV angegeben.
Dann wäre zumindest gegen die 70mV Fehler am Ausgang nichts einzuwenden.
Da aber die im Datenblatt angegeben Grenzwerte nur in Ausnahmefällen
erreicht werden sollten und die 110mV des anderen Opamps definitiv
zuviel sind, ist da sicher noch ein anderes Problem.

Falls du ein entsprechend hochauflösendes Voltmeter hast, kannst du ja
mal im laufenden Betrieb die Offsetspannung direkt zwischen den Opamp-
Eingängen messen. Am besten machst du auch eine Messung mit verbundenen
Messspitzen, um einen eventuellen Offset des Voltmeters zu bestimmen.

Falls du ein Oszi hast, kannst du damit nach schauen, ob die Signale
wirklich glatt sind, oder ob evtl. eine Störung oder ein Schwingen die
Funktion des Opamps oder die Messung beeinträchtigt.

von futz (Gast)


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Kurzgeschlossen habe ich die beiden freien Enden der 2k Widerstände.
Versorgt wird der OPV mit 3,3V von einem Spannungsregler (LF33). Die 
1,65V Referenz stammen von einem Spannungsteiler (3.3V/2, 1k-1k, 0.1%, 
ok, ist mist).
Die beiden restlichen OP's habe ich mit 82k Widerständen "geschützt", 
d.h. genauso beschaltet wie oben, nur eben jeweils 4 82k Widerstände 
verwendet.

Die Ausgangsspannung ist bei beiden OP's konstant, nur in einem Fall 
eben um 110mV zu hoch, im anderen um 70mV zu niedrig, was mich ansich 
nicht stört, aber ich mir halt auch nicht erklären kann.

Das ganze ist übrigens auf einer Platine (gut) verlötet (eher schlecht).
Verunreinigungen? Ich leg sie mal in Spiritus ein und lass mich 
überraschen.

von futz (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Falls du ein Oszi hast, kannst du damit nach schauen, ob die Signale
> wirklich glatt sind, oder ob evtl. eine Störung oder ein Schwingen die
> Funktion des Opamps oder die Messung beeinträchtigt.

Die Signale sind relativ glatt (ca. 10mV Schwankung)

von futz (Gast)


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futz schrieb:
> Ich leg sie mal in Spiritus ein und lass mich
> überraschen.

Spiritus bringt keine Veränderung.

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