Verständnisfrage Eingangsspannung OpAmp

[Ingo (Gast)]

Guten Morgen.

Theoretischer Kontext: Ein Shunt (im Massekreis eines Verbrauchers) soll 
den Strom messen. Der Spannungsabfall bewegt sich zwischen 0-100mV. 
Dieser Wird einem Opamp zugeführt. Der OpAmp läuft an 12V (keine duale 
Spannung) und teilt sich die identische Masse mit dem Messkreis. Der 
Opamp verstärkt das Signal um den Faktor 100.

Jetzt ist meine Frag: benötigt ein OpAmp an einer einfachen 
Betriebsspannung am Eingang einen gewissen Spannungshub um überhaupt 
arbeiten zu können? (Den Offset mal ignoriert). Also ich meine: kann der 
OpAmp bei einer einfachen Betriebsspannung auch im mV-Bereichen im 
Eingang umgehen oder sollte ich ihn in dem Fall an einer dualen 
Betriebsspannung laufen lassen, auch, wenn ich nur den positiven Swing 
benötige?

Danke!
Ingo

[Nils P. (torus)]

Ingo, das kommt ganz auf den Opamp an.

Relevant für dich ist, das der Opamp mit Eingangsspannungen ab 0V klar 
kommt und auch den Ausgang auf 0V treiben kann.

Ob ein Opamp das kann steht im Datenblatt. Suche da insbesondere nach 
sogenannten "Rail to Rail" Opamps.

Vorsicht: Das Treiben des Ausgangs auf 0V ist immer mit Vorsicht zu 
genießen. Ganz runter auf 0V kommen die Opamps nie. Und schon ein wenig 
Last am Ausgang des Opamps kann dafür sorgen das Du nicht unter 0.4V 
kommst. Auch das steht im Datenblatt, wird aber gerade von Analog 
Anfängern gern übersehen.

Auf Nummer sicher gehst Du, wenn Du dem Opamp eine negative 
Spannungsversorgung spendierst. Dann hat der Chip mehr Headroom zum 
Regeln und Arbeiten.

Es muss auch keine symetrische Spannungsversorgung sein. Der Opamp kommt 
auch prima mit +12V und -5V klar. Eine einfache Möglichkeit um an eine 
negative Spannung zu kommen ist ein Inverter wie z.B. der LT1054, 
ICL7660 und verwandte Chips.

[Ingo (Gast)]

Hallo Nils!

Nils P. schrieb:
> Es muss auch keine symetrische Spannungsversorgung sein. Der Opamp kommt
> auch prima mit +12V und -5V klar. Eine einfache Möglichkeit um an eine
> negative Spannung zu kommen ist ein Inverter wie z.B. der LT1054,
> ICL7660 und verwandte Chips.

Vielen lieben Dank. Dann war meine Überlegung da doch richig. Danke fürs 
Bestätigen. Jetzt fühl ich mich auf der sicheren Seite. :)

LG,
Ingo

[MaWin (Gast)]

Ingo schrieb:
> benötigt ein OpAmp an einer einfachen Betriebsspannung am Eingang einen
> gewissen Spannungshub

Nein, ein OpAmp versucht ja gerade das: Beide Eingänge identisch zu 
halten, wenn ihm das durch die Schaltung erlaubt ist. Bedenke aber, dass 
auch ein single supply OpAmp niemals genau auf 0V kommt mit dem Ausgang, 
selbst wenn alle Widerstände am Ausgang nur nach 0V laufen, und bedenke, 
dass Masse nicht an jeder Schaltungsstelle Masse ist, vor allem wenn 
Ströme durch Masseleitungen fliessen entsteht Spannungsabfall den du 
ggf. um 100 verstärkst.
Und dann kommt noch die Eingangsoffsetspannung hinzu im 
Millivoltbereich, die ggf. auch um 100 verstärkt wird, da liegt ein 
LM358 schon mal 0.7V daneben.
Und hochgenaue OpAmps mit Eingangsoffset im Mikrovoltbereich verstärken 
auch gerne Thermospannungen ebenfalls im Mikrovoltbereich, da werden aus 
10uV schnell mal 1mV und damit Messergebnis beeinflussende Abweichungen.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Siehe LM324-Datenblatt:

"Input Common-Mode Voltage Range Includes Ground"

MfG