Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Rail2Rail OpAmp 3.3V x 1.5 SingleSupply Empfehlung gesucht


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von MüllersManueeel (Gast)


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Hallo Forum,

Ich möchte den DAC-Ausgang meines Teensy3.2 von 0...3.3V auf (ca.) 
0...5V verstärken und wenn irgendwie möglich den Ausgang damit etwas 
"schützen", da dieser über eine Gerätebuchse zweitweise zugänglich ist. 
Austausch des gesockelten OpAmps wäre als "Schutz" schon akzeptabel, 
Hauptsache der Teensy überlebt ;) Ich denke da im wesentlichen an ESD... 
aber das ist sowieso zweitrangig!

Ich suche also einen Rail to Rail Operationsverstärker, allerdings kenne 
ich mich in dem Bereich nicht gut genug aus, um alle Fallstricke gleich 
im Datenblatt zu finden.

Über meine angeschlossene Last (Analogeingang eines LED Treibers) weiß 
ich nur, dass der Strom max. 1.5mA bei 12V beträgt, woraus ich auf die 
Schnelle einen Widerstand von 8000Ohm annehmen würde!?

Das Teil funktioniert aber auch bei 5V, womit auch nur max. 5V am 
Analogeingang nötig sind.

Wenn die Ausgangsspannung etwas (so max 0.5V) unter 5V läge, wäre das 
auch noch ok!

Das ganze muss nichtmal besonders schnell sein oder sowas, lediglich 
single-supply mit 5V und  DIP8-Gehäuse wären schön.

Ich war beim  AD623 gelandet, allerdings hatte hier schonmal jemand 
Probleme mit dem: 
Beitrag "AD623 Problem"

Da dachte ich mir, ich frage mal in die Runde, ob hier jemand einen 
geeigneten Kandidaten empfehlen kann!?

Vielen Dank!

von Klaus R. (klara)


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von MüllersManueeel (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> TLC271
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc271b.pdf

Der sieht schonmal ziemlich gut aus, soweit ich das mit meinen 
beschränkten analog-Kenntnissen beurteilen kann. Und besetzt sogar einen 
ESD-Schutz.

Vielen dank!

von Curby23523 N. (Gast)


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von MüllersManueeel (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> TLC271
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tlc271b.pdf

Hm, wenn ich Figure 70 und 72 richtig lese, komme ich bei 5V supply 
damit doch nur auf ca. 4,2V, was dann doch etwas knapp ist...

Beim MCP602 blick mal wieder nicht durch :(

von Curby23523 N. (Gast)


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Ist doch ganz einfach: Beim MCP602 kannst du als Eingangsspannung -0,3V 
- (VDD-1,2V) legen, wobei der Ausgang quasi 0-VDD kann.

Wenn VDD 5V ist kannst du an den Eingang also maximal 3,8V anlegen, 
alles andere ist Rail-to-Rail. Schalte vor dem Eingang einfach einen 
Spannungsteiler, dann kannst du auch mit 3,3V am Eingang umgehen.

EDIT: Unsinn, 3,8V ist doch größer als 3.3V... brauchst nichtmal einen 
Spanungsteiler...

von MüllersManueeel (Gast)


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Nils N. schrieb:
> Wenn VDD 5V ist kannst du an den Eingang also maximal 3,8V anlegen,
> alles andere ist Rail-to-Rail. Schalte vor dem Eingang einfach einen
> Spannungsteiler, dann kannst du auch mit 3,3V am Eingang umgehen.
>
> EDIT: Unsinn, 3,8V ist doch größer als 3.3V... brauchst nichtmal einen
> Spanungsteiler...

Vermutlich hast du Recht, aber aus dem DB des MCP602:

Electrical Specifications: Unless otherwise specified, TA = +25°C, VDD = 
+2.7V to +5.5V, VSS = GND, VCM = VDD/2,
VOUT ≈ VDD/2, VL = VDD/2, and RL = 100 kΩ to VL, and CS is tied low. 
(Refer to Figure 1-2 and Figure 1-3).

Output
Maximum Output Voltage Swing VOL, VOH VSS + 15 — VDD – 20 mV RL = 25 kΩ 
to VL, Output overdrive = 0.5V
VOL, VOH VSS + 45 — VDD – 60 mV RL = 5 kΩ to VL, Output overdrive = 0.5V
Linear Output Voltage Swing VOUT VSS + 100 — VDD – 100 mV RL = 25 kΩ to 
VL, AOL ≥ 100 dB
VOUT VSS + 100 — VDD – 100 mV RL = 5 kΩ to VL, AOL ≥ 95 dB

Wie passt das zusammen!?

Und: Wie kann ich beim MCP601/2 eigentlich den Gain bestimmen? Ich finde 
im ganzen DB keine Formel dazu...

von Curby23523 N. (Gast)


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Ich habe den MCP602 schon als Verstärker eingesetzt um ein DAC vom µC 
(0-3.3V) auf 0-5V zu shiften.

Ja, am Ausgang kann der theoretisch nur VDD minus ein paar mV. 
Irgendwelche Kompromisse geht man meist immer sein.

Bzgl. Gain - wenn du einen (nicht)invertierenden Verstärker meinst ist 
dessen Formel doch erstmal unabhängig vom verwendeten opamp.

Es gibt natürlich noch viele andere und bessere opamps. Der MCP602 ist 
aber günstig und reicht für deinen beschriebenen Anwendungsfall 
eigentlich voll aus.

von Limi (Gast)


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MüllersManueeel schrieb:
> Und: Wie kann ich beim MCP601/2 eigentlich den Gain bestimmen? Ich finde
> im ganzen DB keine Formel dazu...

nichtinvertierenden Verstärker b)

https://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen#Verst.C3.A4rkergrundschaltungen

von Curby23523 N. (Gast)


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Als ganz alten Hasen könntest du auch einen LM358 verwenden. Der kostet 
sogar nur 36 Cent bei Mouser.

von Limi (Gast)


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Zum Aussteuerbereich des MCP601 gibt die "FIGURE 2-20 auf Seite 8" 
Auskunft.

von Dirk D. (onemintyulep)


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von Curby23523 N. (Gast)


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Dirk D. schrieb:
> ICL7621

Viel zu teuer für seinen Anwendungsfall.

von Dirk D. (onemintyulep)


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Nils N. schrieb:
> Viel zu teuer

Wenn man verschiedene Alternativen hat kann man bei ebay schauen was 
davon grade verramscht wird. Wenn man nicht gerade in Serie geht :)
ICL7621 hatte ich für eine ähnliche Aufgabe verwendet, wobei es noch auf 
geringen Strombedarf ankam.

von MaWin (Gast)


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Klaus R. schrieb:
> TLC271

Er fragte nach einem Rail-To-Rail OpAmp, was soll er da mit einem TLC271 
?

Nils N. schrieb:
> Als ganz alten Hasen könntest du auch einen LM358 verwenden. Der kostet
> sogar nur 36 Cent bei Mouser

Er fragte nach einem Rail-To-Rail OpAmp, was soll er da mit einem LM358 
?

Man sieht wieder mal, welche Leute noch dümmer als der Fragende sind.

MüllersManueeel schrieb:
> ich frage mal in die Runde, ob hier jemand einen geeigneten Kandidaten
> empfehlen kann

Ob MCP601, MCP6001, LMC6482, TS912, AD820 ist letztlich egal, es kommt 
drauf an, was dein Händler da hat und für dich genau genug ist.

von Curby23523 N. (Gast)


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MaWin schrieb:
> Er fragte nach einem Rail-To-Rail OpAmp, was soll er da mit einem LM358
> ?
>
> Man sieht wieder mal, welche Leute noch dümmer als der Fragende sind.

Nettigkeit in Person, was? Registrerung sollte hier zwingend notwendig 
sein..

Der LM358 ist vielleicht alt, aber bewährt und erfüllt die genannten 
Anforderungen locker. 0V bis V+-2 Input, sowie 5mV Swing Output. Ich hab 
den LM358 genau für diesen Fall schon verwendet, 0-3,3V zu 0-10V 
shiften.

von Curby23523 N. (Gast)


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Bzw. nein, ich habe den  LMV358, der ist Rail-to-Rail. Trotzdem könnten 
die Mitglieder dieses Forums mal an ihren Umgangstönen arbeiten und auf 
Fehler anders hinweisen.

von MüllersManueeel (Gast)


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Leute, ich danke euch für die konstruktiven Beiträge!

Ich werde mir mal ein paar der hier genannten OpAmps bestellen und 
jeweils ausprobieren. Das Thema R2R und single supply scheint aber 
immernoch ein Mienenfeld zu sein...

Ansonsten habe ich mir inzwischen auch überlegt, dass es evtl. 
geschickter sein könnte, einen MCP4901/4911/4921 (8/10/12bit SPI DAC mit 
ext. Referenz) zu verbauen. Den habe ich hier noch rumliegen und auch 
schonmal mit 3.3V Controller und 5V Referenz eingesetzt.

Zum Thema ESD sagt sein DB: ESD protection on all pins >4 kV (HBM), 
>400V (MM)

von Curby23523 N. (Gast)


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MüllersManueeel schrieb:
> Ansonsten habe ich mir inzwischen auch überlegt, dass es evtl.
> geschickter sein könnte, einen MCP4901/4911/4921 (8/10/12bit SPI DAC mit
> ext. Referenz) zu verbauen. Den habe ich hier noch rumliegen und auch
> schonmal mit 3.3V Controller und 5V Referenz eingesetzt.

SIcher? Laut Datenblatt darf keiner der Pins mit einer Spannung > 
VDD+0.3V versorgt werden. Also VDD 3.3V und VREF 5V wäre nicht zu 
empfehlen.

Wenn hingegen der µC mit 3.3V und der MCP mit 5V betrieben werden, hast 
du evtl. Glück gehabt, dass die Kommunikation trotzdem funktioniert.

von soso (Gast)


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Meine Empfehlung ist jetzt kein Schnäppchen, aber ich nehm den für 
solche Zwecke trotzdem:

OPA340 oder OPA2340:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa340.pdf

Zumindest gut sind bei dem Ding der Offset, die Bandbreite, 
Stromverbrauch, Slew-Rate, Rauschen. Hat Rail2Rail in und out, und tut 
für 3V3 und 5V.

Das ist so ein rundum-Sorglos-Paket für normale Anwendungen. Natürlich 
muss man das bezahlen ;-)

Bekommen tut man den eigentlich in jedem Elekronikladen, auch bei 
Reichelt und Conrad.

von MüllersManueeel (Gast)


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Nils N. schrieb:
> Wenn hingegen der µC mit 3.3V und der MCP mit 5V betrieben werden, hast
> du evtl. Glück gehabt, dass die Kommunikation trotzdem funktioniert.

Da habe ich wohl glück gehabt, das stimmt wohl. Hat mit 3.3V SPI Pegeln 
bei 5V Versorgung funktioniert. Trotz min. 0.7xVDD also "High" im DB...

soso schrieb:
> Meine Empfehlung ist jetzt kein Schnäppchen, aber ich nehm den für
> solche Zwecke trotzdem:
>
> OPA340 oder OPA2340:
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa340.pdf

Den hab ich auch mal mit ins Warenkörbchen geladen, die 2,70€ zahl ich 
doch gern in der Apotheke, wenn es denn funktioniert ;)

von MaWin (Gast)


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Nils N. schrieb:
> Registrerung sollte hier zwingend notwendig sein..

Du meinst, damit du weiter so einen Scheiss schreiben kannst,
und es niemanden gibt der dich dabei ertappt ?

> Der LM358 ist vielleicht alt, aber bewährt und erfüllt die genannten
> Anforderungen locker. 0V bis V+-2 Input, sowie 5mV Swing Output. Ich hab
> den LM358 genau für diesen Fall schon verwendet, 0-3,3V zu 0-10V
> shiften.

Nein, erfüllt er nicht. Er kommt auch am Ausgang nur auf ca. 3V.

Nils N. schrieb:
> Bzw. nein, ich habe den  LMV358, der ist Rail-to-Rail.

Ach, offenbar hast du es, in deinem dritten Beitrag, dann doch selber 
gemerkt.

> Trotzdem könnten die Mitglieder dieses Forums mal an ihren Umgangstönen arbeiten

Richtig.

Beispielsweise nicht bloss nach ertappten Falschaussaben sich irgendwie 
noch zur richtigen Antwort hinschummeln wollen, sondern einfach klar und 
deutlich zuzugeben "Scheisse, ich habe mich vertan".

Machen die Leute aber nicht.

> und auf Fehler anders hinweisen.

Habe ich getan.

> Nettigkeit in Person, was?

Im Gegensatz zu dir, der mir gleich die Teilnahme verbieten wollte, 
sicherlich.

von MüllersManueeel (Gast)


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Leute Leute... ist das hier so üblich!? Erzählt mir doch lieber 
erhellendes über Operationsverstärker, anstatt euch hier anzukacken!

Also ich hab auch meine Mühe, in DBern immer den Überblick zu behalten, 
dann noch bei den Typen LM/LMV etc. Deshalb frag ich euch ja!

Erzählt mir doch mal, wie ich die 5V Versorgungsspannung eines MCP4901 
um 0.3V verringern kann, damit meine SPI Pegel wieder in der 
Spezifikation sind!


Also welches Bauteil "schluckt" zuverlässig 0.3V? Gibt es Dioden, die 
das auch bei minimalem Strom machen!?

von hinz (Gast)


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MüllersManueeel schrieb:
> Erzählt mir doch mal, wie ich die 5V Versorgungsspannung eines MCP4901
> um 0.3V verringern kann, damit meine SPI Pegel wieder in der
> Spezifikation sind!

Richtig machen (Pegelwandler) kommt nicht in Frage?


> Also welches Bauteil "schluckt" zuverlässig 0.3V?

LDO-Regler.

von MüllersManueeel (Gast)


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hinz schrieb:
> Richtig machen (Pegelwandler) kommt nicht in Frage?

Och, wenns auch mit einem Bauteil geht...

hinz schrieb:
>> Also welches Bauteil "schluckt" zuverlässig 0.3V?
>
> LDO-Regler.

Du meinst, wenn ich einen 78L05 mit 5V Versorge, kommen nur 4.7 raus? 
Ist das so? Muss ich mal probieren.

Ansonsten muss ich halt nen I2C DAC nehmen, der Teensy ist ja 5V 
tolerant...

von hinz (Gast)


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MüllersManueeel schrieb:
> 78L05

Das ist kein LDO-Regler.

von hinz (Gast)


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MüllersManueeel schrieb:
> Och, wenns auch mit einem Bauteil geht...

Pegelwandler braucht kaum mehr.

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