Guten Tag,
ich hab Probleme mit dem Verständnis der spannungsgesteurten
Stromquelle. Ich habe versucht, diese in LTSpice zu simulieren. Ab einer
gewissen Lastimpedanz, passt dies aber nicht mehr zu vereinfachten
Theorie.
Erwartet hatte ich mir einen Strom von 10mA
.
In der Theorie wird Differenzspannung am Eingang als quasi 0
vorausgesetzt und die Ausgangsimpedanz als unendlich. Meine Frage zu der
Schaltung ist, ab was für einer Last sinkt der Strom gegenüber dem
berechneten Strom ab. Wie ist die Ausgangsimpedanz, wenn nicht
unendlich.
1. Sehe ich in Deiner Simulation 1mA, nicht 10mA.
2. Scheint mir R1 überhaupt keinen (nennenswerten) Einfluss auf den
geregelten Strom haben zu können (der Spannungsabfall an ihm wird
überhaupt nicht erfasst), eher R7.
3. Mit der Berechnung der Impedanz Deiner Quelle werde ich mich jetzt
nicht befassen, aber...
4. Ab welcher Last nicht mehr der Sollstrom fließt: nun ja, das ist von
der Stellgröße (Versorgungsspannung) abhängig. Wenn diese (abzüglich der
Rail-Grenzen des OPs) nicht mehr ausreicht, den Sollstrom durch die Last
zu treiben, dann spätestens ist Schluss.
Bis diese erreicht ist, hat Deine Quelle eine bestimmte (recht hohe)
Impedanz.
Ab da hast Du eine andere (das ganze ist über diese Grenze hinweg start
nichtlinear).
Vielen Dank,
das mit der Versorgungsspannung macht natürlich Sinn.Woher weiß ich den
was für eine Versorgungsspanung was für eine Last mit mit was für einen
Strom versorgen kann?
Vielen Dank im Vorraus.
Chris K. schrieb:> Woher weiß ich den> was für eine Versorgungsspanung was für eine Last mit mit was für einen> Strom versorgen kann?
Mit dem Ohmschen Gesetz
Mit dem ohmschen Gesetz , kommt man hier nicht wirklich weiter. Hab das
mal mit 1kohm Lastwiderstand, für einen gewünschten konstanten Strom z.B
10mA müsste falls das ohmsche Gesetz zu verwenden ist eine
Versorgungsspannung von 10V ausreichen. Leider kann ich dies so nicht
bestätigen. Mir ist aufgefallen, dass mit einer kleineren
Eingangsspannung bei Anpassung der Widerstände für einen Strom von 10 mA
der Strom zwar immer noch nicht die 10mA erreicht, aber deutlich näher
dran ist.
Bei +-10V Betriebsspannung am OP kann der OP keine Ausgangsspannung von
10V
Erhöhe die Betriebsspannungen mal auf +-15V oder noch höher.
Auserdem erscheinen mir die Widerstände mit 10Mohm unrealistisch hoch.
Das geht allenfalls bei OPs mit Fet-Eingänge.
Ralph Berres
Chris K. schrieb:> Mit dem ohmschen Gesetz , kommt man hier nicht wirklich weiter.
Aber sicher doch. Die Simulation benutzt auch das Ohmsche Gesetz
Chris K. schrieb:> Hab das> mal mit 1kohm Lastwiderstand, für einen gewünschten konstanten Strom z.B> 10mA müsste falls das ohmsche Gesetz zu verwenden ist eine> Versorgungsspannung von 10V ausreichen. Leider kann ich dies so nicht> bestätigen.
Man braucht halt schon noch etwas mehr.
1. Der OP kann je nach Versorgungsspannung nur eine Ausgangsspannung
erzeugen die ggf. mehrere Volt unterhalb der Versorgungsspannung liegt.
Schau dir das Datenblatt an.
2. Der Strom fliesst nicht nur durch deinen Lastwiderstand, sondern auch
noch durch R7. An dem fällt halt auch noch etwas Spannung ab.
Deine Spannungsteiler sind unrealistisch hochohmig.
Was sollst du eigentlich erreichen?
Chris K. schrieb:> Mit dem ohmschen Gesetz , kommt man hier nicht wirklich weiter.
Nee, mit dem ohmschen Gesetz allein nicht. Ein bisschen gesunder
Menschenverstand und Sachkenntnis bzgl. der Bauteile, die Du da
verwendest, wären in der Tat auch noch nötig. ;)
Immerhin sagt Dir das ohmsche Gesetz aber schon mal, dass durch 10kOhm
bei einer höchsten in der Schaltung auftretenden Spannung von 10V keine
10mA getrieben werden können.
Du solltest Dich einmal mit den Grundlagen von OPs vertraut machen: was
wirkt hier noch begrenzend? Ein 'normaler' OP kann nur eine maximale
Ausgangsspannung liefern, die (mehr oder weniger deutlich) kleiner ist,
als die Betriebsspannung.
Es gibt OPs, die zumindest sehr dicht an die Betriebsspannung
herankommen, das sind sogenannte Rail-to-Rail-OPs.
Lies Gundlagenliteratur: wie funktioniert ein OP, welche Eingenschaften
und Grenzen hat er. Sonst wirst Du Dich immer wieder wundern!
Edit: Wenn Du Dir dann einen OP ausgesucht hast, lies dessen Datenblatt!
Stimmt in der Realität müsst ich eine größere Versorgungsspanung
anlegen(+-2V). Ich habe das Ganze jetzt hier aber mit einem idealen OP.
in LTSpice simuliert. Eine Erhöhung der Versorgungsspanung sorgt dafür
sorgt dafür das ich den gewünschten Strom bekomme. Danke. Hab es jetzt
verstanden. Die 10 mega sind tatsächlich sehr hoch aber, umso größer
umso weniger Strom fließt über diesen zurück. Hatte ich mal gedacht. Nun
hab ich noch eine Frage wie sieht es mit der Ausgangsimpedanz aus in der
Theorie wird dieser zwar als unendlich vereinfacht. Glaub aber das sich
die Frage erübrigt da mein Widerstand sowieso durch die
Versorgungsspanung limitiert ist.
Vielen Dank für all die Antworten
Man muss bedenken das die Eingänge des OPs nur bei Fet-Eingängen um
Größenordungen hochohmiger sind als deine 10Mohm Widerstände.
Bei bipolaren Eingängen fliest in die Eingänge ein nennenswerter Strom
hinein, welche von deinen 10Mohm Widerstände auch aufgebracht werden
muss.
Hinzu kommen Eingangsoffsetspannungen und Ströme.
Das sollte man immer im Hinterkopf behalten.
Kein Operationsverstärker verhält sich ideal.
Auch in LTspice haben die Standartmodelle endliche Eingangswiderstände.
Ralph Berres
Chris K. schrieb:> Nun> hab ich noch eine Frage wie sieht es mit der Ausgangsimpedanz aus in der> Theorie wird dieser zwar als unendlich vereinfacht.
Das entscheidende Wort hast Du schon selber geschrieben: 'vereinfacht'.
In wirklichkeit ist diese immer endlich groß, läßt sich auch berechen
und ich würde Dir (nochmals) empfehlen, Dich damit zu befassen.
(Lies Grundlagenliteratur!)
Edit: OK, ich sehe, Du bist gerade dabei!
Aber auch dieser berechnete Wert gilt dann nur innerhalb gewisser
Grenzen:
Chris K. schrieb:> Glaub aber das sich> die Frage erübrigt da mein Widerstand sowieso durch die> Versorgungsspanung limitiert ist.
Das ist ungünstig ausgedrückt. Wie oben geschrieben: man kann die
Impedanz so einer Schaltung ausrechnen, diese gilt dann aber nur
innerhalb gewisser Grenzen. Ausserhalb funktioniert die Schaltung
einfach nicht (...wie sie soll, irgendetwas macht sie natürlich
trotzdem).
