Nicht-Invertierender Verstärker OPV

[Edwin B. (Firma: Student) (edektro)]

Hallo zusammen,

Ich hab für eine kleine Messschaltung zum ersten mal eine OPV-Schaltung 
aufgebaut.
Ich möchte den OPV als Nicht-Invertierenden Verstärker nutzen.
Die Schaltung hab ich in den Anhang gepackt.
Da es sich nur um positive Messwerte handelt, habe ich den V- an 0V 
angeschlossen.
Die Schaltung verstärkt die Eingangsspannung wie gewünscht um den Faktor 
2.
Wenn ich die Eingangsspannung jedoch auf Werte unterhalb 1V stelle, 
steigt die Ausgangsspannung direkt auf den Maximalwert.
Da ich eigentlich vorhatte im Millivolt-Bereich zu verstärken nutzt mir 
die Schaltung durch den Fehler recht wenig.

Ich hoffe ihr könnt mir helfen,
Danke.

[Helmut S. (helmuts)]

> Wenn ich die Eingangsspannung jedoch auf Werte unterhalb 1V stelle,
steigt die Ausgangsspannung direkt auf den Maximalwert.

Das muss so sein. Das steht auch freundlicherweise im Datenblatt.
Bild 27 auf Seite 30
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl072.pdf


Du musst einen Single-Supply Opamp oder einen Rail-to-Rail-input Opamp 
nehmen. Diese zwei Opamp-Typen erlauben eine Eingangsspannung bis 
herunter zu 0V. Um am Ausgan wirklich 0V zu bekommen, müsste man 
allerdings einen Lastwiderstand nach Masse schalten.

[Udo S. (urschmitt)]

Edwin B. schrieb:
> Da ich eigentlich vorhatte im Millivolt-Bereich zu verstärken

Es ist immer kritisch mit einem OP an den Begrenzungen zu den 
Versorgungsspannungen messen zu wollen. Auch bei Single Supply oder Rail 
to Rail OPs kanns da ungenau werden.
Im Zweifel dann doch eine negative Hilfsspannung benutzen z.B. mit 
einem, 7660 oder einem kleinen DC/DC Wandler erzeugt und ggf durch einen 
zusätzlichen RC oder LC Filter glätten.

[Edwin B. (Firma: Student) (edektro)]

Danke für die schnelle Hilfe.
Ich werdes es erstmal mit einem DC/DC-Wandler testen und von meinen 
Erfahrungen berichten.

[Michael B. (laberkopp)]

Edwin B. schrieb:
> steigt die Ausgangsspannung direkt auf den Maximalwert.

phase reversal, du kannst froh sein, daß es erst unter 1V auftritt, das 
Datenblatt erlaubt Fehlfunktion des 30 Jahre alten TL071 ab 3V.

Keine Ahnung warum niemand Datenblätter liest, daber dafür die 
steinzeitältesten OpAmps nimmt die es so gibt.

Entweder eine Versorgungsspannung von zumindest -3V an den OpAmp, oder 
einen single supply OpAmp wie LM324 (Genauigkeitsabfprderung scheint bei 
dir ja nebensächlich zu sein, wie sonst käme man auf TL071) nutzen, oder 
gleich ein R2R rail-to-rail OpAmp wie LMC6482.

Edwin B. schrieb:
> Da ich eigentlich vorhatte im Millivolt-Bereich zu verstärken

Je nach dem wie wenig Millivolt, kann das völlig im Fehler des TL071 
untergehen.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Und vergiß nicht, parallel zur Betriebsspannung des OPV einen z.B. 
100nF-Kondensator einzubauen.

MfG

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Je nachdem, woher das Eingangssignal kommt, wie dieses beschaffen ist
und was mit dem Ausgangssignal geschehen soll, gibt es evtl. auch noch
weitere Möglichkeiten, das Problem anzugehen.

[Edwin B. (Firma: Student) (edektro)]

Die Tipps sind sehr hilfreich.
Habe jetzt einen DC/DC-Wandler zur Spannungsversorgung gewählt.
10V an V+ und -10V an V-.
Die Verstärkung ist im Millivoltbereich nun auch möglich.
Die relative Abweichung ist nun natürlich viel höher aber ich hoffe das 
mit einstellbaren Widerständen hinzukriegen.
Danke.

[Harald W. (wilhelms)]

Michael B. schrieb:

> Die steinzeitältesten OpAmps nimmt die es so gibt.

Du kennst den 702 nicht? :-)

[Dietrich L. (dietrichl)]

Edwin B. schrieb:
> Die relative Abweichung ist nun natürlich viel höher aber ich hoffe das
> mit einstellbaren Widerständen hinzukriegen.

Dabei solltest du aber beachten, dass für Fehler nicht nur die 
Widerstände zuständig sind, sondern auch die Offsetspannung und der 
Offset- und Biasstrom des OPV. Das siehst man daran, dass bei Uin=0 
Uout ungleich 0 ist.
Je nach Anforderung kann es dann sinnvoll oder nötig sein, einen anderen 
OPV zu verwenden, der hier bessere Daten hat.

[Edwin B. (Firma: Student) (edektro)]

Christian S. schrieb:
> Und vergiß nicht, parallel zur Betriebsspannung des OPV einen z.B.
> 100nF-Kondensator einzubauen

Könnte mir jemand erklären wieso der Kondensator noch an die 
Betriebsspannung angeschlossen wird?

[Klaus R. (klara)]

Edwin B. schrieb:
> Die Verstärkung ist im Millivoltbereich nun auch möglich.
> Die relative Abweichung ist nun natürlich viel höher aber ich hoffe das
> mit einstellbaren Widerständen hinzukriegen.

Mit dem TL071 & Co hatte ich auch sehr gerne gearbeitet. Da Du im 
Millivoltbereich arbeiten möchtest, solltest Du Offset und Drift 
beachten. Der TL071 war zwar früher gut, aber es gibt heute auch Zero 
Drift OPV.

Edwin B. schrieb:
> Könnte mir jemand erklären wieso der Kondensator noch an die
> Betriebsspannung angeschlossen wird?

In den aktuelleren Datenblätter findest Du Hinweise zum optimalen 
Layout. Mit den 100 nF Kerkos von +UB zu Masse und -UB zu Masse können 
Störspannungen abgeblockt werden. Thema: EMI.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa189.pdf
Figure 52. Operational Amplifier Board Layout for Difference Amplifier 
Configuration, Seite 33.


mfg klaus